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WebField ECS-100控制系统在水泥工程中的应用

作者:吴行秋、张炎,南京凯盛院2007.05.15阅读 3976

  现代水泥生产工艺设备的单机容量大,生产连续性强,而且生产过程要求较高的快速性和协调性,为了提高企业竞争力,自动控制的实施至关重要。自动控制能保证生产稳定、提高质量、降低能耗、降低劳动强度以及减少环境污染,同时,先进的生产控制管理,也要求有可靠的自动控制系统和完善的控制技术水平。
  2005年10月至2006年4月,由南京凯盛水泥设计研究院设计的湖北老河口吉港宝石水泥有限公司1700t/d技改工程(湿改干)和重庆金江水泥有限公司2500t/d水泥熟料新型干法生产线先后用中控的WebField ECS-100控制系统进行组态调试。本文主要以重庆金江2500t/d水泥熟料新型干法生产线为例介绍ECS-100系统在水泥工程项目中的应用。
  系统概述
  重庆金江水泥有限公司2500t/d水泥熟料新型干法生产线计算机控制系统的控制范围是从原料预均化及输送至水泥包装的工艺生产过程。控制系统能够对原料预均化及输送、生料配料、原料粉磨、废气处理、均化库、生料入窑、预热器、回转窑、冷却机、熟料储存、煤粉制备、水泥粉磨及储存、水泥包装等主要生产工艺过程进行监视、操作和管理,从而达到生产正常运行,工艺设
备稳定可靠的目的。
  WebField ECS-100是中控WebField家族的主流产品,是一套面向大中型过程控制的控制系统,系统对主控卡、数据转发卡、控制网络采用冗余设计,在技术上保证了系统的可靠性和稳定性,有效保障了水泥正常生产的连续运行。系统I/O通道采用了点点隔离设计,使得故障面缩小,可以克服因串扰产生的大面积故障www.cechina.cn,从而减小损失,ECS-100还提供了Profibus-DP、Profibus-PA、MODBUS、OPC、DDE等通讯方案,系统的开放性好。
  硬件构成
  ECS-100系统硬件主要由4个部分组成:工程师站、操作站、控制站和通讯网络。
  本工程系统构成(如图1)。

图1系统构成图  本控制系统一共分为五个现场站及一个远程站各现场站的控制范围分别为  LCS01原料站的控制范围主要包括生料配…
图1:系统构成图

  本控制系统一共分为五个现场站及一个远程站,各现场站的控制范围分别为:
  LCS01原料站的控制范围主要包括生料配料、原料粉磨、废气处理至均化库顶;
  RCS01原料远程站控制范围主要包括原料破碎、原料预均化及输送;
  LCS02窑尾站的控制范围主要包括均化库库底、生料入窑、预热器以及回转窑;
  LCS03窑头站的控制范围主要包括冷却机、熟料储存、煤粉制备及输送;
  LCS41 1#水泥磨站和LCS42 2#水泥磨站的控制范围主要为水泥配料,1#和2#水泥粉磨及储存、水泥包装;
  工程师站和操作站
  全厂设一个中央控制室www.cechina.cn,中央控制室配置一台工程师站(ES)和五台操作员站(OS),工程师站能够对系统软件组态调试,应用软件的维护和管理,同时具备操作站的功能。操作员站按照操作区域分别为原料操作员站、窑操作员站、煤磨操作员站、水泥操作员站一和水泥操作员站二,其中任何一台操作员站都可以对生料配料至水泥包装的整个过程进行操作控制。操作员可以在监视器上观察生产过程中各个部分的流程图、各测点的动态参数、设备的运行状态、重要参数趋势图、棒状图和报警等画面,监视和控制生产过程,从而实现对工艺过程的管理、监视和控制。
  控制站主要由机柜,机笼,供电单元,端子板和各类卡件组成。控制站是系统直接对现场进行I/O数据采集、控制运算、逻辑控制的核心单元,完成整个工业的实时控制过程。 
  通讯网络
  水泥生产的控制系统因各个控制站比较分散,所以过程控制网络的稳定性对系统的安全起到了重要的作用CONTROL ENGINEERING China版权所有,同时也对过程控制网提出了较高的要求。本工程的过程控制网络采用了冗余光纤环网,实现了双冗余,大大提高了过程控制网络安全系数。
  ECS-100系统通信网络共分为三层:
  上层为信息管理网,采用标准的工业以太网www.cechina.cn,连接了各个控制装置的网桥以及企业内各类管理计算机,用于工厂级的信息传送和管理,资源信息的共享,是实现全厂综合管理的信息通道。支持采用大型数据库功能,并可将本地控制系统连入企业信息管理网;
  中间层为过程控制网(SCnetⅡ),采用TCP/IP和IEEE802.3标准协议,高速冗余光纤环网,直接连接了系统的控制站、操作站、工程师站、通讯接口单元等,是传送过程控制实时信息的通道,具有很高的实时性和可靠性,通过挂接网桥,SCnetⅡ可以与上层的信息管理网或其它厂家设备连接;
  底层为控制站内部I/O控制总线(SBUS),总线分为两层,连接主控卡和数据转发卡的是SBUS-S2总线CONTROL ENGINEERING China版权所有,连接数据转发卡和I/O卡件的是SBUS-S1总线,控制总线采用主控制卡指挥式令牌网,存储转发通信协议,是控制站各卡件之间进行信息交换的通道。
  
  系统软件及工艺流程控制的实现
  系统软件介绍
  WebField ECS-100控制系统软件功能强大,其中主要包括硬件组态软件SConfig,图形化组态软件S

























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