新型干法水泥生产中旁路放风系统的DCS控制
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摘要
随着工业化的大发展和原料资源的日趋紧张,在水泥生产中使用一些含碱、氯、硫量高的原料生产优质熟料,不仅是社会发展对资源利用的要求,也是水泥技术和装备进步的体现。采用旁路放风系统,即将回转窑窑尾高温烟气在从旁路中分离出一部分,与冷风混合,使以气相形态存在的挥发物冷凝在飞灰上,由收尘器将此飞灰收捕下来排出窑系统,以减少有害组分的循环。这样可以达到减轻甚至防止窑尾系统结皮堵塞,并使熟料碱的含量能保持在预定范围内的要求。
旁路放风系统采用的是DCS控制系统,DCS作为分散式控制系统,硬件上包括上位计算机、工业以太网、下位控制器、I/O控制柜、现场总线等的配置;软件上是一个整体方案,既包括ABB控制系统本身所具有的监控功能,也包括根据工艺控制流程所制定的系统组态方案和控制程序的编制等。本文是在沙特RCC项目的基础上,研究旁路放风系统的DCS控制方法,主要内容如下:
1.根据生料所含的主要成分,制定旁路放风系统的工艺流程,并介绍了旁路放风系统的主要设备和装置,其中包括一般设备和自身带PLC控制器的装置。
2.根据工艺要求和设备的I/O点分布,设置旁路放风站控制站,并介绍了该站的三级控制结构:控制器级、通讯网络级和人机接口级。控制器直接与生产过程相连,接收生产设备送来的信号;人机接口是操作人员与DCS网络相互交换信息的装置;通讯网络将控制器与人机接口联系起来,使之形成一个有机的整体。
3.在上位控制环境方面,介绍了IEC61131-3编程语言标准及其IEC软件模型和通讯模型;介绍了ABB 800xA系统的分布式工程设计环境、信息数据管理、图形界面处理技术等特点。
4.在旁路放风系统控制程序编制方面,介绍了标准程序控制模块和一些特殊设备的通讯与控制,并用结构化控制语言编写了旁路放风系统的控制程序。
5.介绍了DCS控制的关键技术:抗干扰技术和PID技术。在抗干扰技术方面,重点介绍了干扰的来源和抗干扰措施;在PID技术方面,重点介绍了PID算法和PID技术在旁路放风系统中的应用,并阐述了PID控制性能的优化措施。
Due to the industrial development and raw material's exiguity, the utilization of raw material comprised with alkalescence as chlorine and sulfur in cement manufacture is not only the request of social develop to produce grog of high quality,but also the embodiment of advancement to cement technology and equipment.Adopting Bypass system can separate kiln charge end's high temperature gas and make volatile conden to fly ash.the dust collector can collect the dust and make dust separated from kiln system ,it can reduce the circulation of nocuousness constituent. In this way,the jam of kiln charge end is lighten,and the grog's content of alkali can kept in a certain range.
DCS control system is adopted by bypass system,its hardware contains industrial control computer , controller,I/O control cubicle,field bus as so on.In software aspect,it is a whole project,which not only contains ABB system's monitoring function,but also the system's configuration and programming.This article is based on the RCC project, for investigating the DCS control system of bypass system ,its main content is as follows:
1.Acording to the main component of green material,the technological flow of bypass system is constituted,and the main equipment of bypass system is introduced which contains the generic equipment and the equipment with PLC controller.
2.Acording to technics's request and I/O distributing,the bypass control station is set up,three class control structures is introduced which contain controller class,communication network class and man-machine interface class.the controller collects with production process directly, and takes over the signal from equipment; man-machine interface is the equipment which exchanges communication between operator and DCS control network;the controller and the man-machine interface is collected by the control network.
3.In control environment aspect,the IEC61131-3 programming standard which contain IEC software model and communication is introduced; ABB 800xA system contains the distributed engineering design environment, data management of groups by groups, standard library, control panel, graphical interfaces,soft spot and calculation function,information management and so on.
4.For programming of bypass system,not only program control model is introduced,but also the communication and the control of the special equipment is introduced.the programming of bypass system is finished through structure control language.
5.Key technology of DCS control which contains antijamming technique and communication technique is introduced.in antijamming technique aspect,the source and measure which is taken of antijamming technique is detailedly introduced;In PID control technique aspect,PID arithmetic , the application of PID technique in bypass system and the optimised measure is detailedly introduced.
旁路放风系统采用的是DCS控制系统,DCS作为分散式控制系统,硬件上包括上位计算机、工业以太网、下位控制器、I/O控制柜、现场总线等的配置;软件上是一个整体方案,既包括ABB控制系统本身所具有的监控功能,也包括根据工艺控制流程所制定的系统组态方案和控制程序的编制等。本文是在沙特RCC项目的基础上,研究旁路放风系统的DCS控制方法,主要内容如下:
1.根据生料所含的主要成分,制定旁路放风系统的工艺流程,并介绍了旁路放风系统的主要设备和装置,其中包括一般设备和自身带PLC控制器的装置。
2.根据工艺要求和设备的I/O点分布,设置旁路放风站控制站,并介绍了该站的三级控制结构:控制器级、通讯网络级和人机接口级。控制器直接与生产过程相连,接收生产设备送来的信号;人机接口是操作人员与DCS网络相互交换信息的装置;通讯网络将控制器与人机接口联系起来,使之形成一个有机的整体。
3.在上位控制环境方面,介绍了IEC61131-3编程语言标准及其IEC软件模型和通讯模型;介绍了ABB 800xA系统的分布式工程设计环境、信息数据管理、图形界面处理技术等特点。
4.在旁路放风系统控制程序编制方面,介绍了标准程序控制模块和一些特殊设备的通讯与控制,并用结构化控制语言编写了旁路放风系统的控制程序。
5.介绍了DCS控制的关键技术:抗干扰技术和PID技术。在抗干扰技术方面,重点介绍了干扰的来源和抗干扰措施;在PID技术方面,重点介绍了PID算法和PID技术在旁路放风系统中的应用,并阐述了PID控制性能的优化措施。
Due to the industrial development and raw material's exiguity, the utilization of raw material comprised with alkalescence as chlorine and sulfur in cement manufacture is not only the request of social develop to produce grog of high quality,but also the embodiment of advancement to cement technology and equipment.Adopting Bypass system can separate kiln charge end's high temperature gas and make volatile conden to fly ash.the dust collector can collect the dust and make dust separated from kiln system ,it can reduce the circulation of nocuousness constituent. In this way,the jam of kiln charge end is lighten,and the grog's content of alkali can kept in a certain range.
DCS control system is adopted by bypass system,its hardware contains industrial control computer , controller,I/O control cubicle,field bus as so on.In software aspect,it is a whole project,which not only contains ABB system's monitoring function,but also the system's configuration and programming.This article is based on the RCC project, for investigating the DCS control system of bypass system ,its main content is as follows:
1.Acording to the main component of green material,the technological flow of bypass system is constituted,and the main equipment of bypass system is introduced which contains the generic equipment and the equipment with PLC controller.
2.Acording to technics's request and I/O distributing,the bypass control station is set up,three class control structures is introduced which contain controller class,communication network class and man-machine interface class.the controller collects with production process directly, and takes over the signal from equipment; man-machine interface is the equipment which exchanges communication between operator and DCS control network;the controller and the man-machine interface is collected by the control network.
3.In control environment aspect,the IEC61131-3 programming standard which contain IEC software model and communication is introduced; ABB 800xA system contains the distributed engineering design environment, data management of groups by groups, standard library, control panel, graphical interfaces,soft spot and calculation function,information management and so on.
4.For programming of bypass system,not only program control model is introduced,but also the communication and the control of the special equipment is introduced.the programming of bypass system is finished through structure control language.
5.Key technology of DCS control which contains antijamming technique and communication technique is introduced.in antijamming technique aspect,the source and measure which is taken of antijamming technique is detailedly introduced;In PID control technique aspect,PID arithmetic , the application of PID technique in bypass system and the optimised measure is detailedly introduced.
引文
[1]周万珍等编著.PLC分析与设计应用.北京:电子工业出版社,2004.
[2]王大海,朱琳琳.现场总线网络控制在ABB DCS中的应用.可编程控制器与工厂自动化,2005年06期
[3]潘洪刚.DCS控制系统前景分析.可编程控制器与工厂自动化,2006年29期
[4]张建光,刘捷.DCS控制系统前景分析.天津电力技术,2005年03期
[5]顾守鸿,史留振.DCS自动化控制系统在制盐生产中的应用.中国井矿盐,2006年05期
[6]韩福建,党勇.ABB DCS系统在济钢焦化控制领域的应用.山东化工,2006年04期
[7]史兵,周重益.基于控件的DCS系统内部多机通信.低压电器,2006年04期
[8]许平海.水泥厂DCS控制系统上位机软件的发展与应用.中国水泥,2006年07期
[9]高洪利,张钦奎,张振峰.水泥生产线DCS控制系统故障的分析处理.中国水泥,2006年08期
[10]孙建亮,韩冰.浅谈DCS(分散控制系统)的可靠性.煤矿现代化,2006年12期
[11]张志胜,刘保强,贡建斌.DCS在水泥厂控制中的应用.河南建材,2005年05期
[12]卫明社.DCS系统的安装与调试.建材技术与应用,2005年05期
[13]那振宽.DCS系统应用和调试中出现的问题.水泥,2005年10期
[14]钟国庆,黄文君.DCS系统的电缆布设和接地.仪器仪表标准化与计量,2005年04期
[15]周学慧,袁奕,罗永涛.DCS与PLC控制系统的特点分析.平顶山工学院学报,2005年01期
[16]王付生,孟祥荣,李艳.散控制系统(DCS)可靠性应用.山东电力高等专科学校学报,2004年04期
[17]陈积玉.基于DCS改进PID控制的实现及仿真.自动化仪表,2004年07期
[18]杨向东,陈鹏,杨宏坤.分散控制系统中的通信方式问题探讨.自动化仪表,2004年03期
[19]张明光,张晓英.水泥熟料生产过程DCS控制系统.计算机测量与控制,2003年09期
[20]艾红,王捷.DCS应用系统控制方案组态设计.计算机测量与控制,2003年08期
[21]严华,古钟璧,王祯学.基于DCS的网络分布式实时监控系统的设计与实现.四川大学学报,2002年04期
[22]杨继明.西门子PLC与ABB直流模块之间通讯及控制的实现.铝加工,2006年03期
[23]彭学平,胡芝娟.水泥窑旁路放风的设置及其效果.水泥技术,2001年06期
[24]张大康.水泥工厂的旁路放风装置.水泥技术,2006年04期
[25]杨长能.可编程控制器基础及应用[M].重庆:重庆大学出版社,1999
[26]贺庆之.过程控制仪表与装置[M].西安:中国轻工业出版社,2005
[27]周明.现场总线控制系统[M].北京:中国电力出版社,2002.
[28]蒋慰孙等.过程控制工程[M].北京:化工出版社,1999
[29]何衍庆等.集散控制系统的原理及应用[M].北京:化工出版社,2002
[30]陶永华等.新型PID控制及其应用[M].北京:机械工业出版社,2002
[31]王树青等.集散控制计算机控制系统(DCS)[M].杭州:浙江大学出版社,2002
[32]候子良.集火电厂厂级自动化系统总体功能设计思路探讨.热工自动化信息,2003年04期
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[34]王常力,廖道文.集散型控制系统的设计与应用.清华大学出版社 2000.6
[35]罗贵隆,李高斗.水泥生产自动控制系统应用,中国水泥,2007年06期
[36]王春艳,王孝红.基于PLC的控制系统在污水处理中的应用,济南大学学报,2005年02期
[37]王蕊,苗宝增.AB控制系统在水泥生产中的应用,微计算机信息,2007年19期
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[50]陈夕松,汪木兰.过程控制系统,北京:科学出版社,2005.7
[51]Visioli A,Tuning of PID controllers with fuzzy logic,Control Theory and Applications,IEEE P roceedings,148(1),2001,1-8
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[53]Joseph R.Adamaki,"Fuzzy Logic For Appliance Control,"Electronic Progress, Publication of the Corporate Office of Engineering of the Raytheon Company, 2001
[54]Yang Gao, Meng Joo Er "Online adaptive fuzzy neural identification and control of a class of MIMO nonlinear systems", IEEE Transactions on Fuzzy Systems, Aug. 2003
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