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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页目录摘要3ABSTRACT4概述51.1 水泥包装国内外发展概况51.2 水泥生产的自动化控制概况61.3 选题的目的、意义及指导思想72方案论证82.1 集散控制系统的简介82.2 IndustialIT控制系统简介82.3 设计方案92.3.1 水泥包装控制系统工艺流程简介92.3.2 主要被控设备及I/O点数统计112.3.3 系统设计方案123系统的硬件设计143.1 项目管理器与项目树143.1.1 管理器简述143.1.2 生成项目树143.2 硬件结构183.2.1配置过程站183.2.2 配置操作员
2、站183.2.3 资源分配183.2.4 插入过程站AC800F193.2.5 定义控制器参数203.2.7 插入AC800F的模件203.2.8 Profibus组态214过程站组态264.1 IEC61131-3编程264.2 FBD编程264.2.1 建立FBD编程项目树264.2.2 编写FBD程序264.2.3 基本操作314.3 编写LD程序314.3 用户功能块的编写365操作员站组态405.1 概述405.2 操作员站组态监控画面的设计405.3 系统的仿真与调试505.3.2 连接现场站和操作员站505.3.2 仿真与调试506结论与展望537总结与体会54致谢55参考文献5
3、6附录56水泥粉磨DCS控制系统包装控制系统的设计与实现摘要水泥生产的自动化水平成为水泥行业竞争的关键所在。本课题就水泥粉磨生产的包装部分进行研究，实现水泥包装自动化，从而实现水泥生产的优质、高产和低耗。本课题选用ABB公司的IndustialIT 控制系统，来对水泥包装生产线环节中的生产情况进行实时监控。在文中系统介绍了该课题的发展概况、对方案进行了仔细论证，详细说明了系统的工艺流程、选型，硬件配置到具体控制策略、控制算法以及系统监控界面的组态。完成后的水泥包装系统可以实现对现场站各环节数据采集、控制功能，操作员站可对所有现场设备进行监控，实现故障报警、设备运行状态显示，图形显示现场检测参数
4、的状态趋势，达到了设计的目的。关键词：水泥包装；DCS控制；AC800F；Control Build F；DigiVisABSTRACTThe automation level of cement production is becoming the key of the success of the competition in the cementThis topic is on the research of the cement packageIts goal is for realizing the cement production high quality, the high p
5、roduction and the low consumptionThe topic selected ABBs IndustialIT control system to conduct real-time monitoring of the packaging of cement production lines in the production areasIn the text I have introduced f the development of the topic，demonstrated the programme carefully，explained the proce
6、ss of my topic and the selection of model in detail，as well as specific hardware control strategy，control algorithms and system control interface configurationThe cement packaging control system can realize data acquisition and real control to all sectorsAnd the station operators can monitor all the
7、 equipment at the scene, the fault alarming, the display of the equipments running， as well as the display of the state trend of the scene detection parameters in graphic，as a result，the design have reached the purposeKey word：Cement packing；DCS control；AC800F；Control Build F；DigiVis 概述1.1 水泥包装国内外发展
8、概况水泥是国民经济建设的重要原材料，目前国内外尚无一种材料可以替代它的地位。随着我国经济高速发展，水泥在国民经济中的作用越来越大。经过几年的快速增长，2005年我国水泥产量达9.7亿吨，占世界水泥产量的42.73%。在高速发展的同时，我国水泥行业的供求矛盾不断加剧。2005年国内水泥市场需求不到10.5亿吨，而水泥生产能力已达13亿吨，产能过剩2.5亿吨。特别是落后生产能力比重仍占60%左右。 作为国民经济的重要基础产业，水泥工业已经成为国民经济社会发展水平和综合实力的重要标志。改革开放以来，国内经济建设规模不断扩大，推动国内水泥行业快速发展。据统计，1978年我国水泥产量为6524万吨，20
9、05年的水泥产量达到10.60亿吨，我国水泥年产量净增9.95亿吨。自1985年起我国水泥产量已连续21年位居世界第一位，现如今已占世界水泥总产量的48%左右。水泥产量的迅速增长，从数量上已经基本满足我国大规模经济建设的需要。包装系统是水泥生产工艺线上的最后一个重要环节。现阶段的水泥包装可分为水泥散装和水泥袋装，我国散装水泥经过30多年发展，有了一定进展，但与世界发达国家相比较，不仅散装量上存在很大差距，且发展速度也相对迟缓。发展散装水泥具有节约资源，保护环境，促进水泥工业结构调整，提高水泥使用效率，改善劳动条件等方面的综合经济效益。大力发展散装水泥是我国水泥工业实施可持续发展的重要对策之一。
10、散装水泥在我国虽然起步较晚，但属于一项新的工业，是随着人类社会进步，资源、能源、环境的要求和工作效率的提高而产生的一种新的生产方式，尤其是环境问题日益成为当今人类极为关注的敏感问题，更是全球的热门话题。世界上发达国家经过20多年的努力，到上世纪的60年代末完成了水泥的从袋装到散装的改革，实现了水泥散装，散装水泥占水泥总产量的比例(散装率)一般达到并维持在90%以上。美国、日本、法国等散装率更高且大于95%，按目前国际散装率来看，超过70%是国际水平，90%以上是国际先进水平。我国水泥在包装上主要采用落后的纸袋包装，水泥散装率仅在20%左右，与国际水平比较相差甚远。袋装水泥的纸袋全部用木材制成，
11、不仅需要采伐大量的树木，耗费宝贵的森林资源，而且在制袋过程中消耗大量的淡水，产生大量的造纸污水。另外纸袋破损，每年有近600万吨的水泥排放到大气中，既浪费资源又污染环境。散装水泥无论是储存、运输、使用、质量保证等方面，还是在减轻工人劳动强度、提高水泥使用效率、环保等方面都体现了强大的生命力。总而言之，发展散装水泥，实现散装化，是我国现代化建设、经济发展、水泥工业可持续发展的既定目标之一1。由于技术装备落后，综合设施配套能力低，国内的散装水泥的发展还有一定的欠缺，袋装仍然占有很大的比例，并且对水泥包装进行计算机控制的厂家为数甚少，大多数生产的水泥包装微机控制系统与机械部分常常是集中于一体的模式，
12、尤其是袋装部分甚至很多水泥厂还是进行人工包装，这样不仅费时又费力而且对人体的伤害非常大，即使是使用微机控制的水泥包装机，其所处的环境太恶劣，一台新安装的包装机，工作不到两个小时，整个包装机，电控部分，都是灰尘满面，时间一长，该机的灵敏度、计量精度就有所下降故障率就会增高，尤其电脑称的电子元件，粉尘对它的威胁是最大的，大多水泥厂使用的电脑包装机，电脑都安装在包装机上，受震动灰尘的影响，故障频繁，有时还需要天天修理微机，计量还不准确，袋重不稳，造成损失很大，这一直都是我国目前水泥行业的一个大问题。一般水泥厂对包装机系统的要求是：能适应恶劣环境，运行稳定，故障率少，计量准确，抗干扰能力强，有数据管理
13、功能，易于为维修，同时具有良好的经济性能。因此，将计算机控制系统运用到水泥包装上，对水泥包装机进行远程监控，提高水泥包装自动化水平，一方面可使水泥使用质量和效率提高，另一方面也能使水泥对环境的污染大大减少，也为我国的散装水泥的发展奠定基础2。1.2 水泥生产的自动化控制概况目前，在新型干法水泥生产线中常用的控制手段有：可编程逻辑控制器(PLC)、集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)。 可编程控制器PLC 可编程控制器PLC是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计的。早期的可编程控制器称可编程逻辑控制器(programmable logic controller), 简称PLC
14、，用它来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，可编程控制器的功能已大大超过了逻辑控制的范围，所以目前人们都把这种装置称作可编程控制器，简称PC3。PLC具有以下特点: PLC最初就是为了进行逻辑控制而设计，因此在逻辑控制方面拥有计算机无法比拟的优势。 PLC在控制装置一级实现三电一体化，配置灵活，结构紧凑。 PLC在硬件上采取了一系列抗干扰措施，在软件上采用了故障诊断技术及在系统一级的冗余配置工作方式采用周期循环扫描，对输入输出集中进行，因而具有很高可靠性。 PLC仅在关键部位选用冗余结构，在价格上大大低于DCS系统，性能价格比高。但是由于PLC功能及其相关技术的限制，其控制的对象都较为简单
15、，一般只用一个PLC站进行控制，很少有通过联网或其它途径对相关的设备进行控制3。 综上所述，PLC控制的优势主要是适合于现场局部控制，弱点主要表现在网络和复杂控制方面，因而仅使用PLC不适宜控制新型干法水泥生产。 集散控制系统DCS 集散控制系统又名分布式计算机控制系统，其实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种新型控制技术。它是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通信网络技术和人机接口技术相互渗透发展而产生的，既不同于分散的仪表控制系统，又不同于集中式计算机控制系统， 它是吸收了两者的优点，在它们的基础上发展起来的一门系统工程技术，具有很强的生命力和显著的优越性。其主要特征是：集中管理，分散控制。DCS是采用标准化、模块化和系列化的设计，由过程控制级、控制管理级和生产管理级组成的一个以通讯网络为纽带的集中显示而操作管理、控制相对分散、配置灵活、组态方便、具有高可靠性的实用系统，拥有自主性、协调性、在线性与实时性、高可靠性、适应性、灵活性、
