四川伯納德自成立以來,**與ABB建立戰(zhàn)略合作伙伴關系,集成的DCS控制系統(tǒng)在建材、新能源、鋼鐵、化工、水處理等多個行業(yè)取得良好的應用業(yè)績,并得到用戶一致好評;四川伯納德主要生產(chǎn)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS,集散控制系統(tǒng)DCS、可編程控制系統(tǒng)PLC、高低壓變頻控制柜、直流調速控制柜、軟起動控制柜、低壓電氣控制柜及各種非標智能控制系統(tǒng),提供電氣、自動化組裝及成套;提供各行業(yè)自動化整體解決方案,承接電氣、自動化、儀表總包工程及設計。
四川伯納德提供的AC500控制系統(tǒng)在建材行業(yè)主要應用于:水泥旋窯生產(chǎn)線、礦渣粉磨控制、石灰窯控制、新型磚廠、陶瓷生產(chǎn)線、玻璃廠、各種窯爐控制。
ABB AC500系列PLC的水泥生產(chǎn)線控制系統(tǒng) |
1.引言 水泥企業(yè)作為大規(guī)模生產(chǎn)的制造企業(yè),是建材行業(yè)的三大支柱之一。隨著中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,各行各業(yè)對水泥的需求日益增加。一方面,水泥生產(chǎn)總量不能滿足需求,尤其是****水泥更是供不應求;另一方面,中國雖然是水泥生產(chǎn)大國,但已有生產(chǎn)線大部分采用的是落后生產(chǎn)工藝,浪費能源污染環(huán)境,需要淘汰。目前國內外各大水泥企業(yè)紛紛在華興建大型干法旋窯水泥生產(chǎn)線,這為水泥行業(yè)的發(fā)展提供了********的機遇。ABB公司已經(jīng)為您的水泥生產(chǎn)線準備了****的工業(yè)自動化解決方案,幫助您建設具有國際****水平、高產(chǎn)出、低消耗、環(huán)保高效的生產(chǎn)線。 2.水泥生產(chǎn)工藝簡述 一般來講,水泥行業(yè)生產(chǎn)的是硅酸鹽水泥,硅酸鹽水泥是一種細致的、通常為灰色的粉末,它由鈣( 來自石灰石)、硅酸鹽、鋁酸鹽( 黏土) 以及鐵酸鹽組成。在一個硅酸鹽水泥工廠中,水泥生產(chǎn)工藝的主要過程是原料破碎粉磨后制成生料,然后再把生料送入到高溫窯爐中用燃料將其煅燒成熟料,**后將熟料與適量石膏混合磨細制成水泥,需要經(jīng)過礦山開采、原料破碎、黏土烘干、生料粉磨、熟料煅燒、熟料冷卻、水泥粉磨及成品包裝等多道工序,見圖1所示。
圖 1 水泥工廠的典型生產(chǎn)流程 總之,其生產(chǎn)過程通常可概括為“三磨一窯”,可分為四個步驟: 1、生料制備:即將石灰質原料、粘土質原料與少量校正原料經(jīng)破碎后按一定比例配合、磨細并調配為成份合適、量質均勻的生料。 2、煤粉制備:水泥生料煅燒所需的煤炭,必須制備成煤粉,提供煤粉燃燒所要求的粒度,以便于充分燃燒,得到足夠的燃燒反應能力。 3、熟料煅燒:熟料球形結塊的直徑必須在0.32-5.0cm 范圍之內,它們是在原料之間的化學反應中產(chǎn)生的。即將生料放在水泥窯內煅燒至部分熔融以得到硅酸鹽水泥熟料,并儲存至熟料料倉。 4、水泥粉磨及出廠:即將熟料加入適量石膏、混合材或添加劑共同磨細為水泥,并包裝出廠。粉磨過程在封閉系統(tǒng)中進行,該系統(tǒng)配備了一個空氣分離機,用來按大小將水泥顆粒分開,沒有****磨細的材料被重新送過該系統(tǒng)。 3.設計分析 通過對工藝過程的介紹,不難看出這是一個典型的順序控制工程(原材料入庫、輸送—水泥粉磨—水泥出庫及包裝系統(tǒng))。我們****可以通過對控制對象—各運轉設備電動機的依次起動、停止和正反轉控制,以及各種報警指示、開關信號和模擬量信號的采集和編程處理來實現(xiàn)對工藝過程的自動化控制。 生產(chǎn)線上主要的設備控制、監(jiān)視、報警及打印報表等管理功能都由中控室執(zhí)行,控制硬件分布在原料粉磨、窯尾和窯頭3個過程現(xiàn)場站內,過程站與中控室之間由數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)提供雙向信息處理和信息傳送。 依控制要求分為以下主要功能: l 數(shù)據(jù)采集功能; l 開關量控制功能; l 順序控制功能; 4.系統(tǒng)配置 系統(tǒng)的構成包括過程控制站、操作員站、工程師站以及通訊系統(tǒng)(Modbus,ProfiBus DP/PA)。 AC500系統(tǒng)PLC的功能靈活、可拓展性強。傳統(tǒng)PLC產(chǎn)品的小型、中型和大型的軟硬件差別非常大,系統(tǒng)的拓展性很有局限。而我們AC500僅通過3、4種不同內存和速度的CPU中央處理單元**可以實現(xiàn)系統(tǒng)的全面升級,這樣可以保護客戶的現(xiàn)有投資。控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡原理如圖2所示:
圖 2 水泥廠控制系統(tǒng)網(wǎng)絡原理圖 水泥生產(chǎn)的各個控制站極為分散,此時系統(tǒng)的安全很大程度上取決于控制網(wǎng)絡的穩(wěn)定性。冗余光纖環(huán)網(wǎng)技術的設計與采用使得過程控制網(wǎng)絡極為****,大大提高了整個系統(tǒng)的安全系數(shù)。 ****級—監(jiān)控管理 由中央控制室的操作站與工程師站實現(xiàn)。選用工控計算機,以TCP/ IP工業(yè)以太網(wǎng)與PLC系統(tǒng)通訊,實行集中控制。通過工控組態(tài)軟件實時監(jiān)視整個生產(chǎn)線工藝參數(shù)變化、設備運行、故障發(fā)生等情況,同時負責日常報表打印、事故打印和數(shù)據(jù)記錄等。 ****級—過程控制 由現(xiàn)場的各分系統(tǒng)或成套設備的控制系統(tǒng)實現(xiàn)。以AC500 PLC系統(tǒng)作為現(xiàn)場控制核心 ,按場區(qū)配置分站 。通過FBP分布式擴展I/O通訊對流量、壓力、溫度、電機等參數(shù)進行采集、控制。 第三級—單機**地控制 由現(xiàn)場電氣控制系統(tǒng)實現(xiàn)。采用ABB公司的S500系列產(chǎn)品組成分布I/O,采集現(xiàn)場參數(shù),執(zhí)行上一級PLC主站的控制命令。 5. 結束語 以本文的研究結果為基礎的技術方案,已在山西天石水泥生產(chǎn)線具體實施。由于采用了計算機控制技術和PLC控制技術相結合的方法,大大提高了水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率,減輕了工人的勞動強度,提高了系統(tǒng)的自動化管理水平,有效的防止了人身意外的發(fā)生,也為公司節(jié)約了大量的資金。
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