大型化水泥生產線廠都采用中央控制系統(tǒng)形式控制全廠的生產和設備。中央控制技術受到了廣大工藝技術人員的重視。實現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化必須先實現(xiàn)量化,增加檢測與計量是為了量化操作。水泥廠自動化系統(tǒng)主要有:中央控制系統(tǒng)、燒成專家系統(tǒng)、粉磨專家系統(tǒng)、生料質量控制系統(tǒng)、窯筒體紅外掃描系統(tǒng)等。

中央控制系統(tǒng)(全廠集散自動控制系統(tǒng))

日產2000噸以上旋窯廠已全部采用中央控制系統(tǒng)。立窯廠及部分小旋窯廠尚未采用該系統(tǒng)。中央控制系統(tǒng)構成分為3個或4個層級:管理層級、操作層級、控制層級、設備層級。管理層級主要功能是信息收集、優(yōu)化決策、資產管理等;操作層級主要功能是工程師崗位操作;控制層級主要完成各類控制;設備層級主要實現(xiàn)各設備的工藝參數(shù)檢測轉換與配送。

一般在生料制備、燒成、水泥制成等配電控制室,分別設現(xiàn)場控制工作站、中央控制室、工程師站、操作站,與現(xiàn)場控制工作站之間通過通訊總線連接構成網(wǎng)絡(見網(wǎng)絡圖)。該控制方案的特點為,分散控制、集中操作、集中管理,系統(tǒng)可靠性高,操作簡便,可維護性強,便于實現(xiàn)全廠集中指揮、調度和管理,有利于提高產品的產量和質量。

整個生產過程的熱工參數(shù)實現(xiàn)自動檢測與控制,部分電氣設備的啟停實現(xiàn)自動控制。各現(xiàn)場工作站完成對現(xiàn)場的各種模擬量信號(壓力、溫度、流量、閥門開度等)、各種開關量信號(電機、位置和料位等)的采集和控制,并在現(xiàn)場站內完成信號處理、順序控制、控制算法、PID調節(jié)和故障診斷等。

1.系統(tǒng)主畫面及功能在工程師站和控制操作站的屏幕上可顯示各種畫面,畫面主要有:①整條生產線的模擬示意圖,能顯示各臺重要設備的實際狀態(tài)和工藝流程走向;②過程畫面,分工段的工藝模擬畫面,可顯示工藝流程、動態(tài)參數(shù)和設備運行狀態(tài),對異常情況發(fā)出報警;③實時趨勢畫面,顯示動態(tài)參數(shù)在當前幾分鐘內的趨勢,時間可以任意設定;④控制組畫面,采用模擬常規(guī)儀表的形式,把有關的調節(jié)器集聚在一幅畫面上,便于操作和觀察;⑤調整畫面,控制對象為調節(jié)回路,包含調節(jié)參數(shù)、初始化、啟動、停止、實現(xiàn)手動/自動無擾切換等;⑥報警匯總畫面,顯示所有報警信息,便于有關人員對以前一段時間內的設備運行和操作情況進行查對;⑦歷史趨勢畫面,顯示重要參數(shù)在過去數(shù)天內的運行趨勢,為技術人員提供分析數(shù)據(jù),以解決工藝系統(tǒng)或設備存在的問題;⑧報表畫面,根據(jù)用戶要求將系統(tǒng)的重要信息轉換為電子報表。各畫面之間可以切換,操作員在操作站可對全廠主要車間的生產情況進行監(jiān)測與監(jiān)視,操作、修改有關參數(shù)和啟停有關系統(tǒng)的部分設備等,可以隨機打印報警信息和各種生產報表。工程師站對整個自動控制系統(tǒng)進行組態(tài)、編程、調試和維護,可在線修改程序而不影響整個系統(tǒng)的運行。

2.各控制站的檢測與控制①生料、水泥制備站的檢測與控制檢測生料配料秤的壓力、速度、運行狀態(tài);檢測庫底配料皮帶運行狀況;檢測磨機入口處:軸瓦溫度、軸瓦油壓、冷卻水流量;檢測磨機出口處:軸瓦溫度、軸瓦油壓、冷卻水流量;檢測減速機油溫或軸溫、磨機功率、磨機出口處負壓、旋風收塵器壓差、選粉機電流;實現(xiàn)配料秤設備的順序啟停控制;檢測磨音,改變經(jīng)驗控制,減少空磨與飽磨工況。振動檢測,根據(jù)電動機型號和功率的不同,安裝檢測位置不同,水泥磨主電機振動傳感器安裝在減速器上,磨尾出口袋除塵風機、選粉風機則安裝在軸承座上。磨機主軸瓦溫度監(jiān)測和油池、油溫監(jiān)測與控制,保護了軸瓦,避免了電動機頻繁啟動,節(jié)約能源�？刂颇�機壓差、減少磨機振動。選用變頻調速皮帶秤作為給料計量設備,不需要振動給料機,減少故障點,保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行;完成單秤的定量給料控制,多秤的比例跟蹤控制,提高配料系統(tǒng)的計量控制精度,使出磨生料質量達到生料制備的工藝要求。磨機產量根據(jù)磨機系統(tǒng)工況進行優(yōu)化調節(jié)。過程畫面顯示全部檢測工況,供操作管理人員進行有效決策。②立窯燒成站　檢測成球系統(tǒng)來料變頻調速輸送機、混合料輸送機、斗式提升機、喂料變頻調速輸送機、密封電子皮帶秤、變頻調速管道泵、預濕機、成球盤、成球輸送帶等設備運行狀態(tài);檢測鼓風機左右側油溫、功率、出口處風壓、風量、閥門開度;入窯風量、入窯風壓;檢測煤粉倉、生料倉料位;檢測脈沖收塵器煙氣溫度、壓力、煙氣成分;檢測燒成高溫帶溫度、腰風處溫度、冷卻帶溫度;檢測出窯熟料溫度、卸料速度、卸料量;檢測成球盤的水流量、料流量;實現(xiàn)成球系統(tǒng)設備的順序啟停、故障停車控制;根據(jù)立窯煅燒工況實時調節(jié)用風量(調節(jié)羅茨風機控制閥的開度);根據(jù)立窯煅燒熱工監(jiān)測過程,自動進行料水計量、比例跟蹤控制,長期穩(wěn)定地保證預加水成球質量,實現(xiàn)小料球快速煅燒的水泥工藝要求,達到提高熟料產量、質量之目的;以一系列的工藝流程圖和主要參數(shù)的趨勢圖及時給出生產報表、圖形拷貝,便于生產管理以及事故分析;操作人員可在線修改參數(shù)。

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