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1、毕业设计(论文)题 目：DCS 在水泥生产中的应用 学生姓名： xxx 学 号： 7 班 级： xxxx 指导教师： xx 完成日期： 2011-10-7 信息处理与控制工程系毕业设计任务书设计（论文）题 目 DCS 在水泥生产中的应用选题时间2011-9-1 完成时间2011-10-7论文（设计）字数共 18760 字关键词 水泥生产工艺，DCS，过程控制，PID设计（论文）题目的来源、理论和实际意义：随着我国生产力的不断发展以及我国在生产过程自动化方面科技水平的不断提高，目前我国新建的水泥厂都采用了 DCS 控制系统，以前采用常规控制的水泥厂也基本进行了 DCS 控制系统的改造。随着 DC
2、S 控制系统的不断发展，性能逐步提高，价格逐年下降，DCS 控制系统的应用范围将越来越广泛。由于 DCS 融人了最新的现场总线、嵌人式软件、先进控制、报表技术、CRT 以及网络技术等，使得其能够整体解决小至一台大型设备（锅炉）、大至一个现代化工厂整个生产过程的全方位控制，并为工厂全程信息化管理提供基础平台。设计（论文）的主要内容：主要对 DCS 的特点、组成结构、水泥生产中的过程控制以及新型干法生产水泥的工艺流程图。学生签字：滕淑红 指导教师签字： 系负责人签字：年 月 日兰州石化职业技术学院摘 要水泥作为发展国民经济的主要的原材料，我国在近 20 年的改革开放的形势下，水泥工业不论从技术、产
3、品总量、装备方面都得到巨大发展但是我国水泥工业在工业结构、产品品种、技术装备水平方面与世界先进水平尚有较大差距。为了使我国水泥工业更好的适应我国国民经济的发展和改革开放参与国际市场竞争的需要，国家建材局提出了建材工业“由大变强，靠新出强”跨世纪战略。同时新型干法技术提供了提高水泥设备的单机能力和功能的可能性，而追求高效率、高性能、低成本，促进了水泥装备大型化的进程。设备大型化是实现工艺技术的手段和途径。为达到此目的必须提高设备制造技术和与之相配套的原材料（耐热、耐磨、耐火材料）的质量，提高必要的检测、保护装置的灵敏可靠性。由于近年来计算机控制技术、通信技术和图形显示技术的飞速发展，DCS 这种
4、分散控制，集中管理的集散型控制系统已经在世界水泥工业中得到广泛的应用。采用这种系统可以实现电动机成组程序控制，过程量的采集、处理、显示和调节。大大提高了劳动生产率，提高了工厂的管理和经营水平。水泥工艺过程是处理固体和粉状物料的生产过程，风、煤、料产生的热工过程变化复杂，不可控因素较多。从过程控制的角度来看，是一个滞留时间长、时间常数大、外来干扰多、相互干扰关系复杂的过程。在水泥制造过程的三大部分（原料制备、熟料烧成和水泥制成）中，熟料烧成系统是个互相干扰因素多、控制复杂、在质量和节能方面占有重要地位的关键过程。以下就水泥生产线中的熟料生产部分介绍 DCS 系统在水泥行业中的应用。关键词:水泥生
5、产工艺，DCS，过程控制，PID兰州石化职业技术学院目 录摘 要 1第 1 章 引言 1第 2 章 DCS 控制系统简介 221 概述 222 DCS 系统简介 2第 3 章 水泥生产工艺 531 水泥概述 53. 2 工艺流程简介 63.2.1 破碎及预均化 73.2.2 生料制备 73.2.3 生料均化 73.2.4 预热分解 73.2.5 水泥熟料的烧成 83.2.6 水泥粉磨 9第 4 章 DCS 控制系统 114.1 集散控制系统的硬件结构 114.2 集散控制系统的软件技术 114.3 DCS 控制技术的发展 124.4 水泥厂控制系统的发展经历 124.5 主要部件工作原理 13
6、第 5 章 DCS 控制技术在工艺中的应用 145.1 控制项目 145.1.1 转速控制 145.1.2 温度控制 155.1.3 水泥生产线 DCS 自动回路优化控制 175.1.4 窑尾喂料调节控制 175.1.5 分解炉喂煤量控制 175.1.6 增湿塔出口废气温度控制 185.1.7 窑头罩负压自动控制 185.1.8 冷却机篦速自动调节 185.1.9 冷却机冷风风量自动调节 185.1.10 窑头喂煤自动控制 195.1.11 旋风预热器锥部自动吹堵控制 195.1.12 冷却机喷水控制 195.1.13 压力控制 195.1.14 料位控制 20目录第 2 页 共 40 页5.
7、2 生料粉磨中的过程控制 235.2.1 磨机负荷控制 235.2.2 磨机温度控制 235.2.3 压力控制 245.2.4 系统设备启动程序控制 245.3 水泥厂常见设备的控制方法 245.3.1 普通电机的测点 245.3.2 基本控制原理 245.3.3 组操作 255.3.4 解锁 255.3.5 电机正反转 255.3.6 高压电机控制 265.3.7 变频电机控制 265.3.8 直流调速电机的控制 275.3.9 阀门的控制 27第 6 章 各工段控制方案 286.1 生料粉磨 286.2 煤粉制备 286.3 烧成窑尾 286.4 烧成窑头 286.5 水泥粉磨 29第七章
8、 结论 30致谢 31参考资料 32兰州石化职业技术学院第 1 页 共 40 页第 1 章 引言随着社会的快速发展，水泥建材需求不断扩大，应用范围也越来越广泛，从高楼大厦到园林艺术，都需要水泥的浇筑。水泥生产设备大型化是实现工艺技术的手段和途径。为达到此目的必须提高设备制造技术和与之相配套的原材料（耐热、耐磨、耐火材料）的质量，提高必要的检测、保护装置的灵敏可靠性。由于近年来计算机控制技术、通信技术和图形显示技术的飞速发展，DCS 这种分散控制，集中管理的集散型控制系统已经在世界水泥工业中得到广泛的应用。采用这种系统可以实现电动机成组程序控制，过程量的采集、处理、显示和调节。大大提高了劳动生产
9、率，提高了工厂的管理和经营水平。水泥工艺过程是处理固体和粉状物料的生产过程，风、煤、料产生的热工过程变化复杂，不可控因素较多。从过程控制的角度来看，是一个滞留时间长、时间常数大、外来干扰多、相互干扰关系复杂的过程。在水泥制造过程的三大部分（原料制备、熟料烧成和水泥制成）中，熟料烧成系统是个互相干扰因素多、控制复杂、在质量和节能方面占有重要地位的关键过程。DCS 控制系统自1975 年发展至今，从这三十年的发展史中我们可以看到，正是由于 4C 技术的不断发展，才推动了 DCS 技术的不断更新换代。集散控制系统自问世以来，发展异常迅速 ,几经更新换代，技术性能日臻完善，并以其技术先进、性能可靠、构
10、成灵活、操作简便和价格合理的特点，赢得了广大用户，巳被广泛应用于石油、化工、电力、冶金和轻工等工业领域。第 2 章 DCS 控制系统简介第 2 页 共 40 页第 2 章 DCS 控制系统简介21 概述计算机集散控制系统，又称计算机分布式控制系统（Distributed Control System），简称 DCS 系统。他是一种综合了计算机技术、控制技术、通信技术、CRT 技术，即 4C 技术，实现对生产过程集中监测、操作、管理和分散控制的新型控制系统。集散控制系统既不同于分散的仪表控制，又不同于集中计算机控制系统，它克服了二者的缺陷而集中了二者的优势。与模拟仪表控制相比，它具有连接方便、采
11、用软连接的方法连接、容易更改、显示方式灵活、显示内容多样、数据存储量大、占用空间少等优点；与计算机集中控制系统相比，它具有操作监督方便、危险分散、功能分散等优点。另外，集散控制系统不仅实现了分散控制、分而自治，而且实现了集中管理、整体优化，提高了生产自动化水平和管理水平，成为过程自动化和信息管理自动化相结合的管理与控制一体化的综合集成系统。这种系统组态灵活，通用性强，规模可大可小，既适用于中小型控制系统，也适用于大型控制系统。集散控制系统具有如下特点：自治性，协调性，在线性和实时性，适应性、灵活性和可扩充性，系统组态灵活方便。22 DCS 系统简介集散控制系统是采用标准化、规模化和系列化的设计，实现集中监视、操作、管理，分散控制。其体系结构从垂直方向可分为三级，第一级为分散过程控制级；第二级为集中控制管理级；第三级为综合信息管理级，各级相互独立又相互联系。从水平方向，每一级功能可分为若干子级（相当于在水平方向分成若
