UniMAT PLC在某水泥廠DCS控制系統中的應用
工程范圍:為日產2500噸新型干法水泥生產線提供完整的集散控制系統(DCS),滿足水泥生產需要,為生產高品質水泥提供穩定性保障。
控制系統設計的總體目標
?為生產高品質水泥提供可靠的運行環境;
?提高整個水泥生產線的自動化水平;
?實現機組高品質運行,提高運行經濟性;
?提高運行人員工作效率,滿足機組運行全能值班要求;
?提高效益,降低能耗。
二、系統設計及應用時的設計思想
1、功能設計:體現DCS建成后的自動化程度、處理事故能力(報警、分析、指導、處理等)及先進的控制策略等,以最大限度提高效益,降低能耗為設計思想。具體如下:
對象控制
?按工藝流程的自動化過程由DCS系統協調完成,達到能量平衡。
?保障機組安全、可靠、高效運行和啟停。
提高機組運行的技術經濟效益
?機組在額定參數的上限運行,使機組處于最佳運行工況。
?實現高自動化投入率,提高可靠性,減少誤操作,降低事故率。
完善的操作指導和事故分析手段
?機組的運行工況可由很多監測參數反映出來,當運行工況出現異常時,一方面進行超馳功能及過程制約機制的實行,一方面提供相關參數、趨勢、圖表等高效方式通知運行人員及時處理。
?操作記錄打印、報警打印、事故追憶打印、周期性報表等功能,有助于機組的日常管理和事故分析。
?高效、便捷的系統在線維護。
2、系統設計:體現DCS的高可靠性、先進性、易維護、易組態等為設計思想。具體如下:
可靠性設計
?所有部件標準化、通用化、模塊化。
?控制系統按分層、分散、自治的原則。
?所有I/O模件均為智能化設計,采用隔離措施,具有高共模抑制比和差模抑制比。并具有軟件數字濾波和消除偶發干擾的措施。
維護性設計
?系統自診斷至通道級。
?選用模塊化的功能組態軟件,提高軟件透明度。
擴展性設計
?采用工業以太網網絡結構,通訊速率100mpbs,主干網采用冗余環網,各子站通過雙絞電纜掛接在主干網絡上,有極強的通訊擴展能力。
?提供與其它系統的通訊接口,如工業以太網、PROFIBUSDP或MODBUS。
開放性設計
?支持國際標準數據接口,如OPC、ODBC、OLE、DDE、SQL等。
?支持SIS系統,實現對DCS數據的監控。
三、系統配置與功能實現
根據水泥生產的特點和實際I/O點的設計分布情況,進行以下設計方案,設計的基本功能包括:原料配料系統、生料磨系統、生料均化系統、燒成系統、窯頭系統、煤磨系統、電力系統、報警系統以及趨勢圖等,系統按工藝流程分別介紹如下:
1、原料配料系統
控制系統主要對水泥生產所需原料鐵粉、砂巖和石灰石的料位計進行自動化控制,實現各原料間的合理、高效配比。配料的目的是為了確定各種原料、燃料的消耗比例和優質、高產、低消耗地生產水泥熟料。其原則是:配制的生料易磨易燒,生產的熟料優質,生產過程易于操作控制和管理,并簡化工藝流程。
2、生料磨系統
粉磨是將小塊狀(粒狀)物料碎裂成細粉的過程。生料磨是將原料配合后粉磨成生料的工藝。主要包括生料磨、選粉機以及粉塵回收功能等。合理的生料磨系統對保證生料質量和產量,提高熟料的質量和產量,降低單位產品電耗等有重要意義。
3、生料均化系統
生料均化是采用空氣攪拌及重力作用下產生的“漏斗效應”,使生料粉向下降落時切割盡量多層料面予以混合。同時,在不同流化空氣的作用下,使沿庫內平行料面發生大小不同的流化膨脹作用,有的區域卸料,有的區域流化,從而使庫內料面產生徑向傾斜,進行徑向混合均化。
4、燒成系統
燒成系統是將生料轉變為熟料的過程,直接決定水泥的產量和質量、燃料和襯料的消耗以及回轉窯的安全運轉。其關鍵技術是懸浮預熱技術、分解爐和回轉窯,分別承擔水泥熟料煅燒過程的預熱、分解以及燒成。
5、窯頭系統
窯頭系統的篦式冷卻機作用在于高效、快速地實現熟料與冷卻空氣之間的氣固換熱。在對熟料驟冷的同時,還有對入窯二次風及入爐三次風得到加熱升溫任務。
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