1.Обзор системы
Объем проекта: Обеспечить полную РСУ для новой линии по производству цемента сухим способом с производительностью 2500 тонн в день, чтобы удовлетворить потребности производства цемента и обеспечить гарантию стабильности для производства высококачественного цемента. Общая цель проектирования системы управления:
Обеспечьте надежную рабочую среду для производства высококачественного цемента.
Повышение уровня автоматизации всей линии производства цемента.
Добиться качественной работы агрегатов и повысить экономичность эксплуатации;
Повысить эффективность работы операторов и удовлетворить требования дежурной бригады.
Повысить эффективность и снизить потребление энергии.
2. Идея дизайна системы проектирования и применения.
1) Функциональный дизайн: воплотить степень автоматизации после завершения DCS, способность справляться с авариями (сигнализация, анализ, руководство, лечение и т. д.) и расширенные стратегии управления, чтобы максимизировать эффективность, снизить потребление энергии, как идея дизайна . Подробности следующие:
Контроль объекта
Процесс автоматизации координируется системой DCS для достижения энергетического баланса.
Обеспечить безопасную, надежную и эффективную работу агрегата, запуск и останов
Повышение технико-экономических преимуществ эксплуатации установки
Агрегат работает на верхнем пределе номинальных параметров, так что агрегат находится в наилучшем рабочем состоянии.
Для достижения высокой скорости ввода автоматизации, повышения надежности, уменьшения неправильной работы и снижения аварийности.
Совершенные средства управления операциями и анализа аварий.
Условия работы агрегата могут отражаться многими параметрами мониторинга. При возникновении ненормальных условий эксплуатации, с одной стороны, реализуются функция превышения скорости и механизм ограничения процесса, с другой стороны, предоставляются соответствующие параметры, тренды, графики и другие эффективные способы информирования операторов о необходимости своевременного реагирования.
Печать протоколов операций, печать сигналов тревоги, печать отзывов об авариях, формы периодических отчетов и другие функции способствуют ежедневному управлению устройством и анализу аварий.
Эффективное и удобное онлайн-обслуживание системы.
2) дизайн системы: он воплощает в себе идею дизайна DCS о высокой надежности, продвинутом характере, простоте обслуживания и легкой конфигурации. Подробности следующие:
дизайн надежности
Все компоненты стандартизированы, универсальны и модульны.
Система управления должна быть стратифицированной, децентрализованной и автономной.
Все модули ввода-вывода спроектированы с учетом мер изоляции и высокого коэффициента подавления синфазного и дифференциального режимов. И имеют
Программная цифровая фильтрация и устранение случайных помех.
Дизайн ремонтопригодности
Самодиагностика системы на уровне каналов.
Выбор программного обеспечения модульной функциональной конфигурации для повышения прозрачности программного обеспечения.
Расширяемый дизайн
Принята структура промышленной сети Ethernet, скорость передачи данных составляет 100 Мбит/с, магистральная сеть представляет собой кольцевую сеть с резервированием, каждая подстанция подключена к магистральной сети через кабель витой пары, который имеет широкие возможности расширения связи.
Обеспечьте интерфейсы связи с другими системами, такими как промышленный Ethernet, PROFIBUS DP или MODBUS.
Открытый дизайн
Поддержка международных стандартных интерфейсов данных, таких как OPC, ODBC, OLE, DDE, SQL и так далее.
Поддержка системы SIS для реализации мониторинга данных DCS.
Три конфигурации системы и реализация функций
В соответствии с особенностями производства цемента, а также проектированием и распределением точек ввода/вывода выполняются следующие расчетные схемы. Основные функции конструкции включают в себя: систему смешивания сырья, систему измельчения сырья, систему гомогенизации сырья, систему обжига, систему головки печи, систему измельчения угля, систему питания, систему сигнализации и график тенденций. Система спроектирована в соответствии с технологическим потоком. Ниже приведены следующие:
1 система дозирования сырья
Система управления в основном осуществляет автоматическое управление датчиками уровня железного порошка, песчаника и известняка, которые являются сырьем для производства цемента, и реализует разумный и высокий коэффициент эффективности каждого сырья. Целью дозирования является определение соотношения расхода различных видов сырья и топлива и получение цементного клинкера с высоким качеством, высоким выходом и низким расходом. Принцип заключается в том, что приготовленную сырьевую муку легко измельчить и сжечь, производимый клинкер имеет высокое качество, производственный процесс прост в эксплуатации, контроле и управлении, а также упрощает процесс.
2 системы измельчения сырьевой муки
Измельчение – это процесс измельчения мелких кусочков зернистого материала в мелкий порошок. Мельница для сырой муки - это процесс измельчения сырья в сырую муку после измельчения. Он в основном включает в себя мельницу для сырьевой муки, сепаратор и функцию рекуперации пыли. Разумная система измельчения сырьевой муки имеет большое значение для обеспечения качества и выхода сырьевой муки, улучшения качества и выхода клинкера и снижения энергопотребления на единицу продукции.
3 система гомогенизации сырой муки
Гомогенизация сырой муки - это использование перемешивания воздуха и гравитации под действием «эффекта воронки», так что порошок сырой муки падает при разрезании как можно большего количества слоев поверхности материала для смешивания. В то же время под действием разного псевдоожиженного воздуха вдоль параллельной поверхности материала в резервуаре будут возникать разного размера псевдоожиженное расширение. Некоторые материалы разгружаются в области резервуара, а некоторые псевдоожижаются в области резервуара, так что поверхность материала в резервуаре будет производить радиальный наклон и выполнять гомогенизацию радиального перемешивания.
4 система стрельбы
Система обжига представляет собой процесс превращения сырьевой муки в клинкер, от которого напрямую зависят выход и качество цемента, расход топлива и футеровки, а также безопасная работа вращающейся печи. Ключевыми технологиями являются предварительный нагрев суспензии, кальцинатор и вращающаяся печь, которые выполняют предварительный нагрев, разложение и обжиг цементного клинкера соответственно.
Система коллектора 5 печей
Функция колосникового охладителя в системе головки печи заключается в эффективном и быстром осуществлении теплопередачи между газом и твердым телом между клинкером и охлаждающим воздухом. Когда клинкер закаливается, также существует задача нагрева и нагревания, заключающаяся в двухкратном входе в печь и трехкратном входе в печь.
6 помол и упаковка цемента для последнего этапа строительства еще не начались.
7 силовая система
Он предназначен в основном для мониторинга в режиме реального времени высоковольтного шкафа мощности сырьевого помещения и высоковольтного шкафа мощности сжигания.
8 конфигурация сети
Станции управления производством цемента очень рассредоточены, и безопасность системы во многом зависит от стабильности сети управления. Дизайн и применение резервной технологии волоконно-оптической кольцевой сети обеспечивают контроль процесса.
Сообщить об ошибке
По аппаратной структуре систему можно разделить на:
1. станция оператора (станция ОС) и станция инженера (станция ЭС)
Система DCS оснащена четырьмя независимыми операторскими станциями (OS-станциями), включая удаленное дозирование, измельчение сырьевой муки, обжиговую печь, хвостовую печь, головку печи и угольную мельницу, одну OS-станцию, а именно четыре операторские станции (каждая операционная станция с 24-дюймовым LCD) и одна станция ES в центральной диспетчерской. В каждом наборе ОС используется зрелый и надежный коммерческий компьютер DELL.
Станция OS предоставляет графику, списки, операции, воспроизведение исторических данных для оператора и может быть выведена на принтер. Запустите прикладное программное обеспечение WINCC6.2 в многозадачной сетевой операционной системе Windows XP. Все станции ОС имеют всестороннюю конфигурацию, образ, работу, согласованность данных, чтобы обеспечить запуск и остановку на месте, мониторинг, хранение данных.
Система оснащена 1 набором инженерных станций (станция ES) и зрелым и надежным коммерческим компьютером DELL.
Станция ES в основном выполняет создание и загрузку базы данных в реальном времени, блока управления, графиков, трендов, отчетов и других системных данных, выполняет подробную самодиагностику системы, а также список и резервное копирование системных данных. Запустите прикладное программное обеспечение STEP7v5.4 и WINCC6.2 под многозадачной сетевой операционной системой Windows XP.
Систему могут конфигурировать и обслуживать специалисты-электрики через инженерную станцию. Профессиональные инженеры могут модифицировать систему онлайн или офлайн прямо на месте. При этом все условия работы и логика управления могут просматриваться на рабочем месте инженера, что повышает степень владения системой пользователем, а также прозрачность программного и аппаратного обеспечения системы. Когда настройка не требуется, можно запустить программное обеспечение, работающее точно так же, как и операторская станция.
Вся система оснащена 2-мя сетевыми принтерами для печати и копирования ЭЛТ-изображений. Принтер выбирает сетевой принтер HP.
2. удаленная станция ввода/вывода
Система состоит из ЦП Siemens и удаленной станции ввода-вывода Uygur UNIMAT. Каждая станция распределенного ввода-вывода использует модуль серии UN 300 компании Uygur UNIMAT и обменивается данными с PROFIBUS-DP через интерфейсный модуль 153 и центральную управляющую станцию S7-400. Среди них UN 300 серии UN 321-1BL00-0AA (32DI), UN 322-1BL00-0AA0 (32DO), UN 331-1KF01-0AB0 (8AI), UN 331-7KF02-0AB0 (8TC), UN 332-5HD01 -0AB0 (4AO), что не только экономит затраты, но и снижает потребление энергии.
3. резервная сеть связи
CP443-1 в качестве стандартного устройства подключения к промышленному Ethernet, на физическом уровне с использованием высокого уровня защиты коммуникационных кабелей, карты промышленного Ethernet с ЦП могут обрабатывать коммуникационные сигналы независимо. Высокоскоростной промышленный Ethernet основан на коммуникационном протоколе промышленного Ethernet, который увеличивает скорость связи до 100 Мбит/с. Высокоскоростной Ethernet в SIMATIC NET использует полнодуплексный параллельный (FDX) режим связи, который позволяет станциям отправлять и получать данные одновременно, а скорость связи может быть удвоена. SIMATIC NET также использует технологию коммутации высокоскоростного Ethernet. Весь сегмент сети делится на несколько подсетей с помощью модуля коммутации. Каждая подсеть может независимо формировать сегмент сети передачи данных, что может значительно повысить эффективность связи. Из-за перегрузки передачи данных в сегменте сети фактическая технология связи в сети составляет всего 40%. Благодаря технологии полнодуплексной параллельной связи и технологии коммутации коммуникационные возможности сети могут быть полностью использованы.
Четыре, контрольные точки и стратегии производства цемента
Технологическое оборудование для производства цемента имеет большую производительность на единицу, непрерывное производство, высокую скорость и координацию. Для повышения эффективности производства и конкурентоспособности предприятий очень важно внедрение автоматического управления. Комбинация ЦП Siemens и удаленной станции ввода-вывода UNIMAT может удовлетворить требования управления цементной промышленности, которые в основном основаны на количестве переключателей, дополненном аналоговым количеством и сопровождаемым несколькими регулировочными цепями.
1. Система дробления и транспортировки известняка
Оборудование системы дробления и транспортировки известняка взаимосвязано. Оборудование управляется последовательно по принципу «пуск в обратном потоке и остановка в обратном потоке». Сложность управления системой дробления и транспортировки известняка заключается в автоматическом управлении количеством подачи дробилки известняка. Скорость пластинчатого питателя можно регулировать автоматически путем изменения мощности дробилки, чтобы поддерживать скорость в пределах требуемого рабочего диапазона, чтобы материал в бункере для известняка не мог быть выгружен из-за высокой скорости. пластинчатый питатель. Машина подачи пластин играет определенную защитную роль для оборудования.
Блок-схема помола сырьевой муки (см. сырьевую мельницу 1.bmp)
Диапазон технологического процесса системы подготовки сырья: от низа станции дозирования сырья до верха склада гомогенизации сырья, включая дозирование и транспортировку сырья, в том числе измельчение сырья, транспортировку сырья на склад. Контрольные точки и стратегии следующие:
Система контроля качества сырьевой муки (СКК)
Система QCS (система контроля качества) широко используется в производстве цемента. Система контроля качества сырьевой муки (СКК) состоит из работающего в режиме реального времени анализатора флуоресценции кальция и железа, компьютера и электронных конвейерных весов с регулируемой скоростью. Интеллектуальный онлайн-анализатор флуоресценции Ca-Fe может автоматически отбирать пробы, готовить пробы и проводить непрерывные измерения, рассчитывать нагрузку с помощью системы QCS, а также регулировать пропорцию и контролировать состав материала с помощью DCS, чтобы сохранить трехкратное значение сырая мука колебалась около целевого значения, что значительно улучшило квалификацию ингредиентов сырой муки. И стабильность качества.
Система контроля нагрузки измельчения сырьевой муки
Сложность управления системой управления помолом сырьевой муки заключается в контроле загрузки мельницы. Когда влажность и твердость сырья изменяются, система обеспечивает наилучшее состояние мельницы при стабильной нагрузке, регулируя количество загружаемого материала, чтобы избежать блокировки или измельчения воздухом. Обычными методами настройки системы автоматического управления нагрузкой являются: установка константы подачи на помол и добавление нового количества подачи к мощности помола сепаратора в установившемся режиме, равной ей; во-вторых, регулировка мощности элеватора или электрического сигнала мельницы в качестве основного управляющего или контрольного сигнала во времени; в-третьих, регулировка возврата помола, функции подъема и электричества сепаратора. Математические модели уха и других сигналов анализируются или контролируются, или контролируются экстремальные значения.
Большинство вертикальных мельниц управляются константой, в то время как шаровые мельницы в основном управляются электрическими ушами или сигналами мощности лебедки.
3. Контроль склада гомогенизации сырой муки
Рис. 4 блок-схема склада гомогенизации сырьевой муки (см. систему гомогенизации сырьевой муки 1.bmp)
Система предварительной гомогенизации сырой муки
Предварительная гомогенизация сырьевой муки достигается за счет управления электрическим вибратором с нижней разгрузкой. Склад для предварительной гомогенизации сырья обычно представляет собой склад с длинными прутками. На дне склада находятся 26 электрических вибраторов, разделенных на две группы. Каждая группа имеет 13 электрических вибраторов, каждый из которых может управляться по временной программе отдельно. Два электрических вибратора управляются программируемым контроллером (ПЛК) в соответствии с определенной временной программой, чтобы добиться предварительной гомогенизации подачи разного времени в соответствии с определенной пропорцией. Войдите в мельницу.
Система гомогенизации сырой муки
Гомогенизация сырьевой муки основана на продувке воздухом с равномерным давлением до гомогенизации сырьевой муки. Обычно на дне резервуара устанавливается устройство для наполнения воздухом, и применяется стратегия контроля временной последовательности. В соответствии с временной последовательностью электромагнитный клапан для заполнения воздухом на дне резервуара открывается и останавливается, чтобы сделать материал псевдоожиженным и взбалтываемым, а сырье смешивается для достижения цели гомогенизации.
Автоматическая система контроля количества складских запасов
Открытие электрического проточного клапана на стороне склада сырья может регулироваться автоматически по весовому сигналу измерительного бункера, так что количество материала в бункере для взвешивания может поддерживаться стабильным, чтобы обеспечить стабильность количество разгрузки мерного бункера.
Бланк-контроль склада гомогенизации сырьевой муки
В процессе производства температура в зоне обжига, как правило, должна контролироваться в подходящем диапазоне, потому что это очень важно для качества клинкера. Значение настройки расхода сырой муки устанавливается путем объединения объема сырой муки, объема воздуха вентилятора и температуры зоны обжига. Система может автоматически регулировать открытие электрического проточного клапана под измерительным бункером, используя значение обратной связи твердого расходомера, чтобы сырьевая мука могла стабилизироваться на установленном значении, чтобы сырая мука могла оставаться в печи. стабильной, и в конечном итоге печь может быть гарантирована. Стабильная работа системы.
4. Система подготовки пылеугольного топлива
Сообщить об ошибках
Технологическая схема подготовки пылеугольного топлива (см. «Система измельчения угля 1.bmp»)
Автоматический контроль температуры газа в мельнице
Температура шлифовального газа напрямую связана с влажностью и безопасностью готовой продукции. Чтобы обеспечить производство квалифицированного пылевидного угля и в то же время гарантировать, что температура системы не может быть слишком высокой, система управления настроила контур автоматического регулирования температуры газа на выходе из мельницы, изменив входной клапан холодного воздуха мельницы. отверстие для контроля стабильности температуры газа на выходе из мельницы.
Автоматическое управление нагрузкой мельницы
Изменение количества пылевидного угля в пылехранилище повлияет на точность дозирования части подачи пылеугольного топлива. Количество пылевидного угля в бункере для пылеугольного топлива должно быть как можно более постоянным при нормальном производстве. При этом должна быть обеспечена нормальная и безопасная работа мельницы для предотвращения «полного измельчения». Принят автоматический контур управления для автоматической регулировки количества подачи количественного питателя шлифовальной головки с помощью электрического ушного сигнала мельницы.
5. Система стрельбы
Блок-схема конца печи (см. систему обжига 1.bmp)
Дозирование и автоматическая регулировка подачи угля в декарбонизатор
Температура кальцинатора является важным параметром контроля для обеспечения нормальной работы вращающейся печи. Соотношение смешивания топлива и воздуха должно контролироваться должным образом, когда объем сырой муки является постоянным. Поэтому температура печи разложения измеряется для достижения оптимального контроля. Температура печи для разложения регулируется путем автоматического увеличения и уменьшения количества угля, так что ее можно контролировать на желаемом заданном значении. Декарбонизатор не только может поддерживать самую высокую скорость разложения, но и не может вызывать связывание сырьевой муки из-за высокой температуры, которая влияет на нормальную работу системы печи.
Регулировка выходного давления подогревателя
Давление на выходе подогревателя является основным показателем воздушного баланса реакционной системы. Давление на выходе из подогревателя регулируется открытием клапана высокотемпературного вентилятора.
Устройство автоматической продувки подогревателя
Чтобы закупорка коркой не влияла на нормальную работу системы подогревателя, компьютер регулярно включает соответствующий электромагнитный клапан на подогревателе в определенной временной последовательности, по очереди открывает трубопровод сжатого воздуха и шаг за шагом продувает подогреватель. чтобы блокировка корки не влияла на нормальную работу системы подогревателя.
Блок-схема головки печи (см. систему головки печи 1.bmp)
Автоматический контроль отрицательного давления в головке печи
Отрицательное давление головки печи представляет собой баланс между вентиляцией в печи и двумя воздухами, поступающими в печь. В зависимости от отрицательного давления в головке печи открытие клапана вытяжного вентилятора электростатического фильтра можно регулировать автоматически, чтобы контролировать баланс между объемом вторичного воздуха в головке печи, третьим объемом воздуха в хвостовой части печи и объемом отработанного газа в печи. голову, чтобы достичь стабильного баланса между обжигом и охлаждением клинкера.
Регулятор скорости вращающейся печи
Принятая стратегия заключается в поддержании сбалансированного и стабильного производства всей печной системы путем правильной регулировки скорости вращения вращающейся печи на основе стабилизации количества сырья и топлива.
Автоматическая регулировка объема воздуха в одной или двух камерах колосникового охладителя
Вторичный воздух оказывает большое влияние на качество горения, стабильность и расход топлива в печи. Целью управления системы является стабилизация потока свежего воздуха в печь путем стабилизации потока воздуха в первой и второй камерах, чтобы обеспечить условия для стабильной работы печи.
Автоматическая регулировка толщины слоя материала колосникового охладителя
Контроль толщины слоя колосникового охладителя может стабилизировать температуру вторичного воздуха, чтобы стабилизировать нормальную работу печи и обеспечить наилучшее охлаждение клинкера. Поскольку измерить толщину слоя охладителя решетки сложно, давление под решеткой используется для регулировки скорости решетки, чтобы стабилизировать толщину слоя охладителя решетки. Для двухступенчатого охладителя колосников также предусмотрена одна или две ступени регулирования скорости колосников.
6. Система очистки выхлопных газов
Ключом системы очистки отработанных газов является контроль количества распыляемого увлажнителя. Стратегия управления заключается в управлении количеством форсунок в соответствии с температурой на выходе увлажнителя, чтобы повысить эффективность сбора пыли электрофильтром за счет увлажнения и охлаждения. Температура на выходе из увлажнителя обычно поддерживается на уровне около 130 градусов.
7. Система помола и подачи цемента
Контроль количества корма
Количество корма является равномерным и стабильным, а количество корма регулируется путем измельчения звукового сигнала и мощности подъемника.
Автоматический контроль температуры газа в мельнице
Температура газа регулируется путем регулировки объема вентиляции мельницы.
Регулировка и контроль сепаратора
Хранение и транспортировка клинкера
Между конвейером и складским оборудованием существует взаимосвязанная технологическая взаимосвязь. Оборудование управляется последовательно по принципу «пуск в противотоке, останов в прямотоке».
8, система питания 
Анализ эффекта четырех применений
Система DCS состоит из ЦП Siemens и станции удаленного ввода-вывода Uygur UNIMAT. С момента завершения строительства он работает стабильно и надежно. Точность управления полностью соответствует проектным требованиям. Это не только экономит затраты, но также снижает потребление энергии, повышает эффективность и полностью достигает ожидаемой цели.
