[所有分类]水泥工厂DCS概述DOC.doc

《[所有分类]水泥工厂DCS概述DOC.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[所有分类]水泥工厂DCS概述DOC.doc（58页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、 + 第一章 DCS概述 DCS是英文Distributed Control System的缩写，其中文含义是集散控制系统，也叫分布式控制系统，它是相对集中控制系统而言的，同时也是在集中控制系统的基础上发展、演变而来的。 任何一种计算机控制，就控制系统本身而言，可分为集中结构（CCS）和分散结构(DCS)。集中控制系统是由单一的计算机完成控制系统的所有功能和对所有被控制对象实施的一种系统，这种系统的整体性、协调性好，但它需要足够的处理能力和极高的可靠性。集散控制系统是由多台计算机共同完成控制系统的所有功能和对所有被测对象实施的一种系统。DCS由多台计算机组成并通过先进的网络技术将其连网，使之真

2、正达到了分散控制，集中管理，分而自治的目的。 分散控制系统综合了计算机技术（Computer）、通信技术（Communication）、CRT显示技术（CRT）和过程控制技术（Control），简称DCS 4C技术，适应了现代化生产的控制与管理要求，采用多层次分级的结构形式，一般可分为过程控制级、控制管理级、生产管理和经营管理级。 DCS的关健是计算机网络技术，根据网络的拓扑结构，一般采用总线型结构或环型结构，为实现传输介质共享，一般采用令牌方式的网络，所谓令牌方式是指划分各个节点的时间片，使每个时间片只有一个节点使用物理传输介质，避免了信息在网络上的碰撞。 DCS自1975年问世以来，经过二

3、十多年的发展，世界上很多公司推出了风格迥异的DCS，现在电力、石油化工、冶金、建材、制药等行业得到了广泛的应用。从功能上分，DCS有PLC型DCS和仪表型DCS，随着技术的发展和不断渗透，两者的差别日趋接近，技术也日趋成熟、完善。 DCS硬件规划 第一节 系统组成及特性 第二节 系统配置图及硬点一览表 各控制站硬点一览表 类型/点数 控制站AIAODIDORTDT/C PIUCN02 HPM01 配置1284851228864328 实际1223841723949284 HPM02 配置11216160320481648 实际10212138259431443UCN01原料控制站 配置1124

4、8512192648 实际7815336127463煤磨控制站 配置6416320144328 实际359252106221窑尾控制站 配置964832019232328 实际52927911022150窑头控制站 配置9632320128328 实际611020190110 第四节 现场控制层 现场控制层由两条UCN组成，UCN01为二线2000t/d熟料生产线的现场控制层，UCN02为一线4000t/d生产线的现场控制层。 UCN（通用控制网）Universal Control Network一、二线局部控制站在局控站内，完成石灰石输送、粘土破碎及输送的过程控制。配置一台AB-PLC。对所

5、有数字量和模拟量进行控制，通过Honeywell-TDC3000的SI接口，AB-PLC与UCN01连接，进行重要数据的传送。二、二线现场控制层 1、原料控制站 设在原料PC站内，主要完成原料制备系统及废气处理系统的过程控制。 站内配置一台APM（APM1），冗余，节点地址为09、10，完成原料制备及废气处理系统模拟量采集、处理、调节、控制，并提供与AB-PLC的通讯接口，APM1有一个远程站APM1.1站. 站内配置一台LM（LM1），冗余、节点地址为11、12，完成原料制备及废气处理系统的联锁，顺控。 2、煤磨控制站 设在煤磨PC站内，主要完成原煤输送及煤粉制备系统的过程控制。 站内设有A

6、PM1的远程站APM1.1，完成原煤输送及煤粉制备的模拟量采集、处理、调节、控制。 站内设有窑尾LM2的远程站LM2.1。完成原煤输送及煤粉制备系统的联锁、顺控。 3、窑尾控制站 设在窑尾PC站内，提供生料喂料、预热器系统的过程控制。 站内配置一台LM。冗余，节点地点为15.16，作为生料喂料及预热器系统的联锁、顺控。 站内配有窑头控制站APM2的远程站APM2.1，提供生料喂料及预热器系统的模拟量采集、处理、调节、控制。 4、窑头控制站 设在窑头PC站内，提供熟料烧成及输送系统的过程控制。 站内配置两台LM，一台LM（LM4）节点地点为19，非冗余，提供熟料烧成及输送系统的联锁、顺控；另一台

7、LM（LM3）非冗余，节点地址为17，提供熟料出库输送系统及汽车、火车散装系统的顺控、联锁、LM3有两个远程站LM3.1、LM3.2站。 站内配置一台APM，冗余、节点地址为11、12，提供熟料烧成及输送系统的模拟量采集、处理、调节、控制，APM2有一个远程站APM2.1。 5、LM3.1站 作为窑头LM3的远程站，作为熟料出库输送及汽车散装系统，原煤输送部分设备的联锁、顺控。 三、一线现场控制层 1、HPM01站 置于原三菱PLC机房内，实现对煤粉制备、窑喂料系统、预热器、窑冷却、熟料输送入库的过程自动化控制。实现对所有数字量、模拟量的控制。 2、HPM02站 置于原三菱PLC机房内，实现对

8、石灰石预均化堆场、原料调配、原料粉至生料入库、废气处理和水泥制成过程控制。 第五节 操作管理层 操作管理层达到了集中管理之目的，实现集中操作和统一管理，通过监控系统和生产过程，实现生产过程的控制目的，生成系统数据库、控制画面和日志，检测和诊断故障以维护设备，达到通讯之目的。 根据生产实际的具体需要，在二线局控配备一台操作站，中央控制室配置七台操作站，原小型机房配置一台工程师站，并配有一台打印机和一台硬拷贝机，一台AM，一台HM。 1、 UXS01：备用操作站，节点地址为01。、UXS02：作为二线原料制备系统及废气处理系统操作站，节点 地址为02。 、UXS03：作为一、二线原煤输送系统及煤粉

9、制备系统操作站， 节点地址为03。 4、UXS04： 作为二线生料喂料、预热器、熟料烧成及冷却输 送系统操作站，节点地址为04。 5、GUS05： 作为一线水泥制成及输送系统操作站，节点地址 为05。 第六节 控制网络 控制网络由工厂信息管理网（Plant Information Network）、过程网络（Local Control System）和现场控制网络（Universal Control System）组成。 操作管理层的设备通过计算机网络联成一条LCN，现场控制层设备联成两条UCN，通过NIM将LCN与UCN连接，构成一体化结构，将LCN与工厂信息管理网互联，实现生产信息馈入工厂

10、信息管理网，真正实现管理控制的一体化。 一、工厂信息网（Plant Information Network）通讯协议为适应工厂管理的TCP/IP协议，通讯介质为以太细缆。 二、LCN网络 通讯协议为适应于工业控制的IEEE802.4，通讯速率达5Mbps。 1、 挂接设备主要性能 （1）GUS全方位用户操作站 CPU Intel公司Pentium II,主频为300MHZ MOTOROLA 68040(LCNP4, 内存8MB) CRT 21平面直角，分辨率：1024*1280，具有触屏功能。 主存容量：64MB 高速缓存：256KB VIDEO RAM:4MB 硬盘：4GB，SCSI硬盘驱动

11、器 键盘：带轨迹的一体化键盘（IKB），具有操作员键盘和工程师键盘 功能。 多窗口功能：可同时打开四幅动态流程画面。 颜色种类：256种 外设：每个GUS带一个打印口，CD-ROM驱动器和三个外接报警蜂鸣 接口，每台GUS配有以太网接口，与工厂信息管理网直接相连。 DCS软件规划DCS软件包括系统软件和应用软件，DCS厂家提供完成系统组态、系统维护、流程图、趋势、报表所需的软件。应用软件由宁国水泥厂计量自动化处自行研制开发。从运行角度上分，DCS软件可分为工程师组态软件、操作站实时监控软件及过程控制站软件。第一节 规划依据一、集团有关指示精神和会议会谈纪要。三、集团公司和厂部的98年生产经营综

12、合计划书。四、Honeywell公司提供系统配置说明和系统资料六、国际标准化组织（ISO）、国际电子委员会（IEC）、国家计量局颁布的相关 标准、规范。 第二节 规划原则 设计原则从目的性、先进性、实用性、安全合理性、规范化等方面予以考虑。一、目的性 借鉴集团内部DCS成功的经验和模式，考察、咨询兄弟厂家的改造成功经验和多方的探讨、论证，集思广益，降低自动化运行费用，提高一线自动化水平。二、先进性 1 采用DCS发展最新产品，充分利用其先进技术包括硬件和软件；2 结合生产工艺需求，采用先进控制思想，选取或设计最优算法，优化控制策略，建立最佳方案。3 系统的通信网络符合ISO标准结构（IEEE8

13、02.4或IEEE802.5），能与工厂信息管理网通信。4 符合国家环保、能源等方面的规定的标准。三、实用性 充分利用其先进技术和自我努力，结合实际需要，做到控制、调节、操作简炼化，工艺流程直观化。四、安全合理性 切实贯彻“安全第一”的方针，确保设备和人身安全。 1 符合环境温度、湿度、接地系统和电力方面的要求； 2 中控启动设备前有电铃报警；3 完善的设备保护,大型主机设备设有定子温度、轴承温度、压力、振动、 各种保护开关等保护联锁，有些重要设备不受DCS控制； 4 禁止同时启动多台负荷大的设备电机； 5 中控设置紧急停车开关； 6 重要参数异常时有声光报警；7 工艺联锁多方论证，符合生产要

14、求需要，防止事故发生。 五、规范化1 控制方案规范化:工程单位符合计量标准,色标定义、命名规则等按一 定的规定、规范执行。2 软件设备特色化：画面直观、简洁,操作简单、方便，容易阅读、理解、 修改和维护。3 工作方法规范化：所有数据均采用计算机处理，设计文件完整、规范 和统一. 第三节 安全管理DCS运作管理关系到DCS系统的正常运行，关系到生产的正常进行，因此安全管理是一个重要的环节。一、现场控制层管理 所有DCS设备及相关设备均放置在各PC站内，室内环境适合DCS设备运行条件，由专业人员进行管理。修改或整改须征得主管部门认可并严格按照操作规程执行。二、操作管理层管理 1、操作级别，由高到低

15、可分为三级： 工程师级别 管理员级别 操作员级别 软件操作级别由钥匙的转换和NCF组态来决定，各级之间责任明确，分别由不同级别的专业人员使用，可以用钥匙或口令进行转换实现。 2、分区操作 一条LCN至多可分为10个分区（0110），根据生产的实际需要，共设置4个分区。 03：一、二线原料、废气处理系统运行参数区，分配给原料操作站 05：一、二线烧成系统运行参数区，分配给一、二线烧成操作站； 08：一、二线煤磨、煤磨电收尘系统运行参数区，分配给煤磨操作站； 09：一线水泥制成系统运行参数，分配给一线水泥磨操作站。 分区的作用： 选择是否显示分区的事件和报警信息。 选择是否向外部报警设备输出报警信

16、息。 操作员是否有权选择和控制目标。 操作员是否有权确认报警和事件。 定义过程点的集合。 DCS系统本身的事件的报警不存在分区和操作权限问题。分区的意义对于操作员说，只须集中精力操作和控制自己所负责的分区，不会被所辖区域外的信息报警和事件所干扰。三、生产管理和经营管理层的管理 由生产线网络管理人员与工厂信息网管理人员共同协议管理，做到规范化、合理化、真正实现管理控制一体化。第四节 人机界面规划 人机界面（MMIMan Machine Interface）是人与计算机的对话窗口。UXS操作站：人机界面分为三部分，上部显示本站地址、系统日期、时间，中间部分为显示区（流程图、启停组、调节组等），下部

17、为UNIX系统的一些对话窗口。GUS操作站人机界面也分为三部分，上部显示系统日期、时间，中间部分为显示区，下部为常用的一些功能键。 操作界面主要包括以下几个方面的内容； 流程图画面：13幅 启停组画面：11幅 调节组画面：16幅 趋 势 图：20幅 报 表：14幅 事件与报警：数千条一、流程图画面 1、色标规范。 黑色：作为人机界面的背景色。 白色：表示设备备妥以及设备轮廓。 灰色：表示设备未备妥,物料颜色（原煤、煤粉）。 半绿：表示设备机旁运行正常状态。 绿色：表示设备运行正常状态。 黄色：表示低级别报警（非联锁信号），不正常的模拟量值、组操作的输出值，物料颜色（原料、生料、熟料、水泥）。

18、红色：表示高级别报警（联锁信号）设备故障，不正常的模拟量（联 锁） 兰色：表示模拟量正常值 紫色：表示低温气体颜色。 2、画面类型： 基本画面：尺寸大小固定覆盖整个CRT的显示区. 重叠画面：一个CRT上最多可有4幅重叠画面，任一幅画面可放大、缩小、移动和关闭. 3、调用方式： 利用自定义键来调用。 键入画面名称、文件名。 点中流程图中指定按钮调用其它画面。 4、流程图规划 尽量与实物的具体位置、形状相一致，力求直观、简洁、方便。 系统：2幅 CONCH 一、二线各控制站温度指示，24VDC电源，UPS状态指示生产线： （1）全厂总貌图 （2）石灰石预均化堆场系统：1幅 预均化堆场取料过程数据

19、 （3）原料系统:2幅 原料制备系统过程数据 废气处理系统过程数据 （4）煤磨系统:1幅 煤粉制备系统过程数据 （5）烧成系统:6 幅 烧成系统总貌图 均化库过程数据 预热器过程数据 冷却机系统过程数据 熟料库过程数据 （6）制成系统 水泥磨A磨过程数据 水泥磨B磨过程数据 水泥库过程数据二、启停组画面 设备启停操作方式主要有两种 单组启停。在流程图画面点中对应目标，弹出“启动”或“停止”和“确认”。 联锁启停。在调用流程图中调用启停组画面 ，进行操作。启停组面规划一线：共11幅，按系统分为 （1）原料系统 原料磨系统启停组 废气处理系统启停组 （2）煤磨系统 煤磨系统启停组（一） 煤磨系统启

20、停组（二） （3）烧成系统 烧成系统启停组（一） 烧成系统启停组（二） 烧成系统启停组（三） 烧成系统启停组（四） （4）制成系统 制成系统启停组（一） 制成系统启停组（二） 制成系统启停组（三）三、调节组画面 控制参数的调节方式主要有三种方式： 在流程图画面中对应目标，点中之后，弹出调节组进行控制操作。 在流程图画面中，点中反馈指示值处对话处键入目标参数。 依照调用流程图画面的方式，调用调节组画面进行调节的控制。 调节组画面的规划，依系统进行划分。 一线：16幅，按系统分 原料系统： （1）原料制备系统调节组（一） 混合料称量自动控制 03WIC-2 石灰石称量比例控制 03WIC-1 铁粉

21、称量比例控制 03WIC-3 （2）原料制备系统调节组（二） 原料磨一室冷风挡板控制 03ZIC-3 原料磨二室热风挡板控制 03ZIC-2 原料磨二室冷风挡板控制 03ZIC-4 预热器废气入口挡板控制 03ZIC-1 粗粉分离器叶片挡板控制 03ZIC-5 原料磨排风机挡板控制 03ZIC-6 原料磨出口气体挡板控制 03ZIC-7 （4）废气处理系统调节组 增湿塔出口气体温度自动控制 06TIC-2 多级旋风筒调节阀控制 06ZIC-2 增湿塔排风机(0618)速度控制 06SIC-1 预热器废气气流自动控制 03PIC-1 烧成系统： （1）烧成系统调节组（一） 物料旁路流量控制 04

22、FIC-4 喂料仓（0419）料位控制 04WIC-1 窑生料喂料自动控制 04WIC-2 均化库计量滑板控制 04ZIC-1 斗提（04171）功率控制 04JIC-1 （2）烧成系统调节组（二） 预分解炉流态化空气压力控制 05PIC-3 MFC喂煤自动控制 05WIC-2 窑喂煤控制 05WC-1 窑速控制 05SIC-2 预分解炉液态化空气流量控制 05FIC-2 （3）烧成系统调节组（三） 窑尾排风机挡板控制 05ZZC-1 窑尾排风机速度控制 05SIC-1 预热器排气阀（1）控制 05ZIC-2-1 预热器排气阀（2）控制 05ZIC-2-2 预分解炉出口挡板控制 05ZIC-3

23、 （4）烧成系统调节组（四） 冷却机一室空气流量控制 05FIC-5-1 冷却机一室空气流量控制 05FIC-5-2 冷却机一室空气流量控制 05FIC-15-1 冷却机一室空气流量控制 05FIC-15-2 冷却机一室空气流量控制 05FIC-15-3 冷却机一室空气流量控制 05FIC-16 （5）烧成系统调节组（五） 窑头罩压力自动控制 05PIC-5 冷却机一室压力自动控制 05PIC-6-1 段篦床速度自动控制 05PIC-6-2 段篦床速度自动控制 05PIC-6-3 （6）烧成系统调节组（六） 冷却机排气挡板控制 05ZIC-4 冷却机四室挡板控制 05ZIC-7 冷却机五室挡板

24、控制 05ZIC-8 冷却机六、七室挡板控制 05ZIC-9 冷却机篦子侧室挡板控制 05ZIC-10 四室循环风机冷风挡板控制 05ZIC-17 四室循环风入口挡板控制 05ZIC-18 AQC出口挡板控制 05ZIC-19 煤磨系统，共2幅 （1）煤粉制备系统调节组（一） 圆盘喂料机速度控制 08SIC-1 煤喂料仓料位控制 08WIC-2 给料机速度控制（0824） 08SIC-1 煤磨出口气体温度控制 08TIC-1 煤磨入口气流控制 08PIC-1 煤磨排风机出口气体温度控制 08FIC-5 （2）煤粉制备系统调节组（二） 煤磨粗粉回流率控制 08FIC-1 煤磨粗粉分离器叶片控制

25、08ZIC-1 煤磨出口气体旁路控制 08ZIC-4 煤磨电收尘出口气体挡板控制 08ZIC-6 煤磨回流气体挡板控制 08ZIC-7 水泥制成系统， （1）水泥制成系统调节组（一） 熟料称量喂料自动控制（A磨） 09WIC-1A 石膏称量喂料比例控制（A磨） 09WIC-2A 矿渣称量喂料比例控制（A磨） 09WIC-3A （2）水泥制成系统调节组（二） 熟料称量喂料自动控制（B磨） 09WIC-1B 石膏称量喂料比例控制（B磨） 09WIC-2B 矿渣称量喂料比例控制（B磨） 09WIC-3B （3）水泥制成系统调节组（三） 空气选粉机速度控制 09SIC-1A 循环风机挡板控制 09ZI

26、C-1A 袋收尘入口挡板控制 09ZIC-2A 水泥磨排风机挡板控制 09ZIC-3A 袋收尘器排风机挡板控制 09ZIC-4A （4）水泥制成系统调节组（四） 空气选粉机速度控制 09SIC-1B 循环风机挡板控制 09ZIC-1B 袋收尘入口挡板控制 09ZIC-2B 水泥磨排风机挡板控制 09ZIC-3B 袋收尘器排风机挡板控制 09ZIC-4B四、记录和趋势（1）区域趋势显示 区域趋势显示提供2/8等小时的趋势，每幅画面至多8条过程曲线，定义参数参照原一线记录检测点及工艺的要求。（2）单元趋势显示 单元趋势显示可组态一个区域数据库，36个单元趋势显示，单元趋势显示检测点必须来自于同一个

27、单元。五、报表规划（共14幅）（1） 原料系统日志 （2） 质量日志 （3） 预热器和煤磨系统日志（4） 分解炉日志 （5） 窑和冷却机系统日志 （6） 水泥磨系统日志（7） 电力日志 （8） 全厂日志 （9） 原料系统生产月报（10）预热器和煤磨系统生产月报 （11）分解炉生产月报（12）窑和冷却机系统生产月报 （13）水泥磨系统生产月报（14）综合生产月报六、事件和报警（1）事件和报警的类型 生产过程中或控制系统本身中，假如有不正常的情况发生，则产生报警，我们可根据其体情况进行必要的干预。 过程报警和过程事件，报警和事件的产生的来源于APM、LM、HPM定义的非正常状态和过程值，包括偏差报

28、警、差值报警、速率报警、设备跳停和保护联锁。 系统报警。来自控制系统本身，包括网上的所有设备的非正常状态。（2）显示方式 在画面上出现所定义的非正常状态。 调用报警和事件表。 在键盘上发出声音信号和光闪烁信号。（3）确认 在键盘上按相应的键予以确认。 在报警表和事件表的单元报警中予以确认。 第五节 文件管理一、文件规划： 信息以文件的形式存放于存储介质中，文件包括数据、文本、程序，每个文件分配一个名称。 文件名规划： 1、所有系统文件存放于系统所指定的卷和目录中，目录中不允许存放用户文件。 2、所有用户文件存放于自己所建立的卷和目录中。 文件的分类：流程图类、启停组类、调节组类、趋势图类、报表

29、类。二、点名的命名规划 1、模拟量、仪表类开关量点名命名规划。 序号或回路号 系统号 功能号 变量号 A、工艺系统号 00 石灰石输送系统 01 粘土破碎及输送系统 02 原料预均化及输送系统 03 原料磨系统 04 生料均化及输送系统 05 烧成系统 06 废气处理系统 07 熟料冷却及输送系统 08 煤磨系统 09 水泥磨系统 B、变量号 A：分析 F：流量 I：电流 J：功率 L：物位 P：压力 S：速度 T：温度 V：电压 W：重量 X：振动 Z：位置 C、功能号 A：报警 C：控制或调节 I：指示 S：开关或联锁 Q：累计或计数 V：阀、风门或挡板三、电器类开关量点名命名规划 工艺代

30、号 标签名 开关量点信号标签表 性 质 信 号标签名 英 文 涵 义外部应答Aacknowledge外部1#低压油泵运行A1acknowledge 1外部2#低压油泵运行A2acknowledge 2外部高压油泵运行AHack of high pressure oil pump外部驱动Ddrive外部正转（合闸）驱动DFdrive forward外部反转（分闸）驱动DRdrive reverse外部故障F failure外部料位LHLevel high外部PPmaxPH 外部PPminPL外部油压POoil pressure外部中控选择CX 外部流量开关SFswitch flow外部压力开关S

31、Pswitch pressure外部速度 开关SSswitch speed外部温度开关ST switch temperature外部温度高SHtemperature high外部温度低TLtemperature low外部阀门接点Vvalve外部限位开关Z外部正转限位开关ZFz forward外部反转限位开关ZRz reverse性 质 信 号标签名 英 文 涵 义内部本机启动联锁LIlocal begin interlocking内部本机正向启动联锁IFlocal forward begin interlocking内部本机反向启动联锁IRlocal reverse begin interl

32、ocking内部本机运转联锁LOlocal operational interlocking内部本机正向运转联锁OFlocal forward operational interlocking内部本机反向运转联锁ORlocal reverse operational interlocking内部本机保护联锁LPlocal protective interlocking内部本机停机命令LElocal end command内部本机无应答标记LNlocal acknowledge no signal内部本机启动条件LClocal begin condition内部本机故障标记LFlocal fai

33、lure signal内部本机重故障标记HFlocal high failure signal内部本机故障设定值T0local time 0内部本机故障计时值T1local time 1内部本机启动设定值T2local time 2内部本机启动计时值T3local time 3内部本机停止设定值T4local time 4内部本机停止计时值T5local time 5内部本机计数器设定值C0local count 0内部本机计数器累计值C1local count 1内部组启动命令GBgroup begin command内部组启动信号GIgroup begin signal内部组运行信号GONgroup on signal内部组停止命令GEgroup end command内部组紧急停止命令GEEgroup emergency end command内部组启动条件GCgroup begin condition内部组故障信号GFgroup failure signal内部组重故障信号GHFgroup high failure signal内部组选择命令GSgroup