《1500td水泥厂生料立磨工段DCS系统设计与开发》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1500td水泥厂生料立磨工段DCS系统设计与开发（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘 要本设计基于实际工程背景，研究与探讨了生料立磨系统的设计与分析。该系统是将DCS控制系统与工业控制的计算机组态软件系统融合为一体的新型综合集散控制系统。 本设计根据生料立磨生产线的工艺及要求，提出了相应的控制方案。在DCS控制系统的设计中，通过对系统的硬件配置和软件设计形成了一个比较完善的DCS控制系统，能够实现机旁的手动控制方式、监控系统的自动/手动三种控制方式；实现各个设备的顺序启动和逆序停车；实现比较完善的故障处理。在硬件设计中着重分析了设备的电气设计原理，在组态软件设计上采用ABB公司的CBF组态软件，实现了程序设计及监控画面的设计，完成了工程I/O点的建立及管理，实现了对系统的启
2、停及现场运行状态的实时监控，同时完成数据采集、显示、集中报警和报表打印等功能。利用CAD制图软件绘制电机控制原理图及端子排与卡键的接线详图。关键词：DCS控制系统；CBF组态软件；生料立磨；硬件配置；软件设计ABSTRACT The design researched and explored the raw material grinding system design and analysis based on pratical engineering background. The system is a new integrated distributed control system
3、 which merged DCS control system and industrial control computer system for the integrated configuration softwares.The design propose the corresponding control scheme according to raw material grinding process and production line requirements,. In the DCS control system design, through the system ha
4、rdware configuration and software design formed a relatively complete DCS control system. Be available to achieve next-to-manual machines control mode, control system for automatic / manual control modes of three,achieve all the equipment of order power and reverse parking；More complete cope with be
5、rakdown.In the hardware design analyzes focus on the principle of the electrical equipment. ABBs configuration software CBF was used in configuration software ,monitoring implementation of the program design and the ihterface design，Implementation of the I/Os establishment and management ,meanwhile
6、data acquisition, display, focus on alarm and report etc.Use of CAD drawing software to draw schematic motor control and terminal block connection diagram with the card key.Key words：DCS control system; CBF configuration software; Raw meal grinding；Hardware configuration；Software Design 目 录摘 要IABSTR
7、ACTII1 前言11.1 选题背景11.2 选题的目的与意义11.3 国内外发展现状及存在的问题21.4 设计指导思想22 系统设计方案论述32.1 系统总体方案32.1.1 DCS程序控制功能32.1.2 组态界面监控功能52.2 实施方案与主要研究手段52.3 选题创新之处63 系统工艺流程及控制要求73.1 系统工艺流程73.2 系统总体控制功能83.2.1 生料输送子系统自动控制93.2.2 风路子系统自动控制93.2.3 油站子系统自动控制103.2.4 动力子系统的自动控制103.3 系统电机控制原理103.3.1 普通电机控制原理103.3.2 主电机113.4 系统测温原理1
8、23.4.1 热电偶123.4.2 热电阻传感器143.5 系统的测压原理154 系统硬件设计174.1 DCS系统结构174.2 DCS系统的硬件配置184.3 I/O点数的确定234.4系统网络配置284.4.1 以太网284.4.2 现场总线284.5 本章小结295 系统软件设计305.1 CBF组态软件介绍305.2 组态前台设计315.2.1 DCS控制立磨流程界面315.2.2 立磨油站控制界面345.3 系统组态硬件设计355.3.1 项目树的建立355.3.2 CBF组态软件下的硬件配置375.4 组态软件的程序设计415.4.1 风路系统的程序设计415.4.2 油站系统的
9、程序设计455.4.3 动力系统程序设计465.4.4 故障报警程序设计485.4.5 模拟量程序设计495.5 本章小结516 系统仿真调试526.1 调试步骤526.2 调试结果52结 论58参 考 文 献59致 谢60附 录61附录一 组态监控界面62附录二 系统程序63附录三 点号表67- 61 -1 前言1.1 选题背景在水泥生产中，传统的生粉料磨系统是球磨机粉磨系统，而当立磨出现以来，由于它以其独特的粉磨原理克服了球磨机粉磨机理的诸多缺陷，逐渐引起人们的重视。特别是经过技术改进后的立磨与球磨系统相比，有着显著的优越性。在世界各国得到广泛应用。已成为当今国际上生料粉磨和煤粉磨的首选设
10、备。 _ 立磨技术的突破开始于上个世纪六十年代，从那时起立磨得到了改进和大型化。继在欧洲、美洲、亚洲的水泥工业中被用来粉磨生料，七十年代得到了迅速发展，当时就出现500tph能力的大型立磨，进入九十年代，国际上立磨技术又有了新的飞跃。应用有限元分析、热传导分析、流体力学计算、工艺参数优化等现代方法，解决了大型立磨工艺和结构难点；新型耐磨材料的应用，延长了使用寿命，从而保证了立磨超大型化的实现，保证了大型干法水泥生产线对立磨能力的要求。因此，国外现代新型干法水泥生产线建设中，立磨占有率超过90%以上。立磨是近年来我国一些大中型企业广泛采用的一种粉磨设备,集烘干、粉磨和选粉三环节于一体。其烘干可以
11、利用旋窑的窑尾余热,节约了能源本立磨为立式结构,大大减小了粉磨系统的占地面积。立磨的粉磨采用滚压方式其滚压压力来自磨辊的自重和张紧装置的液压力,粉磨速度快、效率高、噪声较小。目前的立磨选粉一般采用旋转式选粉机,其选粉质量稳定,效率高,易于维修。所以,考虑到设备成本、系统维护、系统的可靠性、耗电量、环保以及产量等综合指标,立磨在我国大中型企业中应用前景相当广阔。但是由于立磨系统的结构相对复杂,对工作条件、控制精度要求较高且由于系统的复杂性，应用传统的控制理论难以实现立磨系统的自动化、优化控制,所以立磨的控制是立磨应用的重点也是难点。1.2 选题的目的与意义目前国内的立磨控制系统对磨盘料层的控制和
12、立磨产量的提高还停留在根据以往的经验手动调节电动执行器、张紧装置油压、配料站下料量等参数来控制料层厚度的层次上。这种控制系统不能整体的把握系统的运行状况自动调整控制参数，并且由于过于依赖人的操作，易发生由于生产参数调节不及时导致的磨体振停等故障，产品的质量、产量受到很大的影响。所以本项目以计算机技术、自动化技术及智能控制技术为依托，在保证性能要求和产品品质的前提下，结合立磨粉磨的工艺特点及控制要求，利用商用计算机、集散控制系统（DCS）等设备，用集成的方法研制了一套适合于立磨智能控制系统及开发平台。（1）通过这个设计使我了解了国外对立磨控制系统研究的成果和发展方向，找到国内企业与国外在这方面的
13、差距，明确在本次毕业设计中的课题的难点和重点以及自己在设计中应该努力的方向、查找的参考资料、注意的问题。（2）对自己所学的课程有个系统的认识和进一步的学习，把设计步骤和方法，系统程序设计运用于实际。深入掌握CBF等编程软件的使用，达到熟练应用的程度以提高自己的专业能力。1.3 国内外发展现状及存在的问题生料粉磨是生料制造的最后工序，也是控制较复杂的工序。自20世纪80年代以来，随着水泥厂自动化技术的迅速发展，人们重点关注粉磨控制技术的改进和突破，对水泥厂主要设备磨机的自控系统提出了更高要求。目前，生料粉磨系统已广泛采用集散控制系统（DCS）实现操作自动化，且在这个领域的应用也可得到了长足的发展
14、。国外对水泥行业的自动化技术的研究远远领先于我国，他们借助计算机平台和先进的控制技术，其生产自动化水平处于世界领先地位。而在我国，可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放才开始的，为了更好的实现对粉料磨机启动系统的控制，我国水泥行业由原有的电气系统采用单机控制设备开停，或有简单的“转换开关继电器”联锁的传统方式，转变到已经普遍采用集散型计算机控制系统。虽然我国已可以生产中小型控制器来实现对生料磨机的自动控制，但控制水平相对国外来说还有一段距离，很多控制环节都在不断的改进中。但不管国内还是国外都在向集散控制系统和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统的方向发展，在这个方向上还有很多
15、需要改进和完善的地方。1.4 设计指导思想本设计根据现场的控制要求，借鉴现阶段国内外企业所能达到的技术水平，查找相关的技术资料和手册，使其达到提高生产能力又经济合理及最佳性价比的要求。电器设备的控制和电器保护装置，采用PLC控制代替原来的继电器控制，来提高企业生产运行的可靠性，用相关的组态软件做出符合工艺要求的监控界面，提高企业处理生产过程中出现意外情况的能力，保障生产的连续性，降低生产成本，提高企业的竞争能力。根据生产工艺的要求进行程序设计及监控画面设计，应用计算机进行现场模拟仿真控制，找出自己设计中的不足，经不断修改，找到最佳的设计方案。完成对磨机系统的自动化改造，从而设计出符合实际生产要求的设计方案。2 系统设计方案论述2.1 系统总体方案 本设计采用ABB AC800F控制系统实现对磨机的综合启动控制，并采用ABB公司的Control builder F控制软件实现在操作员站对系统进行监控，实现远程控制、设备运行状
