西門子PLC方案在張家港海螺帶輥壓機的水泥粉磨系統

　　項目簡介

　　安徽海螺集團是1997 年成立的大型國有企業集團，是我國目前最大的建材生產企業集團。張家港海螺水泥有限公司是安徽海螺水泥股份公司于1998 年9 月成立的水泥粉磨企業。本項目于2001 年4 月開工建設， 有兩套Φ4.2x11M 帶輥壓機，配料庫、水泥庫及萬噸碼頭同步建設，2002 年4 月建成投產。

　　控制系統介紹

　　1) 系統控制范圍

　　原材料入庫、輸送—水泥粉磨(I、II 線) —水泥出庫及包裝系統。

　　· 原料儲存及輸送工藝流程：石膏破碎及輸送→礦渣入庫→石灰石入庫→熟料輸送入庫→原料入磨頭倉收塵器→原料入磨頭倉→熟料入磨頭倉→石膏入磨頭倉→石灰石入磨頭倉→礦渣入磨頭倉

　　· 水泥磨機工藝流程：

　　磨稀油站→水泥入庫→水泥磨→水泥磨控制→磨輥壓機→物料入水泥磨/ 輥壓機→粉煤灰入水泥磨

　　· 水泥出庫及包裝工藝流程：

　　庫頂收塵→水泥庫頂斜槽風機控制→水泥入庫

　　2) 自動控制回路

　　· 粉磨1 中及粉磨1 尾。

　　· 水泥小倉倉重控制系統。

　　· 粉磨1 尾負壓控制系統。

　　· 粉煤灰小倉固

　　體流量計控制系統。

　　3) 順控停機時間

　　為確保設備安全和空負荷啟動，需對設備停機時間進行規劃。

　　· 原料調配及輸送。

　　· 水泥粉磨。

　　· 石灰石及輔助原料入配料庫。

　　· 水泥儲存及輸送。

　　4) 水泥粉磨控制系統介紹及配置

　　系統監控軟件為西門子WINCC 5.0，控制系統選用德國西門子公司SIMATIC S7-400 控制器及ET200M I/O進行信號的采集與處理。具體配置如下：

　　· 輔助原料及水泥粉磨二線部分配置一臺SIMATIC S7-400 控制器，帶12 個ET200M遠程站對水泥粉磨二線及原料配料部分所有模擬量和數字量進行控制。其中，水泥粉磨二線一臺輥壓機系統通過PROFIBUS-DP 與SIMATIC S7-400 控制站進行數據通訊。配置一臺WinCC 操作站，作為對原料配料及水泥粉磨部分的組態編程及操作。

　　· 水泥粉磨一線及水泥庫頂部分配置一臺SIMATIC S7-400 控制站，帶8 個ET200M 遠程站對水泥粉磨一線及水泥儲存( 庫頂)部分所有模擬量和數字量進行控制。其中，水泥粉磨一線一臺輥壓機系統通過PROFIBUSDP與SIMATIC S7-400 控制站進行數據通訊。與二線水泥粉磨部分共用一臺WinCC 操作站，作為對水泥粉磨及水泥儲存( 庫頂) 部分的組態編程及操作。

　　· 水泥庫底及包、散裝部分配置一臺SIMATIC S7-400 控制站，帶18 個ET200M 遠程站，對水泥庫底及包、散裝部分所有模擬量及數字量進行控制。包裝部分采用觸摸屏TP27 方式操作。控制系統可實現動態流程圖、趨勢圖、報警顯示、報表記錄及工藝動態操作控制等。

　　· 系統的供電電源采用UPS 電源，可防止來自電網上的超高壓、欠壓、浪涌、尖峰脈沖干擾、停電干擾甚至雷電襲擊。

　　5) 控制系統的抗干擾措施

　　張家港海螺的自控系統有許多弱電設備，各種控制電纜和信號電纜數量非常多，系統極易受到各種干擾。若不采取措施，消除其干擾，會嚴重影響系統的正常運行因此，本自控系統采用了如下幾方面的抗干擾措施：

　　· 系統現場控制站的所有數字量輸入/ 輸出模塊、模擬量輸入/ 輸出模塊模塊均采用光電隔離，將現場各種信號與系統背板總線隔離。

　　· 系統現場控制站的所有數字量輸出信號均采用繼電器隔離，實現每個數字量輸出通道之間的隔離，消除了數字量輸出信號之間的相互干擾。

　　· 系統現場控制站的所有模擬量輸入/ 輸出信號均采用模擬量隔離器，實現每個模擬量通道之間的隔離，消除了模擬量信號之間的相互干擾。

　　系統現場控制站的所有模擬量輸入/ 輸出信號電纜均采用屏蔽電纜，其屏蔽層在控制柜側一點接地，消除了空間干擾。

　　· 系統現場控制站的控制電纜、信號電纜與系統動力電纜應分開布線，保持一定的間距。特別是，大功率變頻器的動力電纜能產生較強的空間高頻干擾，應使用金屬管穿線，并將金屬管良好接地。

　　結束語

　　張家港海螺自2002 年4 月建成投產至今，系統運行情況良好，能夠可靠、準確地完成控制操作，實時監測和記錄水泥生產過程的運行狀況，并且能對現場出現的各種突發事件及時做出響應，取得了良好的效果。

　　應用體會

　　隨著SIEMENS PLC 技術的不斷革新和提高，用戶將是直接的受益者。從技術發展上講，目前PLC 也不斷受到其他基于計算機技術的控制系統越來越多的挑戰，受到PLC技術本身軟件方面急待更新與發展的挑戰，受到一種全新的工業控制結構蜒不但控制分散化、而且網絡也分散化的挑戰，受到開放型模塊化體系結構控制系統(OMAC) 的挑戰。于是PLC 必然將會向完善其軟件和硬件兩個方向發展。