硕士论文答辩DCS系统设计与实现 PPT课件

济南大学硕士论文答辩 感谢各位老师的莅临指导 2014年5月25日 济南大学硕士论文答辩 指导教师 学生姓名 水泥粉磨站DCS系统设计与实现 论文提纲 前言 1 课题研究背景 主要设计 DCS控制系统的工程实现 5 安装 调试及改进 主要研究内容 前言 水泥生产线分散程度较大 工艺流程复杂 实时控制性强及逻辑要求高 因此一套合适的自动化操作系统在提高产品质量 生产效率 节能降耗 控制污染 改善劳动条件 保证生产安全等方面可以起到重要的作用 DCS 即集散控制系统 是利用计算机技术对生产过程进行集中管理 分散控制的一种新型自动控制系统 前言 前言 豫龙同力信阳粉磨生产线是年产100万吨的水泥粉磨生产线 该项目的控制系统采用法国施耐德DCS系统软件和设备 该粉磨生产线核心生产设备是洛阳中信重机公司提供的 4 2 13管磨机 结合水泥粉磨生产流程 着重论述DCS集散控制系统在水泥粉磨自动化控制系统中的设计与实现 前言 前言 从生产效率 节能降耗 控制污染 改善劳动条件 保证生产安全等方面对DCS控制系统的优点进行分析 本项目采用DCS集中控制系统 对生产进行集中管理 分散控制 局部采用计算机现场总线的配置方式 作为计算机集散系统的一部分 以便于监控和维修的方便 本文依托水泥粉磨生产线与DCS系统 结合施耐德基于Quantum和momentum之间的系统方案 对水泥粉磨生产线DCS设计与实现进行针对性的研究 设计完成时将在电脑上实行模拟实验的方法 进行逐个试验 实现控制的准确性 前言 最后通过安装 试验和投运 实现了DCS系统在水泥粉磨生产线的自动控制 展现了集中管理 分散控制的优点 在运行中针对设计不足及时进行了弥补 完善了设计缺陷 取得了良好的控制效果 课题研究背景 DCS 控制系统 在提高生产过程自动化水平 提高产品质量 提高劳动效率等方面有重要的意义 随着各种新控制技术在工业领域中的涌现 新的控制方案和思想对传统DCS发展提供了更多挑战 DCS系统只有紧跟时代潮流 不断采用最新的技术和思想来扩展 完善自己 现在的DCS正在朝着检测和控制完全分散化状态发展 DCS与FCS的有机结合 标准网络软件 共享通信协议 Internet应用等都是当今DCS系统发展的趋势 DCS控制的意义 DCS控制的意义 DCS系统在水泥粉磨生产线系统设计和实现后 改变了以往 傻 大 笨 粗 的形象 中控室一人控制和监护全厂设备的开停和运行情况 为公司的集中管理分散控制创造了条件 提高了劳动效率 提高了设备安全运行 创造了良好的经济效益 积极响应了国家节能降耗的政策 DCS控制的意义 水泥粉磨系统DCS控制的发展状况 水泥粉磨系统DCS控制的发展状况 主要研究的内容 主要研究的内容 主要设计 主要设计 选型时我们考虑到与驻马店确山豫龙同力总公司整体控制系统一致 以便维护和备件配备 因此 确定使用性价比高的施耐德公司的Quantum Momentum模块 编程软件采用CONCEPT 主要设计 主要设计 整个系统主干网为树形拓扑结构 采用光缆作为介质 通讯速率达100M s 中央控制室内采用ModbusTCP IP通讯协议通过交换机和光电转换设备实现与现场水泥粉磨主站系统的通讯 水泥粉磨主站采用MB 通讯实现与分站熟料输送与储存 水泥包装站系统之间通讯 主要设计 主要设计 主要设计 控制功能 1 采集和处理功能数据采集系统通过液晶显示器屏幕的显示 为中控操作员提供运行设备的各种信息 具有开关和模拟量输出 报警显示和输出 生产操作指导 打印报表 画面复制等功能 2 模拟量控制系统模拟量控制系统为DCS的一部分 能全面采集各类模拟量 协调磨机 辊压机及辅机的运行 主要控制回路有 磨机负荷 配料 辊压机压力 排风机风量 循环风机风量 高效选粉机风量等的自动控制 控制系统的输出信号是4 20mA连续信号 设上下限 确保控制系统出线故障时磨系统设备的运行安全 主要设计 3 磨机紧急跳闸保护系统 能在下列等情况下实现紧急停机 1 润滑系统油压下降低于跳闸值 磨头 磨尾 主电机 主减速机四个油站的任何一个油压低于0 15MP 2 磨机滑履温度超过跳闸值 设定为68 报警值为63 3 电机轴承温度超过跳闸值 设定为80 报警值为75 4 电机绕组温度超过跳闸值 设定为115 报警值为110 主要设计 系统点数设计根据现场设备数量和安全等需要 对设备开停的开关量和电流 磨音 压力 温度 辊缝值等模拟量进行设计 汇总现场控制I O点数共1584个 这样现场控制站的I O点数共1584个 其中开关量1344个 输入量 DI 960个 输出量 DO 384个 模拟量240个 输入量 AI 176个 输出量 AO 64个 现场控制站I O点数布局见下表 主要设计 主要设计 工业电视监控系统设计根据生产现场的重要性 初步设计了12个监控点 由12台34电视机组成显示屏幕 在中控操作室内制作成电视监控墙进行显示 以便中控操作员随时监控到现场设备的运行状态 12个监控点分别是水泥磨机 入磨皮带机 调配后混合料皮带 4台计量称各一台 上熟料皮带 破碎机皮带 2台包装机各一台和水泥散装机1台 主要设计 DCS控制系统的工程实现 DCS控制系统的工程实现 上位机组态该流程通过DCS系统组态在中央控制室中分为熟料库水泥粉磨 水泥库 水泥包装四个画面来完成 操作员通过鼠标切换不同的画面进行操作如图所示 DCS控制系统的工程实现 DCS控制系统的工程实现 MonitorPro7 0 MP7 上位机图形监控软件 利用MonitorPro分布式数据库结构的SQL ODBC OPC关系数据库连接功能 并在Ethernet网络上实现数据库共享 数据交换能力强 实时性好 能较好地实现控制功能 MP72的Server中的Tag通过 DBLOG任务定义一张张表格 从而形成一个历史数据库 并通过另一个任务Historian与ODBC中的数据源名 DataSourceName 相连接 最后存储到SQL2000中特定的数据中 形成报表本历史查询趋势图 历史记录的原理 DCS控制系统的工程实现 即MP72的Server中的Tag通过DBLOG任务定义一张张表格 从而形成一个历史数据库 并通过另一个任务Historian与ODBC中的数据源名 DataSourceName 相连接 最后存储到SQL2000中特定的数据中 即 MP72的Server中的Tag通过 DBLOG任务定义一张张表格 从而形成一个历史数据库 并通过另一个任务Historian与ODBC中的数据源名 DataSourceName 相连接 最后存储到SQL2000中特定的数据中 DCS控制系统的工程实现 根据生产工艺需要 我们的趋势图主要有磨机电流温度变化趋势图 循环风机电流 高效选粉机电流 辊压机辊缝和压力值 磨机温度 入磨斗提机电流等如图所示 DCS控制系统的工程实现 下位机组态水泥粉磨DCS控制系统的各项功能 必须围绕着水泥粉磨工艺来进行 这些功能利用Concept2 5软件来编程实现 下图是水泥磨主电机启停及连锁运行的LD编程实现 安装 调试及改进 由于DCS控制系统设备大部分属于弱电元件 在安装中要做好接地 加强环境通风 避免碰撞等 同时在安装过程中针对现场实际情况对设计不合理的进行了及时改进 优化设计 满足生产要求 按照规范依照设计的接线图接线 如图 安装 调试及改进 安装 调试及改进 DCS调试结合现场人员及实际情况制定科学的调试计划和方案 系统调试从试验室模拟和现场设备调试两方面实施 1 模拟调试模拟调试中上位机只和QuantumPLC主机在线联络 不和现场各种信号进行直接连接 所以测试之前应先设计一些用于调试的模拟信号程序 强制输入输出变量的值 模拟现场设备的的输入输出 观察结果 以检验程序的逻辑 安装 调试及改进 2 现场设备的线路连接及测试在现场调试过程中应遵循先调现场设备再调DCS 先调单台设备再系统联调 先调局部程序再调系统程序的原则进行 此阶段按如下顺序进行 安装 调试及改进 3 I O信号测试这个过程的调试运行可以与现场设备的线路连接及测试过程互相交叉进行的 包括以下几个方面 安装 调试及改进 4 现场程序调试调试过程中要遵循先部分后整体 由小到大的原则 在调试过程中 不仅要求调试人员对程序的整个流程非常清楚 还要清楚在系统运行过程中 控制系统对系统的控制是怎样具体实现的 需要对系统中各种设备的工作方式 控制方法非常熟悉 以便调试 调试注意问题 典型问题处理及设计弥补举例 根据现场生产实际需要应该将1 泵断路器保护 2 泵断路器保护 加热器断路