基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)DCS在水泥熟料生產(chǎn)線中應(yīng)用

　　文章針對(duì)10000t／d水泥熟料的新型干法生產(chǎn)線，采用以基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的DCS控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)面向全廠生產(chǎn)過(guò)程的全廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控管理一體化。
1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
　　樅陽(yáng)海螺水泥有限公司10000t／d干法水泥熟料生產(chǎn)線項(xiàng)目，是我國(guó)建設(shè)的第一條日產(chǎn)10000噸的干法水泥熟料生產(chǎn)線。整套項(xiàng)目主機(jī)設(shè)備引進(jìn)世界先進(jìn)水泥設(shè)備供應(yīng)商設(shè)備和技術(shù)，項(xiàng)目配套引進(jìn)的DCS控制系統(tǒng)選用的是瑞典ABB Indus—trial IT控制系統(tǒng)，控制器為AC800M過(guò)程控制器，該系統(tǒng)是面向工廠自動(dòng)化的新一代開(kāi)放式DCS系統(tǒng)，全面支持現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，系統(tǒng)采用全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全局一體化編程。系統(tǒng)通信為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)伸縮能力，系統(tǒng)編程采用國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)IEC61131—3。現(xiàn)場(chǎng)控制站采用ABB S800智能l／O 卡件，通過(guò)Profibus DP和Profibus PA協(xié)議與現(xiàn)場(chǎng)總線儀表設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
2 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
　　根據(jù)樅陽(yáng)萬(wàn)噸線項(xiàng)目的實(shí)際情況，系統(tǒng)硬件規(guī)劃采用的是ABB Industrial IT系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)石灰石礦山、原料調(diào)配、原料粉磨、廢氣處理、生料均化及生料入窯、熟料燒成和熟料入庫(kù)、熟料輸送至碼頭這一段工藝流程的過(guò)程自動(dòng)化控制。
　　該系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)按照功能自上而下分為現(xiàn)場(chǎng)層和控制管理層。
2．1 現(xiàn)場(chǎng)控制層
　　現(xiàn)場(chǎng)控制層的作用是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的l／O信號(hào)進(jìn)行采集、運(yùn)算和邏輯順控處理，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制層網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)數(shù)據(jù)送入控制處理機(jī)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制和順序、邏輯控制。根據(jù)生產(chǎn)工藝流程和實(shí)際操作的需要，本生產(chǎn)線共設(shè)置9個(gè)過(guò)程控制站，過(guò)程控制站采用ABB公司最新的AC8OOM過(guò)程控制器，系統(tǒng)執(zhí)行方式采用多進(jìn)程周期運(yùn)行方式，任務(wù)運(yùn)行周期及優(yōu)先級(jí)可以自由組態(tài)，系統(tǒng)CPU引導(dǎo)程序存儲(chǔ)到閃存中，可以實(shí)現(xiàn)CPU軟件自由升級(jí)，系統(tǒng)支持在線組態(tài)、在線下載，給日常的運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)了極大的方便?，F(xiàn)場(chǎng)過(guò)程站采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)線與操作員站及其它設(shè)備進(jìn)行通信，通信網(wǎng)絡(luò)為光纖星形冗余拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于該控制器運(yùn)用了故障診斷的新技術(shù)，各過(guò)程控制站模件具備實(shí)時(shí)檢測(cè)及遠(yuǎn)程診測(cè)功能，考慮到萬(wàn)噸水泥熟料生產(chǎn)線對(duì)控制系統(tǒng)的特殊性能要求，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中均對(duì)關(guān)鍵的通訊模塊和控制模塊做冗余配置，從而大大提高了整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。
2.2 控制管理層
　　控制管理層的作用是實(shí)現(xiàn)集中操作和統(tǒng)一管理，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)控制方案，生成系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶畫(huà)面和報(bào)表等，從而在用戶與系統(tǒng)功能之間提供了一個(gè)接口，使操作員能夠觀察過(guò)程回路參數(shù)狀態(tài)，實(shí)時(shí)趨勢(shì)、歷史趨勢(shì)和報(bào)警情況，實(shí)現(xiàn)設(shè)備起停，過(guò)程回路操作和參數(shù)調(diào)整等，過(guò)程工程師可以通過(guò)操作站調(diào)出過(guò)程組態(tài)畫(huà)面進(jìn)行操作方案組態(tài)，過(guò)程流程圖組態(tài)、趨勢(shì)畫(huà)面及各種報(bào)表組態(tài)等。
　　系統(tǒng)控制管理層中央控制室，根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)置1臺(tái)工程師站，6臺(tái)操作站，1臺(tái)信息管理站、1臺(tái)QC×管理站、3臺(tái)AS服務(wù)器、2臺(tái)CS服務(wù)器。
2.2．1 操作站（OS）
　　硬件平臺(tái)為工業(yè)控制機(jī)，軟件平臺(tái)為Windows 2000 ProfessionalSP3、AC 800M／C Connect、OPC Server for AC800MC 3．2、Process Portal A、VB RunTjme 6．O，等軟件。OS功能和權(quán)限由工程師站決定，操作員站使用以太網(wǎng)與過(guò)程站及其它設(shè)備進(jìn)行通信，由于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)為OPC方式，所以操作員站之間數(shù)據(jù)及畫(huà)面完全可以共享，互為冗余備份。
2.2．2 工程師站（ES）
　　安裝Control Builder M Professional 3I2（組態(tài)軟件）、Mcrosoft Visual Basic 6．0、Process Portal A， 運(yùn)行在Windows2000 Professional SP3系統(tǒng)上。工程師站在不進(jìn)行組態(tài)時(shí)可兼作操作員站使用。工程師站使用以太網(wǎng)與過(guò)程站及其它設(shè)備進(jìn)行通信，可以實(shí)現(xiàn)DCS系統(tǒng)硬件編輯、現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程站編程、現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表組態(tài)、操作員站組態(tài)一體化等編程及調(diào)試。
2.2.3 信息管理站（MIS）
　　配置一臺(tái)DELL服務(wù)器， 裝有Windows Server 2000sP3、AC 800M／C Connect、OPC Server for AC 800MC3 2、第三方OPC 軟件，使生產(chǎn)信息（DCS、PLC、窯胴體掃描儀等）進(jìn)入工廠信息網(wǎng)，以供管理和決策。
2．3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)
　　控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)由中央監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)兩部分組成，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將分散布局的控制站和遠(yuǎn)程站等相連接，構(gòu)成一體化結(jié)構(gòu)，由于系統(tǒng)所完成的是工業(yè)控制，具有實(shí)時(shí)反應(yīng)、速度快、較高的可靠性和適應(yīng)惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的特點(diǎn)。