工控網(wǎng)首頁
>

應(yīng)用設(shè)計

>

基于ABB AC500系列PLC的水泥生產(chǎn)線控制系統(tǒng)

基于ABB AC500系列PLC的水泥生產(chǎn)線控制系統(tǒng)

2008/5/8 18:09:00
1.引言
水泥企業(yè)作為大規(guī)模生產(chǎn)的制造企業(yè),是建材行業(yè)的三大支柱之一。隨著中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,各行各業(yè)對水泥的需求日益增加。一方面,水泥生產(chǎn)總量不能滿足需求,尤其是優(yōu)質(zhì)水泥更是供不應(yīng)求;另一方面,中國雖然是水泥生產(chǎn)大國,但已有生產(chǎn)線大部分采用的是落后生產(chǎn)工藝,浪費能源污染環(huán)境,需要淘汰。目前國內(nèi)外各大水泥企業(yè)紛紛在華興建大型干法旋窯水泥生產(chǎn)線,這為水泥行業(yè)的發(fā)展提供了前所未有的機遇。ABB公司已經(jīng)為您的水泥生產(chǎn)線準備了最佳的工業(yè)自動化解決方案,幫助您建設(shè)具有國際先進水平、高產(chǎn)出、低消耗、環(huán)保高效的生產(chǎn)線。
2.水泥生產(chǎn)工藝簡述
一般來講,水泥行業(yè)生產(chǎn)的是硅酸鹽水泥,硅酸鹽水泥是一種細致的、通常為灰色的粉末,它由鈣( 來自石灰石)、硅酸鹽、鋁酸鹽( 黏土) 以及鐵酸鹽組成。在一個硅酸鹽水泥工廠中,水泥生產(chǎn)工藝的主要過程是原料破碎粉磨后制成生料,然后再把生料送入到高溫窯爐中用燃料將其煅燒成熟料,最后將熟料與適量石膏混合磨細制成水泥,需要經(jīng)過礦山開采、原料破碎、黏土烘干、生料粉磨、熟料煅燒、熟料冷卻、水泥粉磨及成品包裝等多道工序,見圖1所示。
圖 1 水泥工廠的典型生產(chǎn)流程
總之,其生產(chǎn)過程通??筛爬?ldquo;三磨一窯”,可分為四個步驟:
1、生料制備:即將石灰質(zhì)原料、粘土質(zhì)原料與少量校正原料經(jīng)破碎后按一定比例配合、磨細并調(diào)配為成份合適、量質(zhì)均勻的生料。
2、煤粉制備:水泥生料煅燒所需的煤炭,必須制備成煤粉,提供煤粉燃燒所要求的粒度,以便于充分燃燒,得到足夠的燃燒反應(yīng)能力。
3、熟料煅燒:熟料球形結(jié)塊的直徑必須在0.32-5.0cm 范圍之內(nèi),它們是在原料之間的化學反應(yīng)中產(chǎn)生的。即將生料放在水泥窯內(nèi)煅燒至部分熔融以得到硅酸鹽水泥熟料,并儲存至熟料料倉。
4、水泥粉磨及出廠:即將熟料加入適量石膏、混合材或添加劑共同磨細為水泥,并包裝出廠。粉磨過程在封閉系統(tǒng)中進行,該系統(tǒng)配備了一個空氣分離機,用來按大小將水泥顆粒分開,沒有完全磨細的材料被重新送過該系統(tǒng)。
3.設(shè)計分析
通過對工藝過程的介紹,不難看出這是一個典型的順序控制工程(原材料入庫、輸送—水泥粉磨—水泥出庫及包裝系統(tǒng))。我們完全可以通過對控制對象—各運轉(zhuǎn)設(shè)備電動機的依次起動、停止和正反轉(zhuǎn)控制,以及各種報警指示、開關(guān)信號和模擬量信號的采集和編程處理來實現(xiàn)對工藝過程的自動化控制。
生產(chǎn)線上主要的設(shè)備控制、監(jiān)視、報警及打印報表等管理功能都由中控室執(zhí)行,控制硬件分布在原料粉磨、窯尾和窯頭3個過程現(xiàn)場站內(nèi),過程站與中控室之間由數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)提供雙向信息處理和信息傳送。
依控制要求分為以下主要功能:
 數(shù)據(jù)采集功能;
 開關(guān)量控制功能;
 順序控制功能;
4.系統(tǒng)配置
系統(tǒng)的構(gòu)成包括過程控制站、操作員站、工程師站以及通訊系統(tǒng)(Modbus,ProfiBus DP/PA)。
AC500系統(tǒng)PLC的功能靈活、可拓展性強。傳統(tǒng)PLC產(chǎn)品的小型、中型和大型的軟硬件差別非常大,系統(tǒng)的拓展性很有局限。而我們AC500僅通過3、4種不同內(nèi)存和速度的CPU中央處理單元就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的全面升級,這樣可以保護客戶的現(xiàn)有投資??刂葡到y(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)原理如圖2所示:
圖 2 水泥廠控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)原理圖
水泥生產(chǎn)的各個控制站極為分散,此時系統(tǒng)的安全很大程度上取決于控制網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。冗余光纖環(huán)網(wǎng)技術(shù)的設(shè)計與采用使得過程控制網(wǎng)絡(luò)極為可靠,大大提高了整個系統(tǒng)的安全系數(shù)。
第一級—監(jiān)控管理
由中央控制室的操作站與工程師站實現(xiàn)。選用工控計算機,以TCP/ IP工業(yè)以太網(wǎng)與PLC系統(tǒng)通訊,實行集中控制。通過工控組態(tài)軟件實時監(jiān)視整個生產(chǎn)線工藝參數(shù)變化、設(shè)備運行、故障發(fā)生等情況,同時負責日常報表打印、事故打印和數(shù)據(jù)記錄等。
第二級—過程控制
由現(xiàn)場的各分系統(tǒng)或成套設(shè)備的控制系統(tǒng)實現(xiàn)。以AC500 PLC系統(tǒng)作為現(xiàn)場控制核心 ,按場區(qū)配置分站 。通過FBP分布式擴展I/O通訊對流量、壓力、溫度、電機等參數(shù)進行采集、控制。
第三級—單機就地控制
由現(xiàn)場電氣控制系統(tǒng)實現(xiàn)。采用ABB公司的S500系列產(chǎn)品組成分布I/O,采集現(xiàn)場參數(shù),執(zhí)行上一級PLC主站的控制命令?!?
5. 結(jié)束語
以本文的研究結(jié)果為基礎(chǔ)的技術(shù)方案,已在山西某水泥生產(chǎn)線具體實施。由于采用了計算機控制技術(shù)和PLC控制技術(shù)相結(jié)合的方法,大大提高了水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率,減輕了工人的勞動強度,提高了系統(tǒng)的自動化管理水平,有效的防止了人身意外的發(fā)生,也為公司節(jié)約了大量的資金。


參考文獻:
1.ABB公司.可編程控制器AC500樣本資料,2007.
2.ABB公司.控制系統(tǒng)AC500及AC31樣本資料,2006.
3.湯子瀛,哲鳳屏,湯小丹等 .計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用 成都 電子科技大學出版社.
4.王復(fù)生.現(xiàn)代水泥生產(chǎn)基本知識 中國建材工業(yè)出版社,2004.
5.馬保國.新型干法水泥生產(chǎn)工藝 化學工業(yè)出版社.
投訴建議

提交

查看更多評論
其他資訊

查看更多

凈零能耗的標桿建筑怎樣煉成?光儲直柔系統(tǒng)商用化成關(guān)鍵

ABB Safe系列開關(guān)柜在華第一百萬臺下線,賦能新能源高質(zhì)量發(fā)展

ABB推出PowerCare無憂服務(wù),專注電氣設(shè)備全生命周期管理

以“光儲直柔”為特征的新型建筑電力系統(tǒng),發(fā)展未來柔性用電建筑

上海E-Prix | ABB開放核心專利,賦能中國電氣行業(yè)發(fā)展