随着大数据在工业领域的应用程度的不断加深和现代化水泥的智能化水平的逐步提升,水泥工厂对水泥工程DCS系统建设的要求也越来越高。昌都二期DCS系统,从图纸设计到调试运行,均由我院自主完成。系统采用的是ABB最新型的AC900F系列CPU,该项目的DCS软件采用最新的freelance 2019版本,ABB freelance系统是一款成熟的分布式控制系统,具有强大的分析处理能力和极高的稳定性,大大提高了工厂的生产效率和经营管理水平。
1.系统硬件结构
1.1操作员站和工程师站
昌都二期DCS系统的中央控制室中配置了四套独立的操作员站(OS站)和一个工程师站(ES站)。其中,有三个操作站带有两个液晶显示器,可同时观察两个画面。
ES站主要完成以下功能:1.实时数据库、控制块、图形、趋势、报表等系统数据的生成和下装。2.完成对系统的详细自诊断和系统数据的列表和后备。 DCS工程师可通过工程师站对自动化系统进行组态、维护。专业工程师可以在现场对系统所有运行情况和控制逻辑进行查看,也可以在线或离线修改程序。这样增加了系统软件、硬件的透明度,使得用户对系统掌握的程度有所提高。当自动化系统不需组态时,工程师站可运行与操作员站完全相同的软件,方便DCS工程师监控、调试系统。 1.2 I/O站
昌都二期的系统配置了生料磨控制站、窑尾控制站、窑头控制站、水泥控制站及石灰石中转堆场、煤磨、水泥包装三个远程站。系统由ABB CPU和S800系列的I/O站配合组成,通过CI801通信接口模件和AC 900F进行PROFIBUS-DP通信。其中有S800系列的DI810(16通道)、DO810(16通道)、AI810(8通道)、AO810(8通道)等,既节省了成本,又降低了能耗。
2.DCS配置特点
水泥生产的工艺特点使得系统内各个控制站极为分散,此时控制网络的稳定性对于系统的安全就起到了很大的影响作用。昌都二期采用冗余光纤环网技术,使得系统的过程控制网络极为可靠,整个系统的安全系数大大提高。
DCS系统的控制柜集中摆放,现场不放置任何IO从站,从而杜绝生产环境中因素的干扰系统;
针对高原较为干燥、容易产生静电,中央控制室及配电室均铺设静电地板;
在供电方面,自动化系统采用UPS供电,由电气配电系统引出回路对UPS供电,提高系统的供电可靠性。
水泥生产工艺设备单机容量大、生产连续性强、对快速性和协调性要求高。为了提高企业的生产效率与竞争力,自动控制的实施至关重要。采用ABB的CPU和远程I/O站配合组成,能够很好的满足水泥行业以开关量为主、模拟量为辅且伴有少量调节回路的控制要求。
考虑到项目所在地理位置海拔较高,空气密度会有所降低,电气控制设备的使用也会受到影响。同时,在缺氧条件下,人员的劳动强度也会受到影响,所以对于系统内较大的单机系统,如辊压机、篦冷机等,采用了DP通讯的方式,这样既节省了大量的点位,也减少了高原机电安装的工程量,同样使设备的运行状况在中控室一目了然,如辊压机,中控操作员可以根据各参数的运行情况,找到左、右侧压力,左、右侧间隙,辊缝之间的平衡关系,为提高产量、质量打下了良好的基础。
在这个项目中,还设计了DCS实时数据分析系统、生产管理系统、能源管理系统、质量管理系统、水泥厂业务短信管理系统、智能手机移动办公系统、仓库管理系统、水泥联网销售管理系统、智能物流系统等等。这些系统的投入使用,配合DCS系统,对于节能降耗、管理提升、设备保障等方面产生更大助力。