INFI-90控制系統(tǒng)在牡丹江水泥廠#2窯的應(yīng)用(一)
INFI-90控制系統(tǒng)在牡丹江水泥廠#2窯的應(yīng)用
王宏 吉斌 徐上健
1 概述
黑龍江省牡丹江水泥廠1978年自行設(shè)計(jì)的#2窯生產(chǎn)線配置了四級懸浮預(yù)熱器、RSP窯外分解爐和規(guī)格為φ4×60m的水泥回轉(zhuǎn)窯,原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1680t/d熟料。但自1984年試生產(chǎn)以來,一直未能達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。自動控制系統(tǒng)也完全滿足不了生產(chǎn)管理的要求。1995年底實(shí)施技改,更換了熟料冷卻機(jī)及輸送設(shè)備;對增濕塔、預(yù)熱器等老設(shè)備做了相應(yīng)改造;同時(shí),還從國外有關(guān)公司引進(jìn)了三通道噴煤管和熟料斗式提升機(jī)等設(shè)備。因此,#2窯電氣自動化系統(tǒng)改造,涉及到新老設(shè)備,國內(nèi)和國外設(shè)備,錯(cuò)綜復(fù)雜,難以協(xié)調(diào),設(shè)計(jì)工作有相當(dāng)難度。
目前大型水泥生產(chǎn)控制普啟遍采用分布式控制系統(tǒng)。為了提高#2窯的生產(chǎn)控制及管理水平,結(jié)合該線生產(chǎn)控制的具體情況和要求,在#2窯的技改中選用了北京貝利公司提供的INFI-90分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),并由我院負(fù)責(zé)完成了系統(tǒng)硬件配置、應(yīng)用軟件組態(tài)、安裝及現(xiàn)場調(diào)試工作。
INFI-90系統(tǒng)是一個(gè)典型的分布式控制系統(tǒng),它具有分布式控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn),能極大地提高控制系統(tǒng)的可靠性。就#2窯技改前后對比,技改后該控制系統(tǒng)具有操作方便、控制水平高等優(yōu)越性,從而保證了生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量。
(1) #2窯技改前為常規(guī)儀表分車間控制,雖然設(shè)有窯頭和煤磨控制室,但還有許多設(shè)備不能在控制室直接啟動和調(diào)節(jié),必須派人到機(jī)旁操作,開/停設(shè)備和調(diào)節(jié)風(fēng)門都十分麻煩?,F(xiàn)在采用操作員接口站集中管理的方法,屏幕顯示代替了儀表顯示,在工藝流程圖上實(shí)時(shí)顯示設(shè)備的狀態(tài)和參數(shù)的信息量比以前多,并能逼真地反映出生產(chǎn)關(guān)系,而且能彈出控制站面板,供操作員很直觀地用鍵盤開/停電器設(shè)備、調(diào)節(jié)風(fēng)門、設(shè)置自動控制回路的參數(shù)等。
(2) 由于INFI-90系統(tǒng)提供200多種功能碼,功能齊全,組態(tài)靈活??刂品桨冈O(shè)計(jì)綜合了水泥廠操作經(jīng)驗(yàn)和控制回路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),風(fēng)門調(diào)節(jié)無振蕩現(xiàn)象,顯示精度可達(dá)1%;風(fēng)門調(diào)節(jié)精度高,冷卻風(fēng)機(jī)風(fēng)量自動控制的精度相應(yīng)提高;篦冷機(jī)出口溫度控制、篦冷機(jī)篦速等自動控制回路的運(yùn)行也十分滿意,加計(jì)算機(jī)的顯示功能和管理功能,使系統(tǒng)整體控制水平得到了提高。
(3)
時(shí)間短,見效快,效益好。該系統(tǒng)從設(shè)計(jì)、訂貨、編程、安裝、調(diào)試到投運(yùn)總共耗時(shí)8個(gè)月,為燒成系統(tǒng)迅速達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。
(4)
系統(tǒng)投運(yùn)一年來的生產(chǎn)實(shí)踐證明,該系統(tǒng)控制功能齊全,軟件運(yùn)行可靠,能滿足生產(chǎn)控制要求,該系統(tǒng)的投運(yùn)使牡丹江水泥廠自動化達(dá)到了一個(gè)新水平,對穩(wěn)定生產(chǎn)控制、降低能耗、提高運(yùn)轉(zhuǎn)率起著積極的作用。并為該廠#2窯達(dá)產(chǎn)、達(dá)標(biāo)奠定了良好的基礎(chǔ)。
下面就該系統(tǒng)的硬件配置及軟件組態(tài)作簡要介紹。
2 系統(tǒng)的硬件配置和功能
根據(jù)#2窯的技改范圍和控制要求,INFI-90系數(shù)設(shè)置窯尾和窯頭兩個(gè)現(xiàn)場控制站,一個(gè)中央管理站,見圖1,現(xiàn)分別介紹各部分的硬件及功能。
2.1 現(xiàn)場控制站
現(xiàn)場控制站主要配置有INFI-90系統(tǒng)的過程控制單元PCU及其它電器柜、控制裝置、繼電器柜等。PCU是執(zhí)行過程控制和數(shù)據(jù)采集功能的獨(dú)立整體,它由一個(gè)模件端子混合柜和兩個(gè)端子柜組成。在PCU中,主要配置有多功能處理器MFP02、模擬主模件AMM03、輸入輸出I/O子模件、系統(tǒng)電源模件PAS02、通訊接口模件及其它支持設(shè)備。
2.1.1 過程控制單元PCU的主要配置及功能
(1) 多功能處理器MFP02是INFI-90系統(tǒng)適應(yīng)過程控制的核心部分,它是處理過程控制、順序控制及批處理控制的高性能控制器。為了提高可靠性,MFP02設(shè)一對一冗余配置,當(dāng)PCU上電后,其中一個(gè)MFP02為主模件,另一個(gè)為副模件。主模件一方面技持系統(tǒng)的工作,另一方面不斷把數(shù)據(jù)庫的信息傳遞給副模件,副模件處于熱備狀態(tài)。在主模件發(fā)生故障時(shí),主模件將自動無擾動切換到副模件上,副模件支持系統(tǒng)正常工作。在多功能處理器的ROM中固化了200多種功能碼,可供選擇組態(tài)各種控制策略。MFP02按照設(shè)計(jì)組態(tài)通過子總線對I/O子模件進(jìn)行掃描,從子模件獲得信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,或MFP02按照設(shè)計(jì)組態(tài)向子模件輸出控制信號去完成順序及過程控制。
(2) 模擬主模件AMM03本身不具有控制功能,它是熱電阻、熱電偶、毫伏信號的數(shù)據(jù)采集模件。模似主模件與相應(yīng)的子模件可構(gòu)成各種通道,完成A/D轉(zhuǎn)換,其分辨率16位、線性化15位及熱電偶遠(yuǎn)距離冷端溫度補(bǔ)償。AMM03將采集到的信息傳送給MFP02,由其完成控制。AMM03也是一對一冗余配置。
(3) 多功能處理器MFP02支持的輸入輸出子模件是對過程控制單元通過端子單元與現(xiàn)場設(shè)備直接相連的唯一通道。該系統(tǒng)配置了控制I/O子模件CIS02,模以輸入子模FBS01,數(shù)據(jù)輸出子模件DSO04,熱電阻輸入子模件SAM03,數(shù)字輸入子模件DSI01,熱電偶輸入子模件ASM03,數(shù)字輸入子模件DSI01,熱電偶輸入子模件ASM02。模擬輸入子模件FBS01自具有微處理器,是智能化通道??刂艻/O子模件輸出可設(shè)置隱含值,確保在MFP02都發(fā)生故障時(shí),現(xiàn)場設(shè)備仍在安全狀態(tài)下正常運(yùn)行。
(4) 系統(tǒng)電源模件PAS02支持PCU模件的運(yùn)行。它分散插入模件混合柜安裝單元上,輸入交流電源,輸出為平均承擔(dān)機(jī)內(nèi)各種電壓等的電源,并配置N+1冗余,提高電源可靠性并能在線更換電源模件。
(5) 通信接口模件。INFI-90系統(tǒng)通訊分成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和總線網(wǎng)絡(luò)兩種結(jié)構(gòu),這里所述的通信接口模件是指過程控制單元上環(huán)的通信模件。通訊接口模件由存儲總線信息的網(wǎng)絡(luò)處理模件NPM01及網(wǎng)絡(luò)接口模件NIS01所組成,形構(gòu)INFI一環(huán),應(yīng)用存儲轉(zhuǎn)發(fā)式通訊協(xié)議,通訊速率為10M。此外,模件總線應(yīng)用自由競爭通訊協(xié)議,通訊速率為0.83K;子總線應(yīng)用并行通訊協(xié)議,通訊速率為0.5K。
(6) 端子柜CAB02主要安裝端子單元,包括主模件、子模件、通訊模件所對應(yīng)的端子單元。端子單元通過電纜與對應(yīng)的子模件連接,構(gòu)成完整的過程控制單元,并提供與現(xiàn)場設(shè)備或電器柜的接口端子。
2.1.2 其他配置及功能
電器MCC柜是GCK型,它是模數(shù)化的抽屜式開關(guān)柜,其配電回路配置了完善的短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)裝置。當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)短路或過負(fù)荷時(shí),能夠得到有效地保護(hù)。應(yīng)用柜內(nèi)一些輔助接點(diǎn),將控制設(shè)備MCC的準(zhǔn)備好信號(NCR)、設(shè)備運(yùn)行信號(MR)及現(xiàn)場準(zhǔn)備好信號(LR)輸入計(jì)算機(jī),這些信號作為生產(chǎn)設(shè)備順序控制組態(tài)的基本信息,并在屏幕上顯示。它與系統(tǒng)的接口見圖3。電器柜面板上一般設(shè)置有電壓和電流顯示及中央/現(xiàn)場操作轉(zhuǎn)換開關(guān)。
繼電器柜內(nèi)安裝有直流電源裝置和直流繼電器。電源裝置為數(shù)字輸入(DI)和繼電器提供24VDC工作電源,繼電器作為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)輸出(DO)的隔離裝置并直接驅(qū)動電動閥門、風(fēng)門等現(xiàn)場設(shè)備。
生料計(jì)量沖擊板流量計(jì)系統(tǒng)及分解爐和窯頭的煤粉喂料失重秤系統(tǒng)分別通過RS-422,RS-485通訊接口與窯尾PCU和窯頭PCU連接,組態(tài)到操作畫面上,在操作員接口站控制和管理。
2.2 中央管理站
中央管理站主要配置有2臺OIS11和1臺OIC11操作員接口站;1臺EWS01工程師工作站。
(1) 操作員接口站包括CRT顯示器、報(bào)警板、操作鍵盤、2臺報(bào)表打印機(jī)PRT02,并配置了SLDG記錄數(shù)據(jù)軟件包,可進(jìn)行組態(tài),編輯有關(guān)圖形顯示、標(biāo)簽、趨勢、記錄以及輔助組態(tài)。操作員接口站為操作員提供了一個(gè)有效的窗口來觀察、操作、管理過程和系統(tǒng),它從過程控制單元獲得生產(chǎn)過程的各種參數(shù),進(jìn)行操作,完成生產(chǎn)控制任務(wù)。
(2) EWS01
工程師工作站硬件配置了主機(jī)、監(jiān)視器、標(biāo)準(zhǔn)鍵盤、鼠標(biāo)器和打印機(jī)HPCJ;軟件配置了SCAD和SLDG專用軟件,可在在線或離線狀態(tài)下組態(tài)控制策略,是工程師繪制工藝流程圖、組態(tài)控制策略的工具。通過工程師工作站把組態(tài)軟件下裝到多功能處理器(MFP)中,對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)試。
此外,原系統(tǒng)中,配置有NOVELL INTERFACE接口,采用TCP/IP協(xié)議,連接上位計(jì)算機(jī),以便于廠長進(jìn)行生產(chǎn)管理,目前,上位計(jì)算機(jī)尚未配置。
編輯:
監(jiān)督:0571-85871667
投稿:news@ccement.com