El propósito de estudiar ECS-100
Los equipos modernos del proceso de producción de cemento tienen una gran capacidad de una sola máquina y una fuerte continuidad de producción, y el proceso de producción requiere alta velocidad y coordinación para mejorar la competitividad de las empresas, la implementación del control automático es crucial. . El control automático puede garantizar una producción estable, mejorar la calidad, reducir el consumo de energía, reducir la intensidad de la mano de obra y reducir la contaminación ambiental. Al mismo tiempo, la gestión avanzada del control de la producción también requiere sistemas de control automático confiables y niveles de tecnología de control perfectos.
De octubre de 2005 a abril de 2006, el proyecto de transformación técnica de 1700t/d (húmedo a seco) de Hubei Laohekou Jigang Baoshi Cement Co., Ltd. diseñado por el Instituto de Investigación y Diseño de Cemento Kaisheng de Nanjing y Chongqing Jin Jiang La nueva línea de producción de proceso seco de clinker de cemento de 2500t/d de Cement Co., Ltd. ha sido configurada y depurada utilizando el sistema de control WebField ECS-100 de SUPCON. Este artículo toma principalmente la nueva línea de producción de proceso seco de clinker de cemento de 2500t/d de Chongqing Jinjiang como ejemplo para presentar la aplicación del sistema ECS-100 en proyectos de ingeniería del cemento.
Descripción general del sistema
El alcance del control del sistema de control por computadora de la nueva línea de producción de proceso seco de 2500t/d de clinker de cemento de Chongqing Jinjiang Cement Co., Ltd. proviene de la preparación de la materia prima. -homogeneización y transporte hasta envasado de cemento. Proceso de producción artesanal. El sistema de control puede controlar la prehomogeneización y el transporte de materias primas, el procesamiento por lotes de materias primas, la molienda de materias primas, el tratamiento de gases residuales, el almacén de homogeneización, la alimentación de materias primas al horno, el precalentador, el horno rotatorio, el enfriador, el almacenamiento de clinker y la preparación de carbón pulverizado. , cemento Monitorear, operar y gestionar los principales procesos de producción, como molienda, almacenamiento, envasado de cemento, etc., para lograr el propósito de una operación de producción normal y equipos de proceso estables y confiables.
WebField ECS-100 es el producto principal de la familia WebField de Zhongkong. Es un sistema de control para el control de procesos grandes y medianos. El sistema adopta un diseño redundante para la tarjeta de control principal y el reenvío de datos. tarjeta y red de control Técnicamente, la confiabilidad y estabilidad del sistema están garantizadas, asegurando efectivamente el funcionamiento continuo de la producción normal de cemento. El canal de E/S del sistema adopta un diseño de aislamiento punto a punto, lo que reduce la superficie de falla y puede superar fallas de área grande causadas por diafonía, lo que reduce las pérdidas. ECS-100 también proporciona Profibus-DP, Profibus-PA, MODBUS. OPC y DDE Las soluciones de comunicación y la apertura del sistema son buenas.
Composición del hardware
El hardware del sistema ECS-100 se compone principalmente de 4 partes: estación de ingeniería, estación de operación, estación de control y red de comunicación.
La estructura del sistema de este proyecto es como se muestra en la Figura 1.
Figura 1: Diagrama de estructura del sistema
Este sistema de control está dividido en cinco estaciones in situ y una estación remota. El rango de control de cada estación in situ es:
El alcance de control de la estación de materia prima LCS01 incluye principalmente el procesamiento por lotes de materia prima, la molienda de materia prima y el tratamiento de gases residuales hasta la parte superior del almacén de homogeneización.
El alcance de control de la materia prima remota RCS01; la estación incluye principalmente trituración de materia prima, prehomogeneización y transporte de materia prima;
El alcance de control de la estación de cola del horno LCS02 incluye principalmente la parte inferior del almacén de homogeneización, la materia prima que ingresa al horno, el precalentador y el horno rotatorio;
El control de la estación principal del horno LCS03. El alcance incluye principalmente enfriador, almacenamiento de clinker, preparación y transporte de carbón pulverizado;
El alcance de control de la estación de molienda de cemento LCS41 1# y LCS42 2#. La estación de molienda de cemento incluye principalmente dosificación de cemento, molienda y almacenamiento de cemento 1# y 2#, envasado de cemento;
Estación de ingeniería y estación de operación
Toda la planta tiene una sala de control central, que está equipado con una estación de ingeniería (ES) y cinco estaciones operativas. La estación de ingeniero (OS) es capaz de configurar y depurar el software del sistema, mantener y administrar el software de la aplicación y también tiene la función de una estación operativa. Las estaciones del operador se dividen en estación del operador de materia prima, estación del operador del horno, estación del operador del molino de carbón, estación del operador de cemento uno y estación del operador de cemento dos según el área de operación. Cualquiera de las estaciones del operador puede dosificar materias primas para todo el proceso de. El envasado de cemento está controlado operativamente.
El operador puede observar el diagrama de flujo de cada parte del proceso de producción, los parámetros dinámicos de cada punto de medición, el estado operativo del equipo, gráficos de tendencia de parámetros importantes, gráficos de barras y alarmas en el monitor para monitorear y controlar el proceso de producción. logrando así el control, seguimiento y control de los procesos tecnológicos.
La estación de control se compone principalmente de armarios, jaulas, unidades de alimentación, borneros y tarjetas diversas. La estación de control es la unidad central del sistema para recopilar directamente datos de E/S, cálculos de control y control lógico en el sitio, completando el proceso de control en tiempo real de toda la industria.
Red de comunicación
El sistema de control de la producción de cemento está relativamente disperso entre las estaciones de control, por lo que la estabilidad de la red de control del proceso juega un papel importante en la seguridad del sistema y también en el control del proceso. La red ha presentado requisitos más altos. La red de control de procesos de este proyecto utiliza una red en anillo de fibra óptica redundante para lograr doble redundancia, lo que mejora en gran medida el factor de seguridad de la red de control de procesos.
La red de comunicación del sistema ECS-100 se divide en tres capas:
La capa superior es la red de gestión de la información, que utiliza Ethernet industrial estándar para conectar los puentes de cada dispositivo de control y Se utilizan varias computadoras de gestión en la empresa para la transmisión y gestión de información a nivel de fábrica, y el intercambio de información de recursos es el canal de información para lograr una gestión integral de toda la fábrica. Admite el uso de funciones de bases de datos de gran tamaño y puede conectar el sistema de control local a la red de gestión de información empresarial;
La capa intermedia es la red de control de procesos (SCnetⅡ), que utiliza los protocolos estándar TCP/IP e IEEE802.3. , redundancia de alta velocidad La red de anillo de fibra óptica está conectada directamente a la estación de control del sistema, la estación de operación, la estación de ingeniero, la unidad de interfaz de comunicación, etc. Es un canal para transmitir información de control de procesos en tiempo real y tiene un alto rendimiento en tiempo real. y confiabilidad Al conectar el puente de red, SCnetⅡ se puede conectar a la red de administración de información superior o al equipo de otros fabricantes;
La capa inferior es el bus de control de E/S interno (SBUS) de la estación de control. El bus se divide en dos capas: el SBUS conecta la tarjeta de control principal y la tarjeta de reenvío de datos -S2, el bus SBUS-S1 conecta la tarjeta de reenvío de datos y la tarjeta de E/S. la red de token de comando de la tarjeta y el protocolo de comunicación de almacenamiento y reenvío, que se utiliza para el intercambio de información entre las tarjetas en el pasillo de la estación de control.
Implementación del software del sistema y control de flujo de procesos
Introducción al software del sistema
El software del sistema de control WebField ECS-100 tiene funciones potentes, que incluyen principalmente el software de configuración de hardware SConfig , software de configuración gráfica SControl, software de programación de lenguajes SProgram, software de producción de informes SForm, controlador de E/S Slink, software de monitoreo en tiempo real SView, software de ajuste de bucle Sloop, software de diagnóstico de fallas SDiagnose y otro software de monitoreo de configuración de depuración.
El control de procesos se logra mediante la programación y configuración del software
Software de configuración de hardware SConfig
El software de configuración de hardware SConfig utiliza una gran cantidad de controles estándar de Windows para mantener la estabilidad operativa . consistencia. Además, SConfig también proporciona una poderosa función de ayuda en línea. Cuando los usuarios encuentran problemas durante el proceso de configuración, solo necesitan presionar la tecla F1 o seleccionar el elemento de ayuda en el menú para obtener ayuda e indicaciones en cualquier momento.
Software de programación de lenguajes SProgram
El lenguaje de programación SProgram es un lenguaje de alto nivel dedicado a la estación de control del sistema ECS-100. Es una plataforma utilizada por la estación de ingeniería para desarrollar un control complejo. algoritmos y tiene un entorno de programación popular, funciones potentes, gran capacidad, sólido rendimiento en tiempo real, alta confiabilidad, orientado a la ingeniería de control, simple y fácil de aprender, y proporciona inspección de seguridad y expansión de funciones de control.
Software de configuración gráfica SControl
Software de configuración gráfica SControl integra editor de diagrama de bloques de funciones (FBD), editor de diagrama de escalera (LD), editor de diagrama de control de secuencia (SFC), editor de lenguaje ST , editor de tipos de datos, editor de variables, editor de módulos personalizados (DFB) y otras funciones.
¿Cómo realizar el control de equipos a través del software SControl para cumplir con los requisitos de operación del proceso?
Todo el sistema de proceso se divide en 5 áreas funcionales según el proceso de producción, a saber, área de molienda de materia prima, área de homogeneización y cocción de harina cruda, área de cabezal de horno de cocción, área de preparación de carbón pulverizado y área de molienda de cemento. y áreas de almacenamiento y embalaje, y luego divide cada área funcional en varios grupos de operación de acuerdo con los requisitos del proceso. Existe una relación de enclavamiento del proceso entre el equipo, y se inicia y se detiene de acuerdo con un cierto tiempo y lógica desde la perspectiva de la protección del equipo. , el equipo arranca y funciona. Existen condiciones de permiso de inicio y condiciones de protección de funcionamiento, respectivamente. Cada equipo puede participar en la puesta en marcha grupal o independiente, lo que hace que la depuración de la producción y la operación del proceso sean más simples y convenientes.
Existen muchos tipos de equipos in situ en los proyectos de cemento, como motores ordinarios, convertidores de frecuencia, motores de alto voltaje, básculas dosificadoras y dosificadoras, etc. Este es un desafío relativamente grande para la carga de trabajo de configuración, programación y depuración. Al definir los bloques de funciones de diferentes motores en el lenguaje del diagrama de escalera (LD) en el editor de módulo personalizado (DFB), el programa se modulariza. Una vez completada la edición del bloque de funciones, utilice el lenguaje de bloques de funciones (FBD) para llamar a diferentes bloques de funciones, programar y configurar cada dispositivo en cada grupo de acuerdo con la relación de enclavamiento del proceso y la protección del equipo, y finalmente depurar en el sitio, lo que puede acelerar El proceso. La velocidad de la configuración de la programación también reduce la carga de trabajo de la depuración en el sitio y mejora la eficiencia de la programación y la depuración.
Software de monitoreo en tiempo real SVIEW
SVIEW es un potente software de configuración de interfaz totalmente chino basado en la plataforma Windows NT/2000, que proporciona pantallas de desarrollo y visualización, programación (programador) y Los programas en lenguaje VBA se pueden cambiar y modificar fácilmente entre operación y configuración, manteniendo alarmas y recopilación de datos en tiempo real.
Una vez completados los programas informáticos inferiores a través del software de configuración de hardware y el software de configuración gráfica, las imágenes del grupo se pueden comparar de acuerdo con la agrupación y los programas configurados en el software SContorl, y luego de acuerdo con el diagrama de flujo del proceso. completar la configuración de la pantalla del proceso de control de procesos, incluida la visualización del motor (se utilizan diferentes colores para indicar diferentes estados del motor), visualización de parámetros del proceso como temperatura, presión, etc., y finalmente configurar alarmas en la base de datos según el proceso. Los requisitos y requisitos de protección del equipo, capaz de visualización en tiempo real y consulta histórica, configuración de tendencias históricas y registros de operación, etc., también se pueden configurar fácilmente en el software SVIEW (Figura 2).
Figura 2: Pantalla de configuración de SVIEW
Comunicación OPC
La tecnología OPC es la aplicación de la tecnología OLE en el control de procesos y proporciona a diferentes fabricantes programas de desarrollo de aplicaciones. Proporciona un estándar de comunicación universalmente seguido, lo que reduce en gran medida el desarrollo repetido durante el proceso de integración del sistema y mejora el rendimiento del sistema de control.
El proyecto de transformación técnica de 1700t/d de Hubei Laohekou Jigang Baoshi Cement Co., Ltd. utiliza el sistema de control de tasa de materia prima de cemento desarrollado por la Universidad Tecnológica de Wuhan en el laboratorio, y se requiere pasar el sistema de control de tasa en el laboratorio La proporción de materia prima analizada se carga al sistema de control DCS a través de la comunicación del software OPC, es decir, la modificación de la proporción es controlada por las operaciones del laboratorio. Al mismo tiempo, el sistema de control del valor de la tasa de materia prima también necesita. monitorear la señal de operación del molino y la señal de flujo de la báscula de procesamiento por lotes en el sitio, para analizar la proporción real de varias materias primas que ingresan al molino, a fin de ajustar la proporción de materias primas con errores mayores en la siguiente. proporcionalidad.
Después de configurar la red de comunicación, instale el servidor OPC de control central en la estación de ingeniería de la sala de control central e instale el cliente OPC del sistema de control de dosis en el sistema de control de dosis de harina cruda de cemento del laboratorio. conexión, el Cliente OPC podrá leer todos los datos en el sistema DCS, informar al sistema de control de tasa de harina cruda de cemento los nombres de las variables y sus significados, y configurar el sistema de control de tasa de harina cruda de cemento. programarse en el sistema DCS para realizar la dosificación automática de laboratorio. Hay dos conjuntos de procedimientos: modificación y modificación de la dosificación manual controlada centralmente, de modo que la dosificación de la materia prima sea generada automáticamente por el laboratorio en tiempos normales y se cambie a la dosificación central. Dosificación manual controlada por motivos especiales.
La realización de la dosificación directa de materia prima en el laboratorio a través de la comunicación OPC no solo reduce la carga de las operaciones de control central, sino que también mejora la tasa de calificación de las materias primas, sentando una base sólida para la alta tasa de calificación del clinker.
Preparación de informes
El software de preparación de informes es fácil de usar Abra el software y edite el formato del informe tan cómodamente como si usara Excel, luego indique la hora y el número de etiqueta, y genere el resultado. informe a través de la definición de eventos. Configuración completa del informe. SVIEW también proporciona la función de programación VBA para ingresar informes directamente a Excel para mostrarlos e imprimirlos a través de objetos ADO.
Software de ajuste de bucle
El control de bucle PID puede ajustar automáticamente el equipo relevante en el sitio de manera suave, rápida y precisa para estabilizar parámetros como temperatura, presión, peso del almacén, etc. dentro de un rango determinado. , es decir, mejora la estabilidad del sistema y mejora la velocidad de respuesta. Satisface las necesidades del proceso. Aquí, tomamos como ejemplos el control del bucle PID del ciclo de llenado del fondo homogeneizador y el control de flujo estable de almacenes pequeños.
El peso del almacén de estabilización de harina cruda en la parte inferior del almacén de homogeneización juega un papel importante en la estabilidad de la cantidad de harina cruda que ingresa al horno si se puede garantizar que el peso del almacén sea estable dentro. En un cierto rango, la harina cruda que ingresa al horno será estable. La cantidad de descarga será estable y lo más importante para estabilizar el almacén de flujo estable es controlar la apertura de las válvulas de descarga en las seis áreas del almacén de homogeneización mientras se descargan los materiales. , el almacén de homogeneización también debe realizar un ciclo de homogeneización en la parte inferior del almacén para lograr el efecto del almacén de homogeneización de materia prima media (Figura 3).
Figura 3: Lo más importante para estabilizar el almacén de flujo constante es controlar la apertura de la válvula de descarga en las 6 áreas del almacén de homogeneización
Existen 6 infladores en el parte inferior del almacén de homogeneización En la zona de homogeneización, cada zona de inflado y homogeneización tiene tres válvulas de inflado, a saber, A, B y C, y una válvula neumática de control de flujo. Entre ellas, la válvula de inflado intermedia B se encarga de la descarga. Al descargar en el ciclo de homogeneización, las dos zonas opuestas se abren al mismo tiempo. Cada zona solo abre 2 válvulas de carga, es decir, se abren 4 válvulas de carga a la vez, y se debe abrir la válvula B de descarga y de carga para cada una. Ciclo completo. Se necesitan 6 veces para cambiar el área de descarga. El ciclo de la zona uno a la zona seis se abre según el tiempo de ciclo establecido. Hay un tiempo de inflación superpuesto al cambiar entre las dos zonas de descarga para mantener la continuidad de la descarga. Mientras el área de descarga se infla y circula, la válvula neumática de control de flujo en esta área realiza un control de bucle PID y ajusta la apertura de acuerdo con la configuración del peso del contenedor y el peso real del contenedor. Otras válvulas neumáticas de control de flujo que no están infladas ni descargadas se cierran automáticamente. para extender el caudal. Controlar la vida útil de las válvulas neumáticas. El operador del control central puede configurar el tiempo del ciclo de inflación por sí mismo.
El sistema también tiene función de control manual. Este circuito de control no solo puede controlar el peso del contenedor de flujo estable que se mantendrá dentro de un rango, desempeña un papel en la estabilización de la alimentación, sino que también logra el efecto de homogeneizar las materias primas, cumpliendo con los requisitos del proceso.
A través de la configuración de hardware y la programación de software mencionadas anteriormente, se completa el control lógico de secuencia, la detección de parámetros de proceso y la visualización de todos los motores y otros equipos eléctricos diversos en la línea de producción de envases de cemento, el ajuste del bucle y otras funciones. , el operador supervisa, gestiona y opera las líneas de producción antes mencionadas en la sala de control central.
Conclusión
Desde que el sistema se puso en funcionamiento, su funcionamiento ha sido confiable y estable, su funcionamiento es simple y flexible y fácil de mantener, tanto en términos de confiabilidad del hardware como La operatividad del software y la facilidad de uso son mejores. Las dos plantas de cemento alcanzaron la producción poco tiempo después de su puesta en funcionamiento. La producción actual es estable y normal y el sistema ha producido buenos beneficios económicos y sociales.