近年來隨著計算機技術的發(fā)展，計算機技術在水泥工業(yè)生產過程中被廣泛使 用，目前興建或改造的大中型水泥生產線很多采用了DCS 系統(tǒng)，但還有很多中小規(guī)模的水泥企業(yè)仍處于自動化水平相對滯后的階段，仍使用傳統(tǒng)儀表甚至靠人工進行監(jiān)控。這對提高產品質量和產量，節(jié)能降耗，加強企業(yè)競爭力來說都是不利因素，而大型的ＤＣＳ系統(tǒng)的成本相對較高，一般企業(yè)技改也無法接受。針對這些問題，我們開發(fā)設計了一套低成本DCS 系統(tǒng)，并在石井水泥公司實施。 由于公司的現場環(huán)境惡劣，除高溫﹑多塵外，還大量使用變頻器，使得電磁干擾比較嚴重，而且在水泥生產過程中，工藝檢測點很分散，布線成本和工作強度均很大，因此，本著高性能價格比的原則，經過考察選型，我們選用了I-7000系列遠程數據模塊和工業(yè)計算機以及相應的I/O 設備來完成。 一﹑系統(tǒng)構成 如圖1 所示,系統(tǒng)按水泥生產工藝過程要求分為5 大功能子系統(tǒng)。 1﹑ 生料磨監(jiān)控管理系統(tǒng)： 2﹑ 立窯鍛燒過程監(jiān)控管理系統(tǒng)： 3﹑ 水泥磨監(jiān)控管理系統(tǒng)。 4﹑ 轉窯監(jiān)控管理系統(tǒng) 5﹑ 全場配電設備運行﹑用電監(jiān)控管理系統(tǒng) [align=center] 圖1 水泥場生產過程自動化系統(tǒng)構成[/align] 其中生料磨 子系統(tǒng)和水泥磨 子系統(tǒng)均能實現全線自動開停機及對磨機的 軸承供油系統(tǒng)和主設備的溫度﹑電流進行監(jiān)控管理。并根據各參數變化進行優(yōu)化計算和調節(jié)。 立窯子系統(tǒng)包括立窯生產線的設備開停監(jiān)測，生料自動加水成球﹑偏火自動校正﹑立窯鍛燒過程智能控制等。 轉窯子系統(tǒng)實現濕法磨﹑煤磨的聯鎖控制，同時，使轉窯生產線的設備﹑產量﹑能耗均處于監(jiān)控狀態(tài)，并部分實現自動控制。 配電子系統(tǒng)主要監(jiān)測全場各配電房的變壓器和各大主機的運行情況并記錄。各子系統(tǒng)均通過Ethernet 與公司現有的管理網絡聯接，將數據整理后放在網上供公司管理部門調用。 二﹑子系統(tǒng)構成 為簡明起見,我們僅以立窯系統(tǒng)為例做介紹。 1﹑ 立窯 子系統(tǒng)原理 [align=center] 圖2 立窯 子系統(tǒng)原理圖[/align] 如圖2 所示，立窯 子系統(tǒng)共分車間管理級﹑車間中控室車間現場級三層。他們之間通過RS-485 中線連接，I-7018﹑I-7018﹑I-7033﹑I-7050﹑I-7021﹑I-7041 等模塊負責對立窯系統(tǒng)各工藝參數進行采集。 生料成球自動控制器由嵌入式控制模塊I-7188﹑TOUCH 200 和I-7016﹑I-7080﹑I-7021 等數據I/O 模塊﹑應變計﹑流量傳感器和變頻器組成，通過料水跟蹤?﹑調節(jié)，使成球保持在一個穩(wěn)定的范圍內。 熟料自動計量控制器I-7188 和I-7016 模塊﹑應變計﹑SRR 組成，根據出窯熟料的流量值計算出窯的臺時產量。 在中控室，我們利用了I-7188的多串口的特點, 將它作為IPC 工控機與現場級之間的數據緩沖。這樣可同時有2-3臺IPC 工控機工作，均可干預控制或對系統(tǒng)作參數調整。 車間控制室的IPC 主要完成整個系統(tǒng)數據的優(yōu)化計算﹑顯示﹑自動分析﹑存儲和控制策略等功能，中控室人員可根據這些信息和實際情況作出調整指令，并由IPC發(fā)送到下位輸出模塊控制執(zhí)行機構動作。 車間管理級的IPC 對數據進行計算﹑顯示﹑分析和存儲，并根據考核要求計算出每個工藝參數的控制合格率，以作為計獎的依據。 2﹑系統(tǒng)軟件： 由于系統(tǒng)的要求復雜，既要求有良好的人機界面，又要能實時監(jiān)測控制，所以我們在IPC 上用Visual Basic 5.0 for Windows來編寫控制軟件，軟件有系統(tǒng)管理模塊﹑工藝流程圖仿真顯示模塊﹑儀表屏仿真顯示模塊﹑數據庫管理模塊﹑數據通訊模塊﹑控制算法模塊等，我們在編程過程中大量使用ActiveX 控件技術，使得開發(fā)周期大大縮短。 在I-7188 上我們利用ICP DAS 提供的庫文件，用QuickBasic 編寫程序，只需用約200KB 的空間就可完成控制功能，軟件主要包括數據處理和數據通訊兩大功能模塊。其中生料成球系統(tǒng)還有控制TOUCH200 完成人機對話的功能模塊。 3﹑運行效果和經驗 98 年初在第一條生產在線安裝使用，經過對系統(tǒng)完善，到99 年已經在5 條生產在線使用了此系統(tǒng)，成球合格率得以提高，進出窯的物料趨于平衡，保證了立窯熱工制度的穩(wěn)定，使熟料產﹑質量大為提高。 基本上沒有出現故障，而且我們將硬盤更換為大容量IDE FLASH電子硬盤，解決了硬盤不能適應惡劣環(huán)境和頻繁讀寫的問題。 三﹑結束語： 由于泓格I-7000 系列模塊采用RS-485 方式通訊，可遠距離通信，系統(tǒng)所有模塊只需用一條通訊線即可聯結，其具有的高通訊速率﹑高采樣分辯率﹑智能化﹑光電隔離，強抗干擾和雙看門狗設計，使系統(tǒng)的可靠性強，數據高速I/O 成為可能，軟件開發(fā)也比較容易。而且主機使用RS-232 通訊口與網絡連接，基本上任何一臺有RS-232 通訊口的計算機都可使用此網絡，使設備的互換性好，維護人員的工作難度和工作量也很小。加上泓格I-7000 通訊模塊所特有的自適應功能和I-7188 的多串行口設計，使原有的帶通訊功能的設備（如變頻器﹑智能儀表等）都可掛在網上，減少了設備的投資成本。 因此,在立窯系統(tǒng)完成后,我們相繼在其它子系統(tǒng)也大量采用泓格I-7000 模塊組網，滿足了生產工藝要求和高性能價格比的原則,也使公司的自動化控制和管理水平上了一個新臺階。