我公司章貢分廠是一個年產(chǎn)水泥達200萬噸的粉磨生產(chǎn)基地，共有3條粉磨生產(chǎn)線，1號、2號線分別是2003和2006年建成，自動化程度不高，采用原始的機旁控制方式，即采用開關(guān)柜上按鈕啟停方式。3號線在2011年9月建成投產(chǎn)，在確定3號線的DCS系統(tǒng)控制范圍時，兼顧考慮了l號和2號線的自動化改造，除3號線設(shè)一個過程站，在舊生產(chǎn)線的電力室增加2個過程控制站，這3個過程站及中控室間以光纖聯(lián)通，將整個工廠3條生產(chǎn)線一并納人DCS系統(tǒng)。本文介紹改造的步驟及方案。

1 確定進入DCS控制系統(tǒng)的設(shè)備范圍

    經(jīng)過充分討論，從水泥調(diào)配庫底到水泥成品庫頂入庫所有的設(shè)備納入DCS系統(tǒng)。包括：所有配料皮帶秤、皮帶輸送機、進料提升機、輥壓機、打散機、循環(huán)提升機、磨機系統(tǒng)、出磨入庫的提升機及斜槽、流程中所有的除塵器及收塵風機。經(jīng)過統(tǒng)計，過程控制總點數(shù)在1300點即可滿足控制要求。

2 方案的確定

    對于該技改工程，最大的工作量在于高、低壓開關(guān)柜及磨機控制設(shè)備的改造。由于以前的高、低壓開關(guān)柜、儀表設(shè)備、計量設(shè)備(皮帶秤)大都不具備中控接口的功能，而且建成時間不同，開關(guān)柜來自不同的廠家，接線原理接線方式也是五花八門，需要逐個通過適當?shù)募夹g(shù)改造，使其具備滿足DES接入的功能，讓設(shè)備既可以由中控來控制也可以由機旁控制。因此，對資料圖紙的收集是很重要的前期工作。

    2.1 磨機控制設(shè)備的改造

    1號和2號線磨機系統(tǒng)的控制以磨機控制操作臺為中心，通過操作臺內(nèi)的PLC來實現(xiàn)對磨機高壓柜、4個稀油站、水電阻和進相器的啟停控制、連鎖與保護，磨機軸瓦、電動機軸瓦、電動機定子溫度的監(jiān)控與保護通過屏上溫度顯示儀表輸出開關(guān)量到PLC來實現(xiàn)。

    改造思路：保留磨機系統(tǒng)原有PLC實現(xiàn)的連鎖保護功能，高壓開關(guān)柜的啟停仍由PLC輸出繼電器來控制，進相器、各稀油站的啟停改由中控控制，各油站、水電阻及溫度的運行信號、故障信號仍然接入PLC，做為PLC對磨機進行保護的條件。但各油站、水電阻、進相器等的運行信號擴展一路出來，接人DCS系統(tǒng)用于顯示和程序控制。

    在操作臺內(nèi)增加一個可選擇中控／現(xiàn)場及分合閘控制的回路(見圖1)，將繼電器K1～K5觸點按控制原理與PLC進行連接。這樣，操作臺即可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA的切換來選擇由中控還是機旁來啟停，而且兩種開機方式均可實現(xiàn)主機設(shè)備的連鎖與安全保護。

    2.2 低壓開關(guān)柜的改造

    原低壓開關(guān)柜不具備與DCS系統(tǒng)接口的功能，通過接線改動，增加幾個小型中間繼電器，使其可以向DCS系統(tǒng)輸出備妥、運行信號，可由DCS驅(qū)動。

    2.3 特殊啟動柜的改造

    原先較大電動機的啟動方式均采用了自耦降壓現(xiàn)場啟動方式，啟動結(jié)束時，必須切除自耦變壓器轉(zhuǎn)為全壓運行，否則自耦變壓器會燒毀。在改造中，在原控制電路中HKK轉(zhuǎn)換開關(guān)，實現(xiàn)機旁控制與中控控制的轉(zhuǎn)換，并將啟動完畢“達速”信號送至中控，在DCS程序中，若啟動超時則中斷啟動過程，避免燒毀自耦變壓器。變頻器的控制則由之前的電位器調(diào)速改為由中控的4-20mA信號來控制。電氣控制原理改造示意見圖2。

    2.4 儀器和儀表的改造

    30kW以上電動機及提升機增加電流變送器，磨機主電動機裝一個有功功率變送器；在磨頭、磨尾及袋除塵器的出入口增加安裝帶數(shù)字顯示表頭的3051智能型壓力變送器；電動執(zhí)行器原由調(diào)節(jié)放大器控制改由中控的4-20mA控制；現(xiàn)場各溫度顯示儀表更換成具有4-20mA上傳功能的PXR5TERl一FW富士溫控儀。

    2.5 配料系統(tǒng)的改造

    保留原微機配料系統(tǒng)現(xiàn)場秤體所有設(shè)備(秤體、稱重傳感器、測速傳感器等)，保留變頻器，去除微機，購置皮帶秤的配料控制柜。通過招議標采購的XA—PLC智能稱重控制系統(tǒng)，采用的是PLC+顯示屏的方式。由于原來現(xiàn)場過來的所有儀表信號及電線、電纜均可保留利用，只要進行接線、調(diào)試和標定即可。

3 方案的實施

    在確定以上的技改方案后，調(diào)度好生產(chǎn)，利用庫滿、銷售淡季的空檔時間，逐個對上述設(shè)備進行改造，因為保留了機旁控制功能，改完一臺設(shè)備即讓其先處在機旁方式控制，這樣可以做到上午改造下午生產(chǎn)，或晚上改造白天生產(chǎn)，完全不影響生產(chǎn)，在所有設(shè)改造完畢且全部接入DCS系統(tǒng)后，又進行DCS程序編制、調(diào)試，繼而完善工藝連鎖、保護功能和生產(chǎn)報表。最后逐步轉(zhuǎn)入由DCS系統(tǒng)控制生產(chǎn)。

    通過兩個月左右時續(xù)時斷的改造，1號和2號粉磨生產(chǎn)線自動化改造工程基本完成，使得整個章貢分廠粉磨生產(chǎn)的自動化水平得到了一個質(zhì)的飛躍，因為操作的直觀性、快捷性，大大減少了生產(chǎn)事故和現(xiàn)場工作人員的工作強度，對于生產(chǎn)調(diào)度、質(zhì)量控制、安全管理工作等，都提高到一個新的臺階。

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本文標題：將舊生產(chǎn)線納入新生產(chǎn)線DCS控制系統(tǒng)的實踐

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