Winmation為有色金屬行業(yè)提供一整套完備的解決方案，該項(xiàng)目為Winmation承接的總包項(xiàng)目，負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的渣緩冷場(chǎng)及循環(huán)水泵房?jī)x表控制系統(tǒng)，電纜、閥門等成套設(shè)備的采購(gòu)安裝及調(diào)試。渣緩冷場(chǎng)目前在國(guó)內(nèi)是規(guī)模最大的渣緩冷生產(chǎn)線，為了幫助用戶提供更加智慧、安全的工程服務(wù)，Winmation為本項(xiàng)目成立了“專項(xiàng)小組”及安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組。

Winmation系統(tǒng)投運(yùn)后大大提高了整個(gè)生產(chǎn)工段的運(yùn)轉(zhuǎn)率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，系統(tǒng)以其高可靠性、高安全性、維護(hù)簡(jiǎn)單方便等特點(diǎn)得到了用戶的一致好評(píng)。

二、工藝描述

渣緩冷場(chǎng)的生產(chǎn)工藝流程主要是堆放銅冶煉爐排出的高溫棄渣的渣包，并對(duì)其進(jìn)行冷卻管理，按運(yùn)來(lái)渣包內(nèi)爐渣的品位（含銅量）對(duì)其進(jìn)行一定時(shí)間的自然冷卻（緩冷），然后進(jìn)行一定時(shí)間的噴水冷卻（水冷），最后將冷卻完成的爐渣運(yùn)至破碎車間，再通過(guò)選礦工段回收再利用。

生產(chǎn)流示意圖

生產(chǎn)環(huán)境及DCS系統(tǒng)的必要性：

1、 渣場(chǎng)占在面積大，渣包數(shù)量多（本項(xiàng)目330個(gè)渣包），不利于管理。

2、 渣包從冶煉廠運(yùn)達(dá)的時(shí)間不一樣，管理每個(gè)渣包的緩冷時(shí)間和水冷時(shí)間耗費(fèi)大量人力，且錯(cuò)誤率高。

3、 由于渣包運(yùn)達(dá)渣場(chǎng)時(shí)的溫度高達(dá)1000多度，在這種情況下如遇水會(huì)發(fā)生爆炸，且水冷過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽帶有腐蝕性，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣并存在高危性。

4、 渣場(chǎng)里渣包運(yùn)送的渣包車體積巨大，行動(dòng)較慢，如有較多人員在現(xiàn)場(chǎng)交叉作業(yè)，安全性差。

       現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境實(shí)物圖

三、項(xiàng)目配置

本項(xiàng)目采用Winmation HT 600自動(dòng)化控制系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)由一個(gè)主站和11個(gè)I/O從站組成，主站與各從站之間通過(guò)Profibus DP/PA總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，另外通過(guò)Modbus RS485與8臺(tái)車載電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。主控制器采用高性能32位RISC/16M的 PM693，I/O模件采用IO600系列產(chǎn)品，以上產(chǎn)品全部為德國(guó)原裝生產(chǎn)。上位機(jī)使用Winmation1.1 中文版系統(tǒng)。上位機(jī)與下位機(jī)之間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)卡，使用TCP/IP的方式，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。

配置拓?fù)鋱D如下：

配置拓?fù)鋱D

四、控制要求及解決方案

渣緩冷場(chǎng)需要控制主要設(shè)備為電動(dòng)球閥和少數(shù)幾臺(tái)水泵及壓力溫度流量等為數(shù)不多的儀表，雖然設(shè)備種類少但是數(shù)量多；本項(xiàng)目中進(jìn)入控制系統(tǒng)中的電動(dòng)球閥為330臺(tái)，水泵類電機(jī)8臺(tái)，儀表類設(shè)備5臺(tái)；控制的難點(diǎn)為330臺(tái)閥門在收到有熱渣包放入的時(shí)候啟動(dòng)自動(dòng)冷卻程序，按中控員的時(shí)間設(shè)定依次進(jìn)入：緩冷－水冷－冷卻完成－空包/空位，在控制閥門進(jìn)行以上冷卻程序的過(guò)程中要有時(shí)間的記錄、不同狀態(tài)的指示。

4.1 工藝流程圖如下：

4.2 主要控制：

1.電動(dòng)球閥自動(dòng)控制功能塊

由于330個(gè)電動(dòng)球閥的控制方式是一模一樣的，所以用自定義功能塊來(lái)解決本控制方案是合理的。

下圖為功能塊內(nèi)部緩冷、水冷觸發(fā)，時(shí)間設(shè)定及時(shí)間累計(jì)的程序段。

下圖為程序中調(diào)用的閥門功能塊及操作員使用的操作面板：

２.廢水收集池渣漿泵自動(dòng)控制：

廢水收集池內(nèi)裝有液位計(jì)，通過(guò)液位計(jì)可以控制池內(nèi)的渣漿泵實(shí)現(xiàn)高水位開(kāi)泵抽水，底水位停泵。程序如下：

五、安裝問(wèn)題及處理方案

1．DCS機(jī)柜的安裝：

問(wèn)題：緩冷場(chǎng)占地面積大，如采用DCS機(jī)柜集中放置則需要所有的現(xiàn)場(chǎng)閥門引線至DCS柜這樣大大增加控制線纜的使用量，且容易產(chǎn)生干擾及感應(yīng)電；既增加了項(xiàng)目成本又降低了系統(tǒng)的可靠性。

處理方案：將所有現(xiàn)場(chǎng)閥門按冷卻水管路的地理位置分區(qū)，每個(gè)區(qū)域就近安放現(xiàn)場(chǎng)DCS柜，所有DCS柜通過(guò)Profibus總線實(shí)現(xiàn)互聯(lián)至控制器。這樣作既降低了線纜的成本又提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

注意事項(xiàng)：要特別指出的是，由于機(jī)柜放在現(xiàn)場(chǎng)為露天放置，且會(huì)受到天氣及高溫渣包和水汽的影響，所以機(jī)柜的防雨、密封、散熱及防結(jié)露工作一定要做到位。

Winmation采用的專用威圖室外柜，并柜內(nèi)安裝有散熱風(fēng)扇及加熱器，很好的保證了DCS柜的安全。在冬天零下20度和夏天50度的室處環(huán)境中使用可靠。

2．閥門的保溫及隔熱處理

問(wèn)題：電動(dòng)開(kāi)關(guān)閥位于渣包的上方，與高溫渣包直線距離不過(guò)5米，其高溫及腐蝕性水汽對(duì)閥體有很大的損傷。

處理方案：

如上圖所示，Winmation采用拋光鋁板制作一密封筒，將閥門置于筒內(nèi)，并在筒內(nèi)填塞保溫巖綿。這樣既可達(dá)到冬天的保溫效果，又可以反射高溫渣包的輻射熱，并避免了與腐蝕性水汽的直接接觸。大大延長(zhǎng)了閥門的使用壽命。

第一作者：王汝強(qiáng)先生，現(xiàn)任杭州盈控自動(dòng)化有限公司項(xiàng)目經(jīng)理。