PDF《捷麦R4000 模块在水泥厂自动化控制中的应用》

捷麦R4000 模块在水泥厂自动化控制中的应用 近年来随着计算机技术的发展, 计算机技术在水泥工业生产过程中被广泛使用, 目前兴建或改造的大中型水泥生产线很多采用了DCS 系统, 但还有很多中小规模的 水泥企业仍处于自动化水平相对滞后的阶段, 仍使用传统仪表甚至靠人工进行监控.

这对提高产品质量和产量,节能降耗,加强企业竞争力来说都是不利因素,而大型 的DCS系统的成本相对较高,一般企业技改也无法接受.针对这些问题,我们开 发设计了一套低成本DCS 系统,并在某水泥公司实施. 由于公司的现场环境恶劣,除高温p多尘外,还大量使用变频器,使得电磁干 扰比较严重,而且在水泥生产过程中,工艺检测点很分散,布线成本和工作强度均 很大,因此,本着高性能价格比的原则,经过考察选型,我们选用了R4000系列远程 数据模块和工业计算机以及相应的I/O 设备来完成. 一p系统构成 系统按水泥生产工艺过程要求分为5 大功能子系统: 1p 生料磨监控管理系统;

2p 立窑锻烧过程监控管理系统: 3p 水泥磨监控管理系统;

4p 转窑监控管理系统;

5p 全场配电设备运行p用电监控管理系统. 其中生料磨子系统和水泥磨子系统均能实现全线自动开停机及对磨机的轴承供 油系统和主设备的温度p电流进行监控管理.并根据各参数变化进行优化计算和调 节.立窑子系统包括立窑生产线的设备开停监测,生料自动加水成球p偏火自动校 正p立窑锻烧过程智能控制等.转窑子系统实现湿法磨p煤磨的联锁控制,同时, 使转窑生产线的设备p产量p能耗均处于监控状态,并部分实现自动控制.配电子 系统主要监测全场各配电房的变压器和各大主机的运行情况并记录.各子系统均通 过Ethernet 与公司现有的管理网络联接,将数据整理后放在网上供公司管理部门调 用. 二p子系统构成 为简明起见,我们仅以立窑系统为例做介绍. 1p 立窑子系统原理 立窑子系统共分车间管理级p车间中控室车间现场级三层. 他们之间通过S-485 总线连接,R4018pR4015pR4050pR4021pR4041 等模块负责对立窑系统各工艺参 数进行采集. 生料成球自动控制器由计算机和R4016pR4080pR4021 等数据I/O 模块p应变计p流量传感器和变频器组成,通过料水跟踪p调节,使成球保持在一个 稳定的范围内. 熟料自动计量由计算机和R4016 模块p应变计pSRR 组成,根据出 窑熟料的流量值计算出窑的台时产量. 车间控制室的工控机主要完成整个系统数据的优化计算p显示p自动分析p存 储和控制策略等功能,中控室人员可根据这些信息和实际情况作出调整指令,并由 计算机

1 计算机

2 计算机 n … 计算机 工厂管理以太网 工控机 工控机 工控机 R4520 R4520 R4520 … … 车间管理中控室4018

4018 4017

4021 4017

4015 4050

4041 4017 RS485 温度 温度 速度 控制 压力 温度 开关 开关状态

4541 4016

4080 4021 生料成球 物料跟踪 水流跟踪 控制

4541 4016

4016 4016 现场控制控制物料跟踪控制物料跟踪工控机发送到下位输出模块控制执行机构动作.车间管理级的工控机对数据进行计 算p显示p分析和存储,并根据考核要求计算出每个工艺参数的控制合格率,以作 为计奖的依据. 2p系统软件:由于系统的要求复杂,既要求有良好的人机界面,又要能实时监测控 制,所以我们在工控机上用Visual Basic 6.0来编写控制软件,软件有系统管理模块 p工艺流程图仿真显示模块p仪表屏仿真显示模块p数据库管理模块p数据通讯模 块p控制算法模块等,我们在编程过程中大量使用ActiveX 控件技术,使得开发周 期大大缩短. 3p运行效果和经验 自动化控制系统安装使用后,成球合格率得以提高,进出窑的物料趋于平衡, 保证了立窑热工制度的稳定,使熟料产p质量大为提高,而且系统基本上没有出现 故障. 三p结束语: 由于捷麦R4000 系列模块采用RS-485 方式通讯,可远距离通信,系统所有模 块只需用一条通讯线即可联结,其具有的高通讯速率p高采样分辩率p智能化p光 电隔离,强抗干扰和双看门狗设计,使系统的可靠性强,数据高速I/O 成为可能, 软件开发也比较容易.而且主机使用RS-232 通讯口与网络连接,基本上任何一台 有RS-232 通讯口的计算机都可使用此网络,使设备的互换性好,维护人员的工作 难度和工作量也很小.采用捷麦R4000 模块组网,满足了生产工艺要求和高性能价 格比的原则,也使公司的自动化控制和管理水平上了一个新台阶.