PCS7在華新水泥生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用課件

1、PCS 7案例4PCS7在華新水泥生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用西門子PCS7系統(tǒng)是完全無縫集成的自動化解決方案?？梢詰?yīng)用于所有工業(yè)領(lǐng)域,包括過程工業(yè)，制造工業(yè)，混合工業(yè)以及工業(yè)所涉及的所有制造和過程自動化產(chǎn)品。作為先進的過程控制系統(tǒng)，SIMATIC PCS7 形成了一個帶有典型過程組態(tài)特征的全集成系統(tǒng)。本文描述PCS7控制系統(tǒng)在華新水泥生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。 華新水泥股份有限公司是水泥行業(yè)具有百年歷史的龍頭企業(yè)，也是政府重點扶持的大型工業(yè)企業(yè)之一。在新的世紀，公司堅持積極、穩(wěn)妥、快速、高效的原則，以宏偉的氣魄，非凡的膽識，通過新建、擴建與并購等手段，實現(xiàn)了超常規(guī)的擴張。在建設(shè)工期、工程質(zhì)量、資

2、金投入、項目管理及設(shè)備國產(chǎn)化等方面均創(chuàng)造了國內(nèi)最佳，為國內(nèi)外行家所高度贊賞，瑞士豪西蒙集團將其作為水泥項目工程建設(shè)的典范向其它國家和地區(qū)推廣。華新水泥股份有限公司在國內(nèi)乃至世界水泥生產(chǎn)企業(yè)中名列前茅，在水泥生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)中，運用的電氣自動化技術(shù)及相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)品的檔次質(zhì)量，特別是控制系統(tǒng)軟件和硬件配置方案及系統(tǒng)應(yīng)用體現(xiàn)的能力和水平，體現(xiàn)了高度的延續(xù)性和前瞻性。一、工程概述：水泥生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)在功能分配上同時又是分級式層次結(jié)構(gòu)，高層次是過程控制級，低層次是基礎(chǔ)自動化級。 基礎(chǔ)自動化級，主要進行電氣自動控制和儀表自動控制，對工藝設(shè)備過程信息進行檢測、顯示、記錄及數(shù)據(jù)初步處理，執(zhí)行設(shè)備運轉(zhuǎn)控制及工藝

3、設(shè)備過程自動調(diào)節(jié)、超限報警。 過程控制級，主要完成生產(chǎn)過程優(yōu)化控制、操作指導(dǎo)、數(shù)據(jù)處理和存儲，與上級管理計算機及其它計算機之間的數(shù)據(jù)通信。在華新水泥，過程自動化控制系統(tǒng)采用4級網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)： 以太網(wǎng)批量控制服務(wù)器和操作站的數(shù)據(jù)傳輸 工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)總線，操作站和控制器間的數(shù)據(jù)傳輸 PROFIBUS-DP系統(tǒng)I/O總線，控制器與I/O站間的數(shù)據(jù)傳輸 PROFIBUS-PA系統(tǒng)與PA智能儀表的數(shù)據(jù)傳輸華新水泥生產(chǎn)過程自動化控制系統(tǒng)依照水泥生產(chǎn)工藝流程，按如下子系統(tǒng)控制站分布（以下WINCC畫面截屏，以華新水泥（陽新）公司一期6000T/D熟料生產(chǎn)線為例）：石灰石破碎控制站：石灰石破碎及輸送；窯尾控制站：

4、廢氣處理（高溫風(fēng)機、增濕塔）、生料均化、生料入窯、窯尾塔架（預(yù)熱器、分解爐）、燒成窯中、空壓機站； 窯頭控制站：熟料冷卻（篦冷機）、熟料入庫、原煤輸送、煤磨、煤粉秤；通常情況下，石灰石破碎控制站使用一個西門子SIMATIC S7-300站（315-2 DP）進行控制，其余各個控制站使用一個西門子SIMATIC S7-400站（416-2 DP）進行控制。依照現(xiàn)場設(shè)備及工藝布局的具體情況，可以將窯尾控制站和窯頭控制站合并為一個控制站；將水泥磨控制站和包裝控制站合并為一個控制站。以上每個子系統(tǒng)均通過西門子不同的通訊模塊連接在同一個工業(yè)以太網(wǎng)上。在窯線主要生產(chǎn)控制部分，采用工程師站及服務(wù)器/客戶機結(jié)

5、構(gòu)，運用若干數(shù)量的人機界面（操作員站）完成對生料、熟料、水泥生產(chǎn)過程自動化控制系統(tǒng)的監(jiān)視和控制。并且，管理人員能夠使用IE瀏覽器，利用WINCC中的Web Navigator，通過網(wǎng)關(guān)，對生產(chǎn)線的監(jiān)視和控制進行實時瀏覽。二、系統(tǒng)要求1控制系統(tǒng)設(shè)計的總體目標提高水泥生產(chǎn)的自動化水平；實現(xiàn)實現(xiàn)水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的高品質(zhì)運行，提高運行經(jīng)濟性；提高運行人員工作效率，滿足整個系統(tǒng)運行全能值班要求；提高效益，降低能耗。2系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用時的設(shè)計思想1) 功能設(shè)計：體現(xiàn)DCS建成后的自動化程度、處理事故能力（報警、分析、指導(dǎo)、處理等）及先進的控制策略等，以最大限度提高效益，降低能耗為設(shè)計思想。具體如下：對象控制按工

6、藝流程的自動化過程由DCS系統(tǒng)協(xié)調(diào)完成，達到平衡。保障系統(tǒng)安全、可靠、高效運行和啟停。提高水泥生產(chǎn)系統(tǒng)運行的技術(shù)經(jīng)濟效益實現(xiàn)高自動化投入率，提高可靠性，減少誤操作，降低事故率。完善的操作指導(dǎo)和事故分析手段系統(tǒng)運行工況可由很多監(jiān)測參數(shù)反映出來，當(dāng)運行工況出現(xiàn)異常時，提供相關(guān)參數(shù)、趨勢、圖表等高效方式通知運行人員及時處理。操作記錄打印、報警打印、事故追憶打印、周期性報表等功能，有助于系統(tǒng)日常管理和事故分析。高效、便捷的系統(tǒng)在線維護。三、PCS7系統(tǒng)的主要特點華新水泥為什么選擇SIEMENS PCS7? 水泥生產(chǎn)各個車間和工段互不干擾，但它必須實現(xiàn)相互之間的通訊，完成交換數(shù)據(jù)，從而保證連鎖要求； 系

7、統(tǒng)有大量的離散輸入/輸出數(shù)據(jù)，以及少量的模擬輸入/輸出； 部分離散輸入/輸出需要高掃描速度； 部分重要過程傳感器需要系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化處理，也可以實現(xiàn)人工設(shè)置； 工藝相對簡潔，設(shè)備數(shù)量多； 系統(tǒng)方便地與隨機控制設(shè)備（PLC）的連接、通訊； 控制系統(tǒng)必須有很好的兼容性； 控制系統(tǒng)可靠性高，有自診斷和冗余功能 TIA的理念和強大的系統(tǒng)軟件功能四、PCS7系統(tǒng)在華新水泥的應(yīng)用1 硬件組成華新水泥生產(chǎn)過程自動化控制系統(tǒng)的硬件包括：1個西門子SIMATIC 300站和5個（最少為3個）西門子SIMATIC 400站。（各個站包括1個電源模塊、1個CPU、1個工業(yè)以太網(wǎng)通訊接口模塊和數(shù)量不等的ET200M、

8、模擬量輸入、模擬量輸出、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出模塊）、1臺工程師站計算機和1組服務(wù)器對及若干臺工控計算機、2個西門子CP1613網(wǎng)卡、1臺MIS服務(wù)器。2、 軟件組成華新水泥生產(chǎn)過程自動化控制系統(tǒng)的軟件包括：Windows 2000 Server 英文版操作系統(tǒng)、西門子PCS7編程軟件和CEMAT水泥行業(yè)專業(yè)軟件。3、 系統(tǒng)配置（見附圖）華新水泥生產(chǎn)過程自動化控制系統(tǒng)中各個現(xiàn)場控制站通過西門子工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊連接在同一個SIMATIC工業(yè)以太網(wǎng)（采用光纖熔接為環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，如下圖中綠線所示）上完成控制功能，同時服務(wù)器通過西門子CP1613網(wǎng)卡、若干臺工控計算機也通過經(jīng)RJ45屏蔽雙絞線由普通網(wǎng)卡

9、到交換機或中控室的OSM TP62連接到此SIMATIC 工業(yè)以太網(wǎng)上完成監(jiān)視和操作功能。其中，原料磨控制系統(tǒng)的SIMATIC 400站通過工業(yè)以太網(wǎng)與石灰石破碎控制系統(tǒng)的SIMATIC 300站交換數(shù)據(jù)，同時原料磨控制系統(tǒng)的SIMATIC 400站通通過工業(yè)以太網(wǎng)與窯尾控制系統(tǒng)和窯頭控制系統(tǒng)的SIMATIC 400站交換數(shù)據(jù)。而且，SIMATIC 400站基于PROFIBUS-DP/PA網(wǎng)絡(luò)，連接現(xiàn)場遠程控制站、PROFIBUS-DP設(shè)備（低壓保護裝置、高壓保護裝置、執(zhí)行機構(gòu)、變頻器、現(xiàn)場控制器等）或PROFIBUS-PA儀表（溫度變送器、壓力變送器）。八、 應(yīng)用體會1、 全集成自動化（TIA）為現(xiàn)代化企業(yè)的生產(chǎn)和管理提供的方便；2、 現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用節(jié)約了大量的現(xiàn)場信號電纜，帶來的方便的同時也提高了項目的經(jīng)濟效益。Profibus通訊協(xié)議的透明允許多廠家開發(fā)符合協(xié)議的總線設(shè)備，為用戶選型提供了廣闊的空間；3、 S