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DCS控制技术在水泥生产工艺中.姓名：王腾蛟 学号：20130845 学院：自动化学院 班级；13级电气工程及其自动化五班摘要水泥生产线是以现场控制为主的，主要通过继电器控制系统进行控制，无论在人力还是物力方面投资都是很大的，近年来由于自动化技术的快速发展，DCS控制技术在工业控制中得到广泛应用，DCS系统在水泥生产线上的使用，使得水泥厂在人力和物力方面的投资大大减少，增加了效率，另外也降低了危险系数，员工安全得到有力的保障。关键词水泥生产工艺，DCS，过程控制，PID 计算机集散控制系统，又称计算机分布式控制系统（Distributed Control System），简称DCS系统。他是一种综合了计算机技术、控制技术、通信技术、CRT技术，即4C技术，实现对生产过程集中监测、操作、管理和分散控制的新型控制系统。 集散控制系统是采用标准化、规模化和系列化的设计，实现集中监视、操作、管理，分散控制。其体系结构从垂直方向可分为三级，每一级功能可分为若干子级（相当于在水平方向分成若干级）。各级之间有通信网络连接，级与各装置之间有本级的通信网络 进行通信联系。（1）分散过程控制级 分散过程控制级直接面向生产过程，是集散控制系统的基础。构成这一级的主要装置有：（a）现场控制站（工业控制机）；（b）可编程控制器PLC；（c）智能调节器；（d）其他测量装置。 各控制器的核心部件是微处理器，且可以是单回路的，也可以是多回路的。（2）集中操作监控级 这一级主要设备包括：（a）监控计算机：即上位机，综合监视全系统的各工作站，具有多输入多输出控制功能，用以实现系统的最优控制或最优管理。（b）工程师操作站：主要用于系统的组态、维护和操作。（c）操作员操作站：主要用于对生产过程进行监视和操作。（3）综合信息管理级 这一级有管理计算机、办公自动化软件、工厂自动化服务系统构成，从而实现整个企业的综合信息管理。综合信息管理主要包括生产管理和经营管理。（4）通信网络系统 通信控制系统将集散控制系统的各分布部分连接一起，完成各种数据、指令及其他信息的传递。图1、集散控制系统（DCS）示意图图2、集散控制系统（DCS）结构示意图（1）分散过程控制级 分散控制级主要由各种测控装置组成，常用的有现场控制站、可编程控制器PLC、智能调节器。（2）集中操作监控级 由监控计算机、操作员工作站和工程师工作站等组成，硬件主要由操作台、监控计算机、键盘、图形显示设备、打印机等组成。（3）综合信息管理级 这一级主要执行生产管理和 经营管理功能。主要由管理计算机、办公自动化服务系统、工厂自动化服务系统构成。（4）通信网络系统 集散控制系统中各级的通信设备是通过通信网络互连，并进行相互通信的，已达到既自治又相互协调工作。主要组成有：通信介质等。 集散控制系统的软件可分三类：控制软件、操作软件和组态软件。（1）控制软件：实现分散过程控制级的过程控制设备具有的数据采集、控制输出、自动控制和网络通信等功能。（2）操作软件：完成实时数据管理、历史数据存储和管理、控制回路调节和显示、生产工艺流程画面显示、系统状态、趋势显示以及产生记录的打印和管理等功能。（3）组态软件：包括画面组态、数据组态、报表组态、控制回路组态等。在水泥的生产过程中，转速的控制是非常重要的，以板喂机的转速控制为例，在水泥厂的原料配料系统中,粘土的物料水分一般情况下均在12%以上,特殊情况达到17%以上。而配料的精确对生料质量和熟料质量影响很大,因而配料的准确与否是系统设计的关键。图7、电子皮带秤示意图在水泥生产工艺流程中，另一个对于转速控制要求较高的环节就是烧成窑的转速控制。物料只有在窑体内充分地煅烧，才能不至于浪费热量，达到节能、高效的目的。图8、水泥烧成窑的组成在水泥的生产工艺过程中，温度控制是至关重要的，不仅仅是在窑体内的温度控制还有油站的温度控制。在自动控制系统中，温度设定值可根据现场的特殊情况自行修。如控制线路故障，会致使循环式冷却系统不能正常开启，这是需手动开启。磨机负荷控制。水分、硬度发生变化时，系统通过入磨喂料量来保证磨机处于负荷稳定的最佳粉磨状态，避免堵塞和空磨发生。 磨机温度控制。根据入料和成品的水分要求，烘干粉磨系统温度可通风机风口开度调节入磨热风量。后者更有利于保持系统的生产稳定。压力控制。压力控制可检测并及时调节磨机的通风。磨内的工作状况可根据磨机的出、入口的负压差进行判断和调节。4、系统设备启动程序控制。系统各环节的启动需要合理、有序的进行。基本控制原理： 设备有备妥后可以驱动，驱动后设备运行。其中要加各种联锁保护。 上位联锁：又名启动联锁，确保设备按照工艺顺序启动； 下位联锁：又名运行联锁，确保设备按照工艺顺序运行；如下位设备（参与顺序联锁）出现异常故障，将自动联锁停止本设备的驱动； 停车联锁：确保设备按照工艺顺序停车；允许停车命令的有效；抖动：由于现场各种原因所引起的、进入计算机系统的测点信号出现异常现象。 组操作 将相关设备按照工艺要求合理分成若干组，进行成组控制，即成组启动、成组停车。 解锁 解锁后电机可脱离组控制，可以单独控制开停。电机正反转 如电动液压推杆、翻板阀等，属于正反转的设备。每个正反转的电机应该有正反转选择（SEL）。闸板阀随组启动打开；随组停车关闭； 高压电机控制 高压电机和低压电机的控制比较接近，不同的是增加了一些高压控制保护：高压电机出现故障时，可以从计算机上查找这些高压保护动作了没有变频电机控制 变频调速电机一般有原料选粉机、喂料皮带电机等。这些电机都有自己的变频控制装置，只需要计算机系统的驱动和速度给定，且在驱动之前，速度给定要回零。直流调速电机的控制 窑主电机、篦冷机篦床一段、二段电机、高温风机等，可以选配直流调速电机。先驱动主回路，应答返回，按照规定时间延时，再驱动控制回路。阀门的控制 一、模拟量阀门：有模拟量的给定和反馈； 二、混合控制阀门：是有模拟量的反馈和阀门的开、关驱动； 三、电动门：是电动阀门只有开和关驱动；引用1、周啸 水泥工程 2010年2月第一期 主办：南京水泥工业设