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DCS控制系统在水泥生产工艺流程中的应用.pdf
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DCS控制系统在水泥生产工艺流程中的应用.pdf
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持。
目 录
摘要...............................................................2
关键词.............................................................2
1、绪论............................................................2
1.1 前言..........................................................2
1.2 实习感言......................................................3
2、DCS 控制系统简介.................................................4
2.1 概述..........................................................4
2.1.1 DCS 系统简介................................................4
2.1.2 集散控制系统的硬件结构......................................7
2.1.3 集散控制系统的软件技术......................................7
2.2 DCS 控制技术的发展.............................................7
2.3 水泥厂控制系统的发展经历......................................8
3、水泥生产工艺....................................................10
3.1 水泥概述......................................................10
3.2 工艺流程简介..................................................10
3.2.1 破碎及预均化................................................11
3.2.2 生料制备....................................................11
3.2.3 生料均化....................................................11
3.2.4 预热分解....................................................11
3.2.5 水泥熟料的烧成..............................................12
3.2.6 水泥粉磨....................................................13
3.3 主要部分设备工作原理..........................................15
4、DCS 控制技术在工艺中的应用.......................................16
4.1 控制项目......................................................16
4.1.1 转速控制....................................................16
4.1.2 温度控制....................................................18
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4.2 生料粉磨中的过程控制..........................................18
4.3 水泥厂常见设备的控制方法......................................19
4.4 各工段控制方案................................................22
附录:ATOX—50 型水泥立磨示意图.....................................24
参考资料........................................................25
DCS 控制技术在水泥生产工艺中的应用
(XXXXXXXXXXXXXXX 学院 安徽 合肥 230051)
[摘要]
以往的水泥生产线是以现场控制为主的,主要通过继电器控制系统进行控
制,无论在人力还是物力方面投资都是很大的,近年来由于自动化技术的快速发展,
DCS 控制技术在工业控制中得到广泛应用,DCS 系统在水泥生产线上的使用,使得
水泥厂在人力和物力方面的投资大大减少,增加了效率,另外也降低了危险系数,员
工安全得到有力的保障。本文主要叙述 DCS 系统在铜陵上峰水泥股份有限公司
5000t/d 生产线上的应用。
[关键词]
水泥生产工艺,DCS,过程控制,PID
1、绪论
1.1 前言
随着社会的快速发展,水泥建材需求不断扩大,应用范围也越来越广泛,从高楼
大厦到园林艺术,都需要水泥的浇筑。另外,微电子技术、计算机技术、自动控制理
论和通信技术的发展,DCS 技术在工业控制领域发挥巨大的作用,越来越深入。当
然在水泥行业也不例外,DCS 控制系统也得到了很大的应用。由于 DCS 的应用,在
人员方面减少了需求,提高了效率;在安全方面,由于不需要人亲自到现场即可进行
对整个生产流水线的控制,大大提高了安全系数。这篇实习报告就是我在铜陵上峰水
泥股份有限公司实习所得。
在论文中写到了 DCS 的相关理论,并提到了水泥的部分知识。结合实习的实际
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情况,将 DCS 控制技术与水泥生产工艺流程相结合,叙述了 DCS 控制技术在水泥生
产工艺流程中的应用,其中涉及到温度控制、流量控制、压力控制、转速控制等。论
文中写到了我的专业课所学,同时也联系了我实习时所学到的新知识,可谓是理论联
系实际。在实习过程中,我所在的车间是生料车间,故而我所写内容大部分是围绕生
料粉磨的流程而写的。
由于我的知识水平有限以及专业知识的欠缺,论文中难免会有不妥或错误之处,
希望老师批评指正并予以谅解。谢谢!
XXXXXX
2011 年 4 月 18 日
1.2 实习感言
电院的生活是我人生道路上的一个转折点,如若当初有一念之差,我将不知何去
何从。走进电院之前,高考失败的阴霾还在心中,感觉自己很是一无是处;然而,事
实并不是如此,不在沉默中爆发,就在沉默中死亡,我走进了电院,抛弃自卑,争取
自信。
2010 年 12 月 8 日,我来到上峰水泥股份有限公司实习,起初主要的实习任务是
熟悉现场。在和现场的老工人打交道的一段时间里我觉得,社会总不如学校,他们没
有同学之间那种热情,那种友谊,取而代之的是独立、自我,所以,在社会上一定要
谨慎,学聪明点,最重要的是作好自己的工作,让别人没有机会挖你的不是。当然,
领导喜欢诚实肯干的人,所以不能再耍孩子脾气,要更学会服从。但不是盲目服从,
否则会很累自己,要学会适当的坚硬。这段时间里,有汗水,有泪水,也有笑容,最
重要的是学会了很多,不仅仅是知识,还有很多处世方面的。对于知识,我学到了关
于水泥的很多知识,虽然这并不是我所学的的专业,也不知我以后是否会继续从事水
泥行业,但学会了总会有点用的,毕竟存在的就是有价值的;另外,水泥厂巡检工的
实习,让我了解了不少关于机械设备运转方面的常识,对于机械故障要做到及时处理
解决;在实习中,体会到了实际的工作与书本上的知识是有一定距离的,需要进一步
的再学习。在处世方面,为人要老实诚恳,做事要认真积极,尽量少说话多做事;对
于别人的事,自己能帮得上忙的尽量帮一下,有时团队合作还是重要的,也是必要的;
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班组就是一个集体,如果不能很好的合作,那么工作是做不好的,有些事光靠一个人
是完成不了的。实习期间,有累、有苦,水泥厂的环境可想而知,与身俱来的噪音和
粉尘,也有高温、高空危险,还要做些体力活,但这些我认为都是值得的。像我们刚
刚毕业走向社会的学生,涉世不深,了解不够,很容易因一时的冲动而犯下大的错误,
因此更需要到一个艰苦的环境里磨练一下自己,不仅仅要坚定自己的意志,还要强化
自己的体质,在做一些体力活的时候是一个很好的锻炼身体的机会。这一切都为以后
从事固定工作打下了良好的基础。
在这里,感谢上峰给了我这个锻炼自己的机会,更要感谢学校培养了我三年,教
会了我许多的知识!
2、DCS 控制系统简介
2.1 概述
计算机集散控制系统,又称计算机分布式控制系统(Distributed Control System),
简称 DCS 系统。他是一种综合了计算机技术、控制技术、通信技术、CRT 技术,即
4C 技术,实现对生产过程集中监测、操作、管理和分散控制的新型控制系统。集散
控制系统既不同于分散的仪表控制,又不同于集中计算机控制系统,它克服了二者的
缺陷而集中了二者的优势。与模拟仪表控制相比,它具有连接方便、采用软连接的方
法连接、容易更改、显示方式灵活、显示内容多样、数据存储量大、占用空间少等优
点;与计算机集中控制系统相比,它具有操作监督方便、危险分散、功能分散等优点。
另外,集散控制系统不仅实现了分散控制、分而自治,而且实现了集中管理、整体优
化,提高了生产自动化水平和管理水平,成为过程自动化和信息管理自动化相结合的
管理与控制一体化的综合集成系统。这种系统组态灵活,通用性强,规模可大可小,
既适用于中小型控制系统,也适用于大型控制系统。
集散控制系统具有如下特点:自治性,协调性,在线性和实时性,适应性、灵活
性和可扩充性,系统组态灵活方便。
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2.1.1 DCS 系统简介
集散控制系统是采用标准化、规模化和系列化的设计,实现集中监视、操作、管
理,分散控制。其体系结构从垂直方向可分为三级,第一级为分散过程控制级;
第二级为集中控制管理级;第三级为综合信息管理级,各级相互独立又相互联系。
从水平方向,每一级功能可分为若干子级(相当于在水平方向分成若干级)。各级之
间有通信网络连接,级与各装置之间哟本级的通信网络 进行通信联系。
(1)分散过程控制级
分散过程控制级直接面向生产过程,是集散控制系统的基础。它具有数据采集、
数据处理、回路调节控制和顺序控制等功能,能独立完成对生产过程的直接数字控制。
其过程输入信息是面向传感器的信号,如热电偶、热电阻、变送器(温度、压力、液
位、电压、电流功率等)及开关量的信号,其输出是作用于驱动执行机构。同时,通
信网络可实现与同级之间的其他控制单元、上层操作管理站相连和通信,实现更大规
模的控制与管理。它可传送操作管理级所需的数据,也能接受操作管理级发来的各种
操作指令,并根据操作指令进行相对的调整或控制。构成这一级的主要装置有:
(a)现场控制站(工业控制机);
(b)可编程控制器 PLC;
(c)智能调节器;
(d)其他测量装置。
各控制器的核心部件是微处理器,且可以是单回路的,也可以是多回路的。
(2)集中操作监控级
这一级以操作监视为主要任务,兼有部分管理功能。它是面向操作员和系统工程
师的,这一级配备有技术手段齐备,功能强的计算机系统及各类外部装置,特别是
CRT 显示器和键盘,还需要较大存储容量的存储设备及功能强大的软件支持,确保
工程师和操作员对系统进行组态、监测和操作,对生产过程实现高级控制策略、故障
诊断、质量评估等。
这一级主要设备包括:
(a)监控计算机:即上位机,综合监视全系统的各工作站,具有多输入多输出
控制功能,用以实现系统的最优控制或最优管理。
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