SuperCem-1000DCS系統在水泥廠的應用
張 焱

1 概述
      DCS（集散控制系統）技術以其集中管理、分散控制的結構特點和功能完善、使用方便等優(yōu)點，在水泥行業(yè)，尤其是大、中型水泥生產線上獲得了廣泛的應用。但傳統DCS系統不是一種開放的計算機控制系統，技術更新較慢，系統投資過大，性能價格比低。
    近幾年來，PLC（可編程序邏輯控制器）技術發(fā)展迅速，它具有投資低、功能強、組成靈活等優(yōu)點，同時也具有集中操作管理、分散檢測控制等結構特點。因此，在中小型水泥生產線上用由PLC集成的DCS系統代替?zhèn)鹘y的DCS系統對水泥生產線進行管理和控制已成為一種發(fā)展趨勢。
      SuperCem-1000DCS系統是南京超世紀電子工程公司為貫徹國家建材局“建大改小”的水泥發(fā)展戰(zhàn)略，為6000t/d～1500t/d規(guī)模的中小型水泥生產線技術改造更新而設計開發(fā)的新型自控技術裝備。系統也可用于2000t/d及以上規(guī)模的水泥生產線。
SuperCem-1000DCS控制系統完全擺脫了傳統的工廠自動化控制模式，采用計算機、PLC、通訊網絡和技術，真正實現了集中操作、集中監(jiān)視、集中管理和分散控制，設備和技術達到國內先進水平。

2 系統硬件結構
      系統硬件結構如圖1所示。
      SuperCem-1000DCS系統硬件由現場控制站、操作站和網絡系統三部分組成。
      現場控制站完成生產過程中各過程參數的采集、調節(jié)以及設備的起?？刂?，一般放置在生產現場，以縮短與現場一次檢測元件和執(zhí)行機構的距離；操作站位于中央控制室內，以先進的設備和友好的人機界面提供生產過程的實時數據及歷史數據的管理，實現對生產過程的集中操作、集中監(jiān)視和集中管理；網絡系統連接系統內現場控制站及操作站的各個站點，以滿意的通訊速率實現現場控制站與操作站之間的數據通訊。
      系統主要硬件配置為：操作為（P586/166MHz以上工業(yè)控制計算機，32M以上內存，2.1G硬盤，20″彩色監(jiān)視器，配彩色圖形打印機和報表打印機）；現場控制站（由原裝進口的PLC設備構成。用戶可根據實際情況選擇AB公司PLC5或SLC500系列、SIEMENS公司S7-400或S7-300系Modicon公司Quantum系列、GE Fanuc公司90～70或90～30系列等PLC產品）；網絡系統（選用通用的、具有工業(yè)應用標準的以太網（Ethernet），它具有較先進的技術指標，通訊速率可達10Mbps 。由于以太網的通用性，使得系統具有較強的開放性和可擴展性）。

3 系統軟件功能
      控制系統的作用能否得到充分發(fā)揮，系統的軟件是至關重要的。
      SuperCem-1000DCS系統軟件是南京超世紀電子工程公司學習國內外先進技術，結合國內中、小型水泥廠的實際情況編制的符合國情、使用方便的工程應用軟件。利用該軟件，可以在中央控制室內對全廠或主要生產工藝過程實施集中操作、監(jiān)視和管理。
      系統軟件包括了通用型DCS系統的全部功能，如全廠生產總貌圖（實時顯示全廠生產過程的重要參數及重要設備狀態(tài)）；生產工藝流程圖（實時顯示各車間流程的工藝參數以及設備運行狀態(tài)）；動態(tài)參數實時棒狀圖（以棒圖形式顯示參數大小并調節(jié)閥門開度及電機轉速）；PID回路控制（對系統喂料量、喂煤量參數進行自動控制）；設備操作面板（按照設備間聯鎖關系和步序關系進行設備的起?？刂疲?；工藝參數變化動態(tài)趨勢圖（記錄和顯示重要參數的歷史數據和趨勢曲線）；信號報警、設備報警、設備起停事件的記錄、顯示和打?。ㄓ貌煌念伾硎静煌愋褪录牟煌瑺顟B(tài)，使事件狀態(tài)一目了然）；動態(tài)畫面彩色圖形拷貝及打印；生產報表打印（打印日報表、班報表及事件報表）。
      另外，SuperCem-1000DCS系統軟件在充分使用這些功能的基礎上，針對國內廠家的實際情況，還增加了一些專用的功能：全中文界面；全鼠標操作（可完全拋開鍵盤）；多煤體語音報警功能；報警幫助功能（指導操作工對事件進行處理）；設備表查詢功能等。這些專有的功能使系統人機界面更為友好，為操作人員提供了易學、易懂、易會、易用的操作手段，大大地方便了操作工的操作，為在技術力量相對較弱的水泥廠使用計算機技術提供了極大的便利條件。
4 系統特點
4.1 良好的開放性及可擴展性
      系統采用開放性能較高的通用以太網作為高速數據通訊公路，這種網絡以其投資低、實時性強和可靠性高等優(yōu)點，得到了廣泛的應用。它既可與全廠信息管理系統（MIS）聯網，也可下掛不同品牌的PLC設備，從而實現各種PLC設備與系統的兼容性。
      系統操作的數量及現場控制站的點數可根據用戶的實際需要靈活組態(tài)。由于系統良好的開放性，使得系統亦具有極好的可擴展性。在選用多種PLC設備或在多條生產線上使用DCS系統時可做到資源共享，節(jié)約資金。
4.2 極高的可靠性
      現場控制站選用進口高檔的PLC設備，能夠適應現場惡劣的工作環(huán)境，其平均故障運行時間約為100000h以上；系統所具有的語音報警及報警幫助等功能，使軟硬件的自診斷功能進一步加強和細化；PLC設備的I/O模塊可帶電插拔以及系統所具有的在線自檢測功能提高了系統的可維護性，降低了系統故障的平均恢復時間。
4.3 嚴謹的管理
      重要參數計算機定時記錄，并以歷史趨勢圖的形式顯示；生產報表定時打印，消除了手工記錄中的人為因素，使數據記錄更為客觀真實。
由于故障發(fā)生報警時，系統會將故障發(fā)生的時間、原因、操作員處理、時間處理結果記錄下來，并隨時顯示或打印，責任分明。
全面而完整的趨勢記錄、報表記錄和事件記錄功能有助于系統的事業(yè)追憶、過程分析和實量監(jiān)控，改變了水泥廠傳統的生產管理模式，促進了管理水平的提高，為科學嚴謹的管理創(chuàng)造了條件。
4.4 合理的價格
      與傳統的DCS系統相比，SuperCem-1000DCS系統選用性能價格比較高的PLC產品，在保證硬件質量的前提下降低了硬件成本；軟件結合國情，充分體現了水泥生產的特點，充分發(fā)揮計算機強大的信息處理功能，把水泥廠的常規(guī)控制與專用的控制功能融為一體，最大限度地降低了自動化系統的整體投資。
與選用傳統的熱工儀表進行監(jiān)視和控制的自動化系統相比，采用SuperCem-1000DCS系統，用戶可節(jié)省各車間原控制室部分占地及土建費用、從現場到各車間控制室的電線電纜費用、二次儀表維修費用、各車間值班人員、儀表維修人員及相應各種費用。對于一個新建的SP窯的600t/d規(guī)模生產線，控制一窯三磨主要車間的生產運行，其投資與采用DDZ單元模擬儀表的投資相比約1.2:1，投資僅增加20%左右，與采用智能式數字儀表相比則持平，或者還要略為便宜一些，而整個控制的檔次、水平及廠家獲得的收益都有大幅度的飛躍。
5 實際使用情況
       SuperCem-1000DCS控制系統1996年初推向市場后，由于性能可靠、技術先進、功能齊全、經濟實用，尤其是價格合理、操作方便等特點，受到廣大用戶的普遍歡迎，目前在湖北華新水泥廠、浙江諸暨八方水泥有限責任公司、安徽馬鋼總公司桃沖水泥廠、四川金沙水泥廠等已投入使用。
      湖北華新水泥廠投運水泥包裝DCS系統已有兩年多了，浙江諸暨八方水泥有限責任公司#2生產線窯系統DCS系統自1997年7月1日投運至今也已超過1年，安徽馬鋼總公司桃沖水泥廠和四川金沙水泥廠在1998年分別投入使用。從使用情況來看，系統運行良好，提高了設備的運轉率，降低了能耗，提高了勞動生產率。
      語音報警、報警幫助、全中文界面、PID回路控制等功能使系統使用方便，受到了用戶的歡迎。尤其是浙江諸暨八方水泥有限責任公司#2DCS系統中入窯生料流量和窯頭喂煤量PID回路控制的使用，使原來波動很大的物料流量變得穩(wěn)定，從而提高了窯工作的穩(wěn)定性和熟料質量。實踐證明，SuperCem-1000DCS系統是可靠的，其優(yōu)良的質量及公司在安裝、調試和售后良好的報務都得到了廠家的好評。
6 結束語
      隨著水泥生產工藝和設備的日益先進，水泥工業(yè)生產的自動化已越來越受到人們的重視。從傳統的電氣聯鎖繼電器控制到現在的可編程序邏輯控制、從單體儀表分散的熱工監(jiān)視和調節(jié)到以計算機系統為基礎的集中監(jiān)視、調節(jié)、控制和管理，從體積龐大、功能有限的硬件設備到系統小型化并以軟件為基礎的DCS系統，可以說，DCS系統技術在水泥廠的應用使水泥廠的工業(yè)自動化水平得到了突飛猛進的發(fā)展。
      SuperCem-1000DCS控制系統以其可靠的性能、先進的技術、豐富的功能、科學的管理、簡便的操作、合理的價格、周到的服務使水泥廠在技術上和管理上跨上了一個新臺階，不僅受到了用戶的認可和歡迎，而且獲得了真正的效益。