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1、DCS控制系统在水泥生产工艺流程中的应用学院：电气工程与自动化_B130410_B13041013_刘牧泽.目 录摘要2关键词21、绪论21.1 前言32、DCS控制系统简介42.1 概述42.1.1 DCS系统简介42.1.2 集散控制系统的硬件结构72.1.3 集散控制系统的软件技术72.2 DCS控制技术的发展72.3 水泥厂控制系统的发展经历83、水泥生产工艺103.1水泥概述103.2 工艺流程简介103.2.1 破碎与预均化11生料制备11生料均化11预热分解113.2.5 水泥熟料的烧成123.2.6 水泥粉磨133.3 主要部分设备工作原理154、DCS控制技术在工艺中的应用1
2、64.1 控制项目164.1.1 转速控制164.1.2 温度控制184.2 生料粉磨中的过程控制184.3 水泥厂常见设备的控制方法194.4 各工段控制方案22附录：ATOX50型水泥立磨示意图24参考资料25DCS控制技术在水泥生产工艺中的应用摘要以往的水泥生产线是以现场控制为主的,主要通过继电器控制系统进行控制,无论在人力还是物力方面投资都是很大的,近年来由于自动化技术的快速发展,DCS控制技术在工业控制中得到广泛应用,DCS系统在水泥生产线上的使用,使得水泥厂在人力和物力方面的投资大大减少,增加了效率,另外也降低了危险系数,员工安全得到有力的保障.关键词水泥生产工艺,DCS,过程控制
3、,PID1、绪论1.1 前言 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.另外,微电子技术、计算机技术、自动控制理论和通信技术的发展,DCS技术在工业控制领域发挥巨大的作用,越来越深入.当然在水泥行业也不例外,DCS控制系统也得到了很大的应用.由于DCS的应用,在人员方面减少了需求,提高了效率；在安全方面,由于不需要人亲自到现场即可进行对整个生产流水线的控制,大大提高了安全系数.这篇实习报告就是我在铜陵上峰水泥股份#实习所得.在论文中写到了DCS的相关理论,并提到了水泥的部分知识.结合实习的实际情况,将DCS控制技术与水泥生产工艺流程
4、相结合,叙述了DCS控制技术在水泥生产工艺流程中的应用,其中涉与到温度控制、流量控制、压力控制、转速控制等.论文中写到了我的专业课所学,同时也联系了我实习时所学到的新知识,可谓是理论联系实际.在实习过程中,我所在的车间是生料车间,故而我所写内容大部分是围绕生料粉磨的流程而写的.由于我的知识水平有限以与专业知识的欠缺,论文中难免会有不妥或错误之处,希望老师批评指正.2、DCS控制系统简介2.1 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
5、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
6、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.2.1.1 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干级.各级之间有通信网络连接,级与各装置之间哟本级的通信网络 进行通信联系.1分散过程控制级 分散过程控制级直接面向生产过程,是集散控制系统的基础.它具有数据采集、数据处理、回路调节
7、控制和顺序控制等功能,能独立完成对生产过程的直接数字控制.其过程输入信息是面向传感器的信号,如热电偶、热电阻、变送器温度、压力、液位、电压、电流功率等与开关量的信号,其输出是作用于驱动执行机构.同时,通信网络可实现与同级之间的其他控制单元、上层操作管理站相连和通信,实现更大规模的控制与管理.它可传送操作管理级所需的数据,也能接受操作管理级发来的各种操作指令,并根据操作指令进行相对的调整或控制.构成这一级的主要装置有：a现场控制站工业控制机；b可编程控制器PLC；c智能调节器；d其他测量装置. 各控制器的核心部件是微处理器,且可以是单回路的,也可以是多回路的.2集中操作监控级 这一级以操作监视为
8、主要任务,兼有部分管理功能.它是面向操作员和系统工程师的,这一级配备有技术手段齐备,功能强的计算机系统与各类外部装置,特别是CRT显示器和键盘,还需要较大存储容量的存储设备与功能强大的软件支持,确保工程师和操作员对系统进行组态、监测和操作,对生产过程实现高级控制策略、故障诊断、质量评估等.这一级主要设备包括：a监控计算机：即上位机,综合监视全系统的各工作站,具有多输入多输出控制功能,用以实现系统的最优控制或最优管理.b工程师操作站：主要用于系统的组态、维护和操作.c操作员操作站：主要用于对生产过程进行监视和操作.3综合信息管理级 这一级有管理计算机、办公自动化软件、工厂自动化服务系统构成,从而
9、实现整个企业的综合信息管理.综合信息管理主要包括生产管理和经营管理.4通信网络系统 通信控制系统将集散控制系统的各分布部分连接一起,完成各种数据、指令与其他信息的传递.图1、集散控制系统DCS示意图图2、集散控制系统DCS结构示意图2.1.2 集散控制系统的硬件结构1分散过程控制级 分散控制级主要由各种测控装置组成,常用的有现场控制站、可编程控制器PLC、智能调节器.2集中操作监控级 由监控计算机、操作员工作站和工程师工作站等组成,硬件主要由操作台、监控计算机、键盘、图形显示设备、打印机等组成.3综合信息管理级 这一级主要执行生产管理和 经营管理功能.主要由管理计算机、办公自动化服务系统、工厂
10、自动化服务系统构成.4通信网络系统 集散控制系统中各级的通信设备是通过通信网络互连,并进行相互通信的,已达到既自治又相互协调工作.主要组成有：通信介质等.2.1.3 集散控制系统的软件技术 集散控制系统的软件可分三类：控制软件、操作软件和组态软件.1控制软件：实现分散过程控制级的过程控制设备具有的数据采集、控制输出、自动控制和网络通信等功能.2操作软件：完成实时数据管理、历史数据存储和管理、控制回路调节和显示、生产工艺流程画面显示、系统状态、趋势显示以与产生记录的打印和管理等功能.3组态软件：包括画面组态、数据组态、报表组态、控制回路组态等.2.2 DCS控制技术的发展 自美国Honeywell公司于1975年成功地推出了第一个集散控制系统TDC2000型计算机集散控制系统以来,经历了20多年的时间,集散控制系统已经走向成熟并获得广泛应用.器发展具体经历了四个阶段.1第一阶段70年代初 第一代集散控制系统大多具有微处理器的分级控制系统,主要有过程空盒子装置、数据采集装置、CRT操作站、监控计算机和数据高速公路五部分组成.2第二阶段80十年代中前期 第二代产品在原来产品的基础上,进一步向高精度、高可靠性、标准化、小型化、模
