西门子模块6ES7211-0AA23-0XB0千万库存

生料制备系统的工艺流程范围：始自原料调配站的库底，止于生料均化库的库顶，包括原料调配及输送，包括原料粉磨、生料输送入库。控制要点与策略如下：

■ 生料质量控制（QCS）系统

QCS系统（质量控制系统）在水泥生产中被广泛应用。生料质量控制（QCS）系统由在线钙铁荧光分析仪、计算机、调速电子皮带秤等组成。智能在线钙铁荧光分析仪可进行自动取样、制样，并进行连续测定，由QCS系统进行配料计算，并通过DCS对电子调速皮带秤下料量进行比例调节和成分控制，使生料三率值保持在目标值附近波动，从而大幅度提高生料成分合格率和质量稳定性。

■ 生料粉磨负荷控制系统

生料粉磨控制系统的控制难点在于磨机的负荷控制。当入料水分、硬度发生变化时，系统通过调节入磨物料量来保证磨机处于负荷稳定的佳粉磨状态，避免堵磨或者空磨发生。对负荷自控系统通常采用的调节方法有：一是设置一个入磨量常数，稳态下的选粉机回粉入磨量加新喂料量与之相等；二是以提升机功率或者磨机电耳信号分别作为主控或监控信号适时调节；三是以选粉机回粉、提升功能、电耳等信号进行数学模型分析控制或极值控制。

立磨大多采用常数控制，球磨则多采用电耳或者提升机功率信号调节。

3、 生料均化库控制

5、 烧成系统

图6 烧成窑尾流程图（参考《烧成系统1.bmp》）

■ 分解炉喂煤量的计量与自动调节

分解炉的温度是保证回转窑正常运行的一个重要控制参数。在生料量不变时，燃料和空气的混和比例必须要正确地控制。故对分解炉的温度进行计量，以便实现优化控制，通过自动增减煤量对分解炉的温度进行调节，使其控制在所需要的设定值上。既能使分解炉保持高的分解率，又不使其因温度过高而导致生料粘结，影响窑系统的正常运行。

■ 预热器出口压力调节

预热器出口压力是反应系统风量平衡的一个主要指标，主要通过调节高温风机阀门开度来实现预热器出口压力的控制。

■ 预热器自动吹扫装置

由计算机按一定的时间顺序规律定时接通相应的各级预热器上的电磁阀，轮流打开压缩空气管路，对预热器进行逐级吹扫，以防结皮堵塞影响预热器系统的正常运行，吹扫时间人工设定，一般为5s～20s。

■ 窑头负压自动控制

窑头负压表征窑内通风及冷却机入窑二次风之间的平衡。根据窑头负压自动调节电收尘器排风机进口阀门开度，以控制窑头二次风量、窑尾三次风量、窑头废气量三者的平衡，从而取得稳定煅烧和冷却熟料之间的平衡。

■ 回转窑的转速控制

采用的策略是在稳定生料量、燃料量的前提下，通过对回转窑转速进行适当调整以维持整个窑系统的均衡稳定生产。

■ 篦冷机一、二室风量自动调节

二次空气对于窑内燃烧的好坏、工作的稳定性和煅烧过程中的燃料消耗都有很大的影响。该系统控制目的就是通过稳定一、二室风量，从而稳定入窑新鲜空气量，为窑的稳定运行提供条件，采取一室风量调一室风机阀门开度，二室风量调二室风机阀门开度的控制策略。

■ 篦冷机料层厚度自动调节

控制篦冷机料层厚度，一则稳定二次风温，以稳定窑的正常运行，二则可使熟料达到佳冷却。因篦冷机料层厚度难以检测，故在控制策略中采用篦下压力调篦速，以稳定篦冷机料层厚度。对于二段式篦冷机而言，还涉及到一、二段篦速比例调节。

6、 废气处理系统

废气处理系统的关键在于对增湿塔的喷水量的控制，控制策略根据增湿塔出口温度控制喷嘴个数，以增湿降温提高电收尘器的收尘效率，增湿塔出口温度一般控制在130 度左右。

7、 水泥粉磨与输送系统

■ 喂料量控制

喂料量要求均匀、稳定，以磨音信号和出磨提升机的功率来调节入磨喂料量

■ 出磨气体温度的自动控制

通过对磨机通风量的调节来控制出磨气体温度

■ 选粉机的调节与控制
■ 熟料的存储与输送

输送与存储设备之间存在工艺联锁关系，采用“逆流程启动,顺流程停车”原则对设备进行顺序控制

8、电力系统

图8 电力系统

五、使用效果分析

本DCS系统采用西门子CPU和亿维UNIMAT的远程I/O站配合组成，建成后投运至今，运行一直稳定可靠，控制精度完全满足设计要求，既节省了成本，又降低了能耗，提高了效益，完全实现了预期的目标。

1 引言

螺杆式压缩机广泛应用于矿山、化工、动力、冶金、建筑、机械、制冷等行业，具有可靠性高和适用性强等优点，逐步替代了其他类型的压缩机。统计数据表明，螺杆式压缩机的销售量已占所有容积式压缩机销售量的80%以上。今后，螺杆式压缩机的市场份额仍将不断扩大，特别是无油螺杆式压缩机会获得更快的发展。

2 螺杆式压缩机的基本工作原理

螺杆式压缩机属于容积式压缩机。螺杆式压缩机气缸内装有一对相互啮合的螺旋形阴阳转子，两个转子都有几个凹形齿，两者互相反向旋转。转子之间和机壳之间的间隙仅为5~10丝，主转子又称阳转子或凸转子，由发动机或电动机驱动，其中大多数由电动机驱动。另一转子又称阴转子或凹转子，由主转子通过喷油形成的油膜进行驱动，或者由主转子端和凹转子端的同步齿轮驱动。

螺旋转子凹槽经过吸气口时充满气体。当转子旋转时，转子凹槽被机壳壁封闭，形成压缩腔室。当转子凹槽封闭后，润滑油被喷入压缩腔室，起到密封、冷却和润滑作用。当转子旋转压缩油气混合物（即润滑剂和空气的混合物）时，压缩机室容积减少，向排气口压缩油气混合物。当压缩腔室经过排气口时，油气混合物从压缩机排出，完成一个吸气、压缩和排气过程。螺杆式压缩机的工作循环可以分为吸气、压缩和排气三个过程。随着转子的旋转，每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。

3 螺杆式压缩机控制系统硬件设计

早期的螺杆式压缩机自控系统所安装的仪器仪表安装在现场仪表箱内，无远程仪表，靠人工现场操作。通过现场的压力开关、差压开关和温度开关与电气柜配合来控制压缩机的启动和停车操作。而温度、压力、差压开关和电气的接触器、时间继电器等互相配合，实现压缩机的自动保护连锁功能，保障压缩机平稳安全运行。这种控制方式的缺陷比较明显，因为操作人员无法详细了解压缩机的具体运行状况，而且此类仪表稳定性较差，精度也较低。

为了解决上述这些缺陷，本控制系统的硬件部分由PLC、监测仪表、输入设备、输出设备和触摸屏等组成。现场数据采集采用远程仪表，用压力变送器、热电阻来替换原来的压力开关、差压开关、温度开关和现场温度计，实现数据远传，提高测量精度。控制部分采用PLC和HMI，利用PLC强大的逻辑控制和上位机的记录分析功能，画面友好直观，实现数据集中显示和操作，完善机组安全连锁保护功能，提高操作控制性能。既可以保障集中安全运行，又能够使操作人员详细了解机组的运行状况。螺杆式压缩机控制系统硬件结构示意图如图1所示。

图1 螺杆式压缩机控制系统硬件结构示意图

三、系统配置与功能实现

根据水泥生产的特点和实际I/O点的设计分布情况，进行以下设计方案，设计的基本功能包括：原料配料系统、生料磨系统、生料均化系统、烧成系统、窑头系统、煤磨系统、电力系统、报警系统以及趋势图等，系统按工艺流程分别介绍如下：

1、原料配料系统

控制系统主要对水泥生产所需原料铁粉、砂岩和石灰石的料位计进行自动化控制，实现各原料间的合理、高效配比。配料的目的是为了确定各种原料、燃料的消耗比例和优质、高产、低消耗地生产水泥熟料。其原则是：配制的生料易磨易烧，生产的熟料优质，生产过程易于操作控制和管理，并简化工艺流程。

2、生料磨系统

粉磨是将小块状（粒状）物料碎裂成细粉的过程。生料磨是将原料配合后粉磨成生料的工艺。主要包括生料磨、选粉机以及粉尘回收功能等。合理的生料磨系统对保证生料质量和产量，提高熟料的质量和产量，降低单位产品电耗等有重要意义。

3、生料均化系统

生料均化是采用空气搅拌及重力作用下产生的“漏斗效应”，使生料粉向下降落时切割尽量多层料面予以混合。同时，在不同流化空气的作用下，使沿库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用，有的区域卸料，有的区域流化，从而使库内料面产生径向倾斜，进行径向混合均化。

4、烧成系统

烧成系统是将生料转变为熟料的过程，直接决定水泥的产量和质量、燃料和衬料的消耗以及回转窑的安全运转。其关键技术是悬浮预热技术、分解炉和回转窑，分别承担水泥熟料煅烧过程的预热、分解以及烧成。

5、窑头系统

窑头系统的篦式冷却机作用在于高效、快速地实现熟料与冷却空气之间的气固换热。在对熟料骤冷的同时，还有对入窑二次风及入炉三次风得到加热升温任务。

6、水泥粉磨及包装为后期工程，暂未开工。

7、电力系统

主要是对生料电力室高压柜和烧成电力实高压柜实现实时监控。

8、网络配置

水泥生产的各个控制站极为分散，此时系统的安全很大程度上取决于控制网络的稳定性。冗余光纤环网技术的设计与采用使得我们的过程控制网络极为可靠，大大提高了整个系统的安全系数。本控制系统硬件结构如下图所示：

一 、系统概述

工程范围：为日产2500吨新型干法水泥生产线提供完整的集散控制系统（DCS），满足水泥生产需要，为生产高品质水泥提供稳定性保障。

控制系统设计的总体目标

•为生产高品质水泥提供可靠的运行环境；
•提高整个水泥生产线的自动化水平；
•实现机组高品质运行，提高运行经济性；
•提高运行人员工作效率，满足机组运行全能值班要求；
•提高效益，降低能耗。

二、系统设计及应用时的设计思想

1、 功能设计：体现DCS建成后的自动化程度、处理事故能力（报警、分析、指导、处理等）及先进的控制策略等，以大限度提高效益，降低能耗为设计思想。具体如下：

对象控制

•按工艺流程的自动化过程由DCS系统协调完成，达到能量平衡。
•保障机组安全、可靠、高效运行和启停。
提高机组运行的技术经济效益
•机组在额定参数的上限运行，使机组处于佳运行工况。
•实现高自动化投入率，提高可靠性，减少误操作，降低事故率。

完善的操作指导和事故分析手段

•机组的运行工况可由很多监测参数反映出来，当运行工况出现异常时，一方面进行超驰功能及过程制约机制的实行，一方面提供相关参数、趋势、图表等高效方式通知运行人员及时处理。
•操作记录打印、报警打印、事故追忆打印、周期性报表等功能，有助于机组的日常管理和事故分析。
•高效、便捷的系统在线维护。

2、 系统设计：体现DCS的高可靠性、先进性、易维护、易组态等为设计思想。具体如下：

可靠性设计

•所有部件标准化、通用化、模块化。
•控制系统按分层、分散、自治的原则。
•所有I/O模件均为智能化设计，采用隔离措施，具有高共模抑制比和差模抑制比。并具有软件数字滤波和消除偶发干扰的措施。

维护性设计

•系统自诊断至通道级。
•选用模块化的功能组态软件，提高软件透明度。

扩展性设计

•采用工业以太网网络结构，通讯速率100mpbs，主干网采用冗余环网，各子站通过双绞电缆挂接在主干网络上，有极强的通讯扩展能力。
•提供与其它系统的通讯接口，如工业以太网、PROFIBUS DP或MODBUS。

开放性设计

•支持数据接口，如OPC、ODBC、OLE、DDE、SQL等。
•支持SIS系统，实现对DCS数据的监控。