DCS砂石骨料生產(chǎn)線中央控制系統(tǒng)

1、登錄精簡(jiǎn)版劉輝：集散控制系統(tǒng)在現(xiàn)代化砂石骨料生產(chǎn)線中的應(yīng)用2014-12-09 14:00:47集散控制系統(tǒng)在現(xiàn)代化砂石骨料生產(chǎn)線的應(yīng)用劉輝（黃山晶品建筑集料科技有限公司）摘要：近年來(lái)隨著國(guó)家城市化步伐的加快，快速化的基礎(chǔ)建設(shè)催生了大量砂石需求，日益枯竭的天然 砂石已經(jīng)無(wú)力支撐起整個(gè)市場(chǎng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)以市場(chǎng)為導(dǎo)向的第二波力量促使機(jī)制砂石發(fā)展步入到一 個(gè)高速軌道上來(lái)，由于各地政府和有關(guān)部門加大了對(duì)砂石行業(yè)的整頓和規(guī)范管理力度，采取多項(xiàng)措施 管控天然砂采挖，規(guī)范機(jī)制砂石生產(chǎn)環(huán)節(jié)等政策，傳統(tǒng)的砂石骨料生產(chǎn)線已無(wú)法滿足市場(chǎng)的需要，隨 著技術(shù)的不斷更新發(fā)展，砂石骨料的生產(chǎn)方式也在逐步改進(jìn)并取得了顯出的成

2、效，新型的自動(dòng)化集成 化連續(xù)高效生產(chǎn)的砂石骨料生產(chǎn)線更多的涌現(xiàn)，砂石骨料工廠也越來(lái)越多的運(yùn)用先進(jìn)的自動(dòng)化控制系 統(tǒng)來(lái)服務(wù)生產(chǎn)線，滿足企業(yè)的高效生產(chǎn)的同時(shí)為生產(chǎn)、設(shè)備、運(yùn)營(yíng)管理提供各種便利。關(guān)鍵詞：砂石骨料控制手段 集成化自動(dòng)控制系統(tǒng)、砂石骨料行業(yè)工藝生產(chǎn)線的發(fā)展歷程 砂石骨料生產(chǎn)線的第一階段：以人工開(kāi)采天然砂石為主，砂石多為自然風(fēng)化、流水剝蝕而形成；第二 階段：天然砂石實(shí)現(xiàn)機(jī)械化開(kāi)采，砂石質(zhì)量逐步提升；第三階段：機(jī)制砂石骨料的比重快速增加，砂 石骨料行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)逐漸完善，砂石是以開(kāi)采礦山經(jīng)過(guò)加工而制成；第四階段：砂石骨料的市場(chǎng)逐步 細(xì)分，高標(biāo)準(zhǔn)要求的精品骨料逐步出現(xiàn)，面向高性能、耐久性混凝土骨

3、料的比重逐步增加。二、砂石骨料行業(yè)工業(yè)生產(chǎn)手段的發(fā)展情況早期的砂石骨料生產(chǎn)線大多是業(yè)主通過(guò)社會(huì)關(guān)系拿到礦石后找以礦山破碎類為主的設(shè)備廠家簡(jiǎn)單的購(gòu) 置破碎機(jī)和皮帶機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單組合進(jìn)行生產(chǎn)（臺(tái)時(shí)產(chǎn)量一般為200-300噸/時(shí)），生產(chǎn)性能較為低下,臺(tái)時(shí)產(chǎn)量也不能完全受控，成品質(zhì)量也是較為隨意，環(huán)保也不能達(dá)到要求，設(shè)備的周期監(jiān)控及維護(hù)檢 修均不方便，整個(gè)生產(chǎn)線后期運(yùn)行質(zhì)量更是每況愈下，實(shí)際的生產(chǎn)成本不斷增高。傳統(tǒng)的生產(chǎn)線控制系統(tǒng)更是談不上自動(dòng)化控制，一般只有有簡(jiǎn)單的一些單機(jī)設(shè)備旁邊的啟停按鈕盒控 制生產(chǎn)線的啟停，沒(méi)有專業(yè)的控制系統(tǒng)，也沒(méi)有對(duì)設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)控手段，也沒(méi)有設(shè)備保護(hù)項(xiàng)目，容易 發(fā)生堵料堆料等生產(chǎn)

4、事故，整個(gè)生產(chǎn)只能依靠生產(chǎn)管理人員的責(zé)任心及管理經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)重制約規(guī)?；?生產(chǎn)。目前砂石行業(yè)已經(jīng)過(guò)了早期的江河湖泊人工開(kāi)采和天然砂石機(jī)械開(kāi)采，發(fā)展到當(dāng)前的機(jī)制砂石規(guī)?；?生產(chǎn)階段，砂石骨料最終將發(fā)展成為礦山開(kāi)采、加工、物料儲(chǔ)運(yùn)高度集成化、自動(dòng)化、規(guī)?；默F(xiàn)代 產(chǎn)業(yè)。傳統(tǒng)的砂石骨料生產(chǎn)線，布局較為粗狂隨意，對(duì)于日益要求嚴(yán)格的環(huán)保問(wèn)題，根本達(dá)不到要求設(shè)備布置及電氣的控制方案單一，電纜混亂，帶來(lái)安全隱患的同時(shí)更談不上穩(wěn)定高效的運(yùn)行三、新型砂石骨料生產(chǎn)線上的用到的控制手段目前，在新型砂石骨料生產(chǎn)線常用的控制手段為集散控制系統(tǒng)(DCS)?；谀壳霸O(shè)計(jì)的新型骨料生產(chǎn)線生產(chǎn)規(guī)模較大，普遍生產(chǎn)線臺(tái)時(shí)500-60

5、0噸/時(shí)，部分生產(chǎn)線臺(tái)時(shí)產(chǎn)量達(dá)到1000噸/時(shí)左右，與此同時(shí)，大規(guī)模的生產(chǎn)線勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高也更加依賴于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，集散型控制系統(tǒng)(DCS是一種采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計(jì)，由過(guò)程控制級(jí)、控制管理級(jí)、生產(chǎn)管理級(jí)和經(jīng)營(yíng) 管理級(jí)所組成，以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶，具有集中顯示操作管理、控制相對(duì)分散特點(diǎn)的多級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)將若干臺(tái)微機(jī)分散應(yīng)用于過(guò)程控制，全部信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)由上位管理計(jì)算機(jī)監(jiān)控， 實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化控制，整個(gè)裝置繼承了常規(guī)儀表分散控制和計(jì)算機(jī)集中控制的優(yōu)點(diǎn)，克服了常規(guī)儀表功能 單一，人-機(jī)聯(lián)系差以及單臺(tái)微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)危險(xiǎn)性高度集中的缺點(diǎn)，既實(shí)現(xiàn)了在管理、操作和 顯示三方面

6、集中，又實(shí)現(xiàn)了在功能、負(fù)荷和危險(xiǎn)性三方面的分散?，F(xiàn)代化砂石骨料生產(chǎn)線合理布局，利用地勢(shì)設(shè)置臺(tái)段，減少施工費(fèi)用及縮短施工周期，系統(tǒng)能力高, 環(huán)保達(dá)標(biāo)，打造花園式工廠中控?cái)?shù)據(jù)一目了然，各類報(bào)警跳停信息清晰可見(jiàn)，各類保護(hù)項(xiàng)目設(shè)置齊全，利于操作員對(duì)全局的把 控，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)能、質(zhì)量、能耗的完全控制各參數(shù)趨勢(shì)的存儲(chǔ)記錄，利于管理者對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)及設(shè)備運(yùn)行狀況分析中控崗位人員利用組態(tài)操作畫面可集中對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線的設(shè)備進(jìn)行啟停及生產(chǎn)喂料、成品發(fā)運(yùn)等信息進(jìn) 行控制。根據(jù)DC啄統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備的參數(shù)跟蹤設(shè)備運(yùn)行的情況、根據(jù)系統(tǒng)工藝參數(shù)的監(jiān)控判斷系統(tǒng)運(yùn)行 情況，具備生產(chǎn)控制的能力。同時(shí)DC啄統(tǒng)還提供參數(shù)儲(chǔ)存功能，通過(guò)建立相應(yīng)的應(yīng)

7、用曲線，可以提供監(jiān)控參數(shù)的長(zhǎng)期運(yùn)行趨勢(shì)，對(duì)判斷設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行的短期和長(zhǎng)期變化提供依據(jù)，相應(yīng)的也可以提供 生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)所需求的基本項(xiàng)目，自動(dòng)生成班、日、月各類生產(chǎn)信息報(bào)表。中控室成為各個(gè)系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備 運(yùn)轉(zhuǎn)和故障排除、管理生產(chǎn)調(diào)度、接收和發(fā)布生產(chǎn)情況信息的控制中心。四、在生產(chǎn)線中應(yīng)用的部分自動(dòng)控制方案1、皮帶機(jī)下料口防堵料自動(dòng)化方案：在DC竈序中完善相應(yīng)的控制邏輯聯(lián)鎖，當(dāng)下游皮帶機(jī)因故障或其他原因停機(jī)時(shí)在程序 中將下游皮帶機(jī)的運(yùn)行信號(hào)做到上游皮帶機(jī)控制程序的運(yùn)行聯(lián)鎖中，此時(shí)當(dāng)下游皮帶機(jī)跳停，運(yùn)行信 號(hào)丟失，上游皮帶立即停機(jī)，便不會(huì)堵塞下料口，將下游皮帶機(jī)的運(yùn)行聯(lián)鎖做到上游皮帶機(jī)的啟動(dòng)聯(lián) 鎖時(shí)也同樣能防

8、止下游皮帶未啟動(dòng)時(shí)開(kāi)啟上游皮帶，造成下料口堵塞現(xiàn)象。2、倉(cāng)滿自動(dòng)停止給料對(duì)于上圖操作畫面中，緩沖中間倉(cāng)的設(shè)置是為了使破碎機(jī)的喂料更加均勻受控，當(dāng)緩沖中間倉(cāng)下的喂 料機(jī)故障或者小倉(cāng)下料口堵塞時(shí)會(huì)造成中間倉(cāng)料位立即上漲，如果不進(jìn)行及時(shí)控制，會(huì)造成爆倉(cāng)的危 險(xiǎn)，輕者倉(cāng)下料口爆出變形積一大堆物料，重則有可能把上游喂料皮帶頭部托輥?lái)斔溃瑒潅Щ蝽?翻皮帶機(jī)頭部基礎(chǔ)，因此需要一種合理的手段去控制緩沖倉(cāng)的料位，靠人為是無(wú)法看得住，此時(shí)DCS的控制方案是將小倉(cāng)安裝料位計(jì)或者倉(cāng)重儀，并做好儀表標(biāo)定。當(dāng)倉(cāng)內(nèi)物料達(dá)到一定值時(shí)立即停止最 初端部給料機(jī)設(shè)備，停止上游系統(tǒng)進(jìn)料，將皮帶上剩余物料下到小倉(cāng)，此時(shí)還應(yīng)運(yùn)行一個(gè)

9、程序監(jiān)控如 果倉(cāng)位繼續(xù)上漲至80%f開(kāi)始計(jì)時(shí)5-10S （根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)觀察設(shè)置）內(nèi)如果達(dá)到 85%自動(dòng)跳停小 倉(cāng)前端所有設(shè)備禁止往小倉(cāng)內(nèi)下料。這里提到為什么不直接設(shè)置小倉(cāng)物料達(dá)到80%t接跳停設(shè)備，還要做這么一段程序，是因?yàn)槿绻撬矔r(shí)的偶爾卡料或其他暫時(shí)原因，只要止住首段喂料稍微控制一 下，就能過(guò)去，等小倉(cāng)料位降下來(lái)就直接啟動(dòng)首段喂料設(shè)備，減少為設(shè)備停機(jī)次數(shù)，降低電耗及提高 運(yùn)轉(zhuǎn)率，也不會(huì)造成小倉(cāng)爆倉(cāng)的后果，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。另外對(duì)于下圖中這種緩沖倉(cāng)較大，料源較穩(wěn)定的情況可在在上述的基礎(chǔ)上在增加倉(cāng)料位低于30%自動(dòng)打開(kāi)相應(yīng)的輸送皮帶機(jī)及下料口閘閥，當(dāng)物料達(dá)到要求時(shí)，停止喂料，如此程序內(nèi)部往復(fù)運(yùn)

10、行，喂 料基本不用人為關(guān)注，即可達(dá)到控制目的，只要小倉(cāng)的傳感器不出現(xiàn)故障，定期進(jìn)行維護(hù)檢驗(yàn)，便可 長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)這一環(huán)設(shè)備的運(yùn)行效率也較高。該開(kāi)時(shí)就開(kāi)，該停時(shí)就停，有效降低設(shè)備電耗。3、壓力控制對(duì)于集成化骨料精加工系統(tǒng)，通過(guò)壓力傳感器可檢測(cè)并及時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)用風(fēng)的分布。制砂樓的工作狀況可根據(jù)主袋收塵的出、入口的負(fù)壓差進(jìn)行判斷和調(diào)節(jié)成品機(jī)制砂的含粉量。同時(shí)，可及時(shí)判斷出袋收塵系統(tǒng)的運(yùn)行工況，為檢查、檢修提供參考依據(jù)。4、設(shè)備保護(hù)方面a、溫度控制對(duì)于大型設(shè)備的軸承，電機(jī)繞組等對(duì)溫度保護(hù)要求的關(guān)鍵部位將測(cè)點(diǎn)引入到中控，參加邏輯聯(lián)鎖跳停對(duì)主機(jī)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)溫度超過(guò)報(bào)警值時(shí)，提醒運(yùn)行維護(hù)人員及時(shí)進(jìn)行檢

11、查處理。當(dāng)超過(guò)跳停值時(shí)，通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)自動(dòng)跳停主電機(jī)及關(guān)聯(lián)設(shè)備，避免事態(tài)惡化釀成設(shè)備事故。一般常用為溫度保護(hù)設(shè)置為：旋轉(zhuǎn)部位軸承保護(hù)：軸承溫度保護(hù)（75 C）軸瓦保護(hù)（65 C）電機(jī)定子繞組溫度保護(hù)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)的不同，也會(huì)有所差異：絕緣等級(jí)AEBFH允許溫升C）105120130155180性能參考溫度C）8095100120145還有一些油站溫度控制，一般站的作用是為主機(jī)設(shè)備的軸承/軸瓦等旋轉(zhuǎn)部位供油，達(dá)到降溫、潤(rùn)滑作用。油站油箱的溫度控制如下：TV 50 C加熱器啟動(dòng)加熱T > 55 C加熱器關(guān)閉T> 55 C開(kāi)啟循環(huán)水系統(tǒng)，進(jìn)行冷卻在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，溫度設(shè)定值可根據(jù)現(xiàn)

12、場(chǎng)的特殊情況自行修改。如控制線路故障，會(huì)致使循環(huán)式冷 卻系統(tǒng)不能正常開(kāi)啟，這時(shí)需手動(dòng)開(kāi)啟。b、保護(hù)安全聯(lián)鎖：電機(jī)本身的安全保護(hù)：如包括：綜合故障、溫度開(kāi)關(guān)、速度開(kāi)關(guān)、跑偏開(kāi)關(guān)、拉繩開(kāi)關(guān)、 堵料開(kāi)關(guān)等；上位聯(lián)鎖：又名啟動(dòng)聯(lián)鎖，確保設(shè)備按照工藝順序啟動(dòng)；下位聯(lián)鎖：又名運(yùn)行聯(lián)鎖，確保設(shè)備按照工藝順序運(yùn)行；如下位設(shè)備（參與順序聯(lián)鎖）出現(xiàn)異常故 障，將自動(dòng)聯(lián)鎖停止本設(shè)備的驅(qū)動(dòng)；停車聯(lián)鎖：確保設(shè)備按照工藝順序停車；允許停車命令的有效；抖動(dòng)：由于現(xiàn)場(chǎng)各種原因所引起的、進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的測(cè)點(diǎn)信號(hào)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。具體包括：測(cè)點(diǎn)信號(hào) 瞬間間斷、瞬間閉合、測(cè)量值超出正常范圍等。延時(shí)保護(hù)：安全聯(lián)鎖可以加延時(shí)輸出保護(hù)；延時(shí)

13、的時(shí)間可以定為1秒或適當(dāng)?shù)臅r(shí)間；在規(guī)定的延時(shí)內(nèi)測(cè)點(diǎn)的抖動(dòng)可以忽略不計(jì)，不參與聯(lián)鎖控制，一但超出規(guī)定時(shí)間，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將執(zhí)行相應(yīng)的聯(lián)鎖控 制。同理下位聯(lián)鎖可以加延時(shí)斷開(kāi)保護(hù)，這樣就防止現(xiàn)場(chǎng)的振動(dòng)、干擾等因素引起保護(hù)誤動(dòng)作。聯(lián)鎖保護(hù)的部分應(yīng)用實(shí)例：正反轉(zhuǎn)電機(jī)用正反應(yīng)答做保護(hù)，就是正轉(zhuǎn)選擇和正向應(yīng)答與上或上正反轉(zhuǎn) 選擇和反向應(yīng)答與上做聯(lián)鎖；但電動(dòng)液壓推桿和閘板閥等電機(jī)應(yīng)該特殊考慮，一般應(yīng)該用正轉(zhuǎn)限位或 反轉(zhuǎn)限位做聯(lián)鎖，但由于現(xiàn)場(chǎng)很復(fù)雜，由于多種原因，多數(shù)的限位開(kāi)關(guān)都經(jīng)常失靈，所以進(jìn)入計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)的限位測(cè)點(diǎn)很難及時(shí)、準(zhǔn)確；這時(shí)我們?cè)谧雎?lián)鎖的時(shí)候，就應(yīng)要特殊考慮，用正反轉(zhuǎn)選擇做聯(lián)鎖 保護(hù)，不要用限位做聯(lián)鎖

14、，否則將會(huì)帶來(lái)不必要的麻煩，還有一點(diǎn)也應(yīng)注意，一般是驅(qū)動(dòng)到限位后， 應(yīng)答先丟失，大約2秒后，限位才上來(lái)，這期間，不應(yīng)該讓設(shè)備產(chǎn)生運(yùn)行故障，所以還應(yīng)該考慮時(shí)間 問(wèn)題。c、高壓電機(jī)控制高壓電機(jī)和低壓電機(jī)的控制比較接近，不同的是增加了一些高壓控制保護(hù)：FT1 事故跳閘 FT2綜合過(guò)電流繼電器故障FT3 失電報(bào)警 FT4跳閘回路斷線FT5 熱過(guò)載 d、變頻電機(jī)控制變頻調(diào)速電機(jī)一般有選粉機(jī)、喂料皮帶電機(jī)等。這些電機(jī)都有自己的變頻控制裝置，只需要計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)和速度給定，且在驅(qū)動(dòng)之前，速度給定要回零。5、組操作將相關(guān)設(shè)備按照工藝要求合理分成若干組，進(jìn)行成組控制，即成組啟動(dòng)、成組停車。組的九種表示方式如

15、下：組解組備妥；組啟動(dòng)命令；組啟動(dòng)進(jìn)行；組停車命令；組停車進(jìn)行；組故障；組運(yùn)行；鎖；組狀態(tài)。6、普通電機(jī)的I/O點(diǎn)備妥（RD : DI點(diǎn)，備妥，設(shè)備是否具備啟動(dòng)條件；應(yīng)答（RN : DI點(diǎn)；應(yīng)答，設(shè)備是否運(yùn)行；驅(qū)動(dòng)（DR : DO點(diǎn) 驅(qū)動(dòng)，DCS是否給設(shè)備驅(qū)動(dòng)；正反轉(zhuǎn)電機(jī)I/O點(diǎn)包括：備妥（R）;正向應(yīng)答（AF）；反向應(yīng)答（AR ;正向驅(qū)動(dòng)（DF）；反向驅(qū)動(dòng)（DR ;正向限位（LMF）;反向限位（LMR。7、普通電機(jī)的基本控制原理：設(shè)備有備妥后可以驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)后設(shè)備運(yùn)行。其中要加各種聯(lián)鎖保護(hù)。啟動(dòng)故障：設(shè)備驅(qū)動(dòng)后在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有返回應(yīng)答，計(jì)算機(jī)自動(dòng)產(chǎn)生故障，報(bào)警并停止驅(qū)動(dòng)；運(yùn)行故障：設(shè)備驅(qū)動(dòng)后，返回應(yīng)答，驅(qū)動(dòng)自保，運(yùn)行期間應(yīng)答