CN102662384A

CN102662384A - 水泥生产线全集成自动化（tia)控制系统

Info

Publication number: CN102662384A
Application number: CN2012101733443A
Authority: CN
Inventors: 叶金辉
Original assignee: LOUKABEN NEW ENERGY SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT(SHANGHAI)CO LTD
Current assignee: LOUKABEN NEW ENERGY SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT(SHANGHAI)CO LTD
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2012-09-12

Abstract

一种水泥生产线全集成自动化（TIA)控制系统，尤其是把水泥厂水泥熟料DCS、余热发电DCS、汽轮机安全保护DEH、ETS一体化的工厂控制系统,其特征在于同一数据库、同一工业以太网、同一DCS/PLC软件、同一软件兼容DCS/PLC硬件、同一人机界面的一体化控制操作系统,通过数据共享，网络共享，实现整个工厂局部操作、全局监控，使生产与设备安全、高效地运行，减少劳动定员，降低劳动强度。

Description

水泥生产线全集成自动化(TIA)控制系统

技术领域

本发明涉及一种水泥厂一体化安全保护控制系统，尤其是把水泥熟料DCS、余热发电DCS、汽轮机控制保护DEH统一集成的水泥生产线全集成自动化（TIA)控制系统。

背景技术

目前国内水泥厂由于资金、技术等问题，水泥熟料线与余热发电生产线大都不是同时建设，即使是同期建设,由于水泥和电站属于不同行业、所要求的自动化专业技术不同,所采用的控制系统也不是同一品牌，即使是同一品牌的系统，也是完全独立的两个系统。另外汽轮机DEH (电液调节系统)、 ETS(紧急跳闸系统)由于专业技术要求更高，目前全部是由锅炉配套厂家来完成，与余热发电DCS更是完全独立的孤岛系统。目前国外由于专业分工更加细化，而且由于水泥工厂余热发电的投资很小，汽轮机保护控制技术难度很高，所以国外以上三个系统也是完全独立的！

从生产工艺来说，余热发电是水泥熟线的一个辅助工段，不可能像传统电站那样独立运行，而且当前国内外状况是，孰料水泥线DCS、余热发电DCS、汽轮机保护控制系统DEH、ETS是三个完全独立的自动化控制系统，而且在生产过程中熟料水泥操作员和余热发电操作员也完全独立、各自为政 ,所以经常发生因为多发电而影响水泥质量不稳定、产量下降、水泥熟料能耗增高等问题，也经常发生熟料水泥线设备故障导致余热发电出现异常波动，余热发电操作员丈二和尚摸不着头脑的现象发生。

综上所述，熟料生产线、余热发电、汽轮发电机是一个工厂不可分割的一个整体，而且是整个工厂并列的生产车间，从保证熟料产量、质量、保证水泥熟料能耗不变的情况下尽可能多发电的客观要求出发，从工厂降低运行总成本的角度出发，从提高DCS维护方便性出发，从提高整个工厂效益的现实角度出发，从节能减排奉献社会角度出发,整个工厂 DCS 系统一体化是必然的趋势、历史的选择。

发明内容

为了克服现有的熟料水泥线DCS、余热发电DCS、汽轮机保护控制DEH、ETS三个彼此独立系统数据不共享、人机界面不统一、控制不联锁的不足，本发明提供一种基于整个工厂的同一数据库、同一工业以太网、同一DCS/PLC软件、同一软件兼容DCS/PLC硬件、同一人机界面的一体化控制系统，即熟料水泥线DCS、余热发电DCS、汽轮机保护控制DEH、ETS是同一个系统的不同控制站，通过一个整体数据库查询数据、判断故障、分析问题，通过一个工业以太网实现数据交换、控制联锁、盲点显示，通过同一人机界面实现协调运行，保证工艺策略和生产管理的实现，确保设备安全、长期、稳定运转，另外通过统一规划、分步实施也降低了建设成本，减少劳动定员，降低劳动强度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：从设计出发，将水泥熟料DCS、余热发电DCS、汽轮机控制保护DEH、ETS进行同步一体化设计，采用“域”的控制理念，即熟料水泥工段、余热发电工段、汽轮机控制保护工段作为整个工厂DCS系统地不同的“域”，通过共用同一操作平台、同一工业以太网、同一数据库、同一兼容品牌系统硬件，实现数据共享、资源共享、协调控制、连锁运行，从而实现局部操作、全局监控，稳定质量、提高产量、节能降耗的目的。

从实施出发，可以同步，也可以分步实施某一“域”，从而实现整体划一的一体化控制系统。熟料水泥“域”由原料控制站、烧成窑尾控制站、烧成窑头控制站、水泥磨控制站组成；余热发电“域”由锅炉控制站、汽轮发电机控制站、辅助设备控制站组成；汽轮机控制保护“域”由DEH、ETS控制站组成。

现场层：现场智能总线设备采用Profibus DP通信标准与CPU控制器进行通信；

控制管理层：采用工业以太网TCP/IP协议实现系统控制器及操作站之间的通信；各层之间相互独立又相互联系，通过计算机网络系统连接，以达到DCS的分散控制，集中管理的目的。

将工程师站、熟料水泥中控、余热发电中控、熟料水泥现场控制“域”、余热发电现场控制“域”、汽轮机保护“域”接入企业主干网即工业以太网。采用工业以太网TCP/IP协议实现企业主干网的通讯，主干网可以是星形拓扑结构、环形拓扑结构，也可以是总线型拓扑结构。

熟料水泥中控和余热发电中控共用一台服务器即工程师站，熟料水泥现场控制“域”、余热发电现场控制“域”、汽轮机保护“域”通过工业以太网将信号数据传送至服务器，信号数据经过服务器处理后送至各个操作站，由操作员对生产线进行监视控制。由于共用了同一台服务器，将汽轮机电液调节DEH系统和汽轮机紧急跳闸ETS系统直接连接至工业以太网，由服务器直接读取汽轮机全部信息，在操作员站上实现无盲点显示。实现了数据信息的完全共享，熟料线操作工在操作本工段的同时也能监视本线的其他工段以及余热发电线的汽轮机参数，余热发电操作员也是如此，他只能操作本发电工段，但能监视整个工厂。这样熟料线中控和余热发电中控不再相互独立，各自为政。为了更好的保证权责分明，本站的操作工对本站具有操作和监视权限，对它站只具有监视权限，没有操作权限。

本发明的有益效果是，保证水泥熟料线DCS、余热发电DCS、汽轮机控制保护DEH是同一个系统的不同控制站，通过一个整体数据库查询数据、判断故障、分析问题，通过一个工业以太网实现数据交换、控制联锁、盲点显示，通过同一人机界面实现协调运行，保证工艺策略和生产管理的实现，确保设备安全、长期、稳定运转，另外通过统一规划、分步实施也降低了建设成本，减少劳动定员，降低劳动强度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明多“域”一体化控制系统结构图。

图中1.工程师站，2.熟料水泥中控，3.余热发电中控，4.熟料水泥现场控制“域”，5.余热发电现场控制“域”，6.汽轮机电液调节系统，7.汽轮机紧急跳闸系统，8.工业以太网。

具体实施方式

图1中，熟料水泥“域”（4）由原料控制站、烧成窑尾控制站、烧成窑头控制站、水泥磨控制站组成；余热发电“域”（5）由锅炉控制站、汽轮发电机控制站、辅助设备控制站组成；汽轮机控制保护“域”由电液调节系统DEH（6）和紧急跳闸系统ETS（7）控制组成。

以总线型拓扑结构为例，将工程师站（1）、熟料水泥中控（2）、余热发电中控（3）、熟料水泥现场控制“域”（4）、余热发电现场控制“域”（5）、汽轮机保护“域”即电液调节系统DEH（6）和紧急跳闸系统ETS（7）接入企业主干网即工业以太网（8）。

Claims

1.一种水泥生产线全集成自动化（TIA)控制系统，该系统由水泥生产工段、余热发电工段、汽轮机控制保护工段组成，其特征是：该系统共用同一操作平台、同一工业以太网、同一数据库、同一兼容品牌系统硬件。

2.根据权利要求1所述的水泥生产线全集成自动化（TIA)控制系统，其特征是：将系统分为不同的“域”，熟料水泥“域”由原料控制站、烧成窑尾控制站、烧成窑头控制站、水泥磨控制站组成；余热发电“域”由锅炉控制站、汽轮发电机控制站、辅助设备控制站组成；汽轮机控制保护“域”由DEH、ETS控制站组成。

3.根据权利要求1所述的水泥生产线全集成自动化（TIA)控制系统，其特征是：现场层：采用现场总线与CPU控制器进行通信；控制管理层：采用工业以太网TCP/IP协议实现系统控制器及操作站之间的通信；各层之间相互独立又相互联系，通过计算机网络系统连接，以达到DCS的分散控制，集中管理的目的。

4.根据权利要求1所述的水泥生产线全集成自动化（TIA)控制系统，其特征是：采用工业以太网TCP/IP协议实现企业主干网的通讯，企业主干网可以是星形拓扑结构、环形拓扑结构，也可以是总线型拓扑结构。

5.根据权利要求1所述的水泥生产线全集成自动化（TIA)控制系统，其特征是：将汽轮机电液调节DEH系统和汽轮机紧急跳闸ETS系统直接连接至工业以太网，由服务器直接读取汽轮机全部信息，在操作员站上实现无盲点显示。