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水泥过程是固体,粉末材料加工生产、煤、风预计将产生复杂的热变化的过程,无法控制的因素比较多。
就过程控制角度来看,是一个时间常数较大、滞留时间较长、外界干扰比较多、相互干扰关系又非常复杂的过程。
就水泥制造过程的三大部分(水泥制成、原料制备和熟料烧成)中,熟料烧成系统是一个控制较复杂、互相干扰因素较多、但在节能和质量方面都是占有重要地位的关键过程。
以下对熟料水泥生产线生产部分介绍了DCS系统在水泥行业的应用。
关键词:
水泥生产工艺,DCS,过程控制,PID
ABSTRACT
Cementasmainrawmaterials,developmentofthenationaleconomyinChinaunderthesituationofnearly20yearsofreformandopeningup,thecementindustrynomatterfromtheaspectsoftechnology,productquantity,equipmentshavegreatdevelopmentbutourcountrycementindustryintheindustrialstructure,productvariety,technologyandequipmentlevelandtheadvancedworldlevelstillhavelargegaps.CementindustryinChinainordertomakebetteradapttothedevelopmentofthenationaleconomyandthereformandopeninguptoparticipateininternationalcompetitioninthemarkettheneedsofthenationalbuildingputforwardbuildingmaterialsindustry"
fromlargetostrong,strongonnew"
cross-centurystrategy.NSPtechnologyprovidesthepossibilityofimprovethesingleabilityofcementequipmentandfunction,andthepursuitofhighefficiency,highperformance,lowcost,promotethelarge-scalecementequipmentintheprocess.
Becauseinrecentyears,computercontroltechnology,communicationtechnologyandtherapiddevelopmentofgraphicsdisplaytechnology,theDCSthisdecentralizedcontrol,centralizedmanagementofdistributedcontrolsystemhasbeenwidelyusedincementindustryintheworld.Motorgroupisrealizedbyusingthissystemcanprocesscontrol,theprocessofacquisition,processing,displayandcontrol.HasgreatlyraisedLabourproductivityandimprovethemanagementandoperationlevelofthefactory.Cementprocessaresolidandpowdermaterialforprocessingproduction,wind,coal,isexpectedtoproducecomplexthermalprocesschange,moreuncontrollablefactors.Fromtheperspectiveofprocesscontrol,itisalongresidencetimeandlargetimeconstant,outsideinterference,interferencerelationshipcomplicatedprocess.
Keywords:
cementproductionprocess,DCS,processcontrol,PID.
3.4DCS控制技术在工艺中的应用............................................................................15
第1章绪论
计算机集散控制系统,又称计算机分布式控制系统(DistributedControlSystem),简称DCS。
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。
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。
水泥生产设备大型化是实现工艺技术的手段和途径。
为达到此目的必须提高设备制造技术和与之相配套的原材料的质量,提高必要的检测、保护装置的灵敏可靠性。
由于近年来计算机控制技术、通信技术的迅速发展和图形显示技术、分布式控制、DCS这种集中式管理的分布式控制系统在世界已广泛应用于水泥工业。
大大的提高了劳动生产率和改善了工厂的操作和管理水平。
水泥工艺是处理固体和粉状物料的生产过程,煤、料、风产生的热工过程不可控因素比较多,变化比较复杂。
就过程控制角度来看,是一个时间常数较大、滞留时间较长、外界干扰较多、相互干扰关系很复杂的过程。
在水泥生产制造过程的三大系统中,熟料烧成系统就是个控制比较复杂、互相干扰因素较多、而在节能和质量方面都是占有重要地位的关键过程。
DCS控制系统自1975年发展至今,从这三十年的发展史中我们可以看到,正是由于4C技术的不断发展,才推动了DCS技术的不断更新换代。
自美国Honeywell公司于1975年成功地推出了第一个集散控制系统——TDC2000型计算机集散控制系统以来,经历了20多年的时间,集散控制系统已经走向成熟并获得广泛应用。
器发展具体经历了四个阶段。
(1)第一阶段(70年代初)
第一代集散控制系统大多具有微处理器的分级控制系统,主要有过程空盒子装置、数据采集装置、CRT操作站、监控计算机和数据高速公路五部分组成。
(2)第二阶段(80十年代中前期)
第二代产品在原来产品的基础上,进一步向高精度、高可靠性、标准化、小型化、模块化、单元结构化、智能方向发展,使之具有更强适应性和扩展性。
(3)第三阶段(80年代中后期)
第三代产品开发了高一层次的信息管理系统和符合国际标准组织ISO的OSI开放式互联考模型的局域网络。
(4)第四阶段(90年代初开始)
在20世纪90年代,随着对控制和管理要求的不断提高,第四代集散控制系统以管理一体化形式出现。
它在硬件上采用了开放的工作站,使用RISC替代CISC,采用了客户机/服务器(Client/Server)的结构。
水泥厂控制系统的发展经历
*气动仪表式控制系统
*电动但愿组合式模拟仪表控制系统
*集中式数字控制系统
*分布式控制系统
*分布式控制系统DCS
*现场总线控制系统FCS
由于现场总线适应了工业控制系统向网络化、分散化、智能化发展的方向,它的出现导致了传统控系统的变革,形成了新型的网络化继承至全分布控制系统——现场总线控制系统。
FCS既是开放通信网络,又是全分布式控制系统。
作为智能设备的联系纽带,它把挂接在总线上的智能设备连接为网络系统,并进一步优化构成自动化系统;
实现了补偿计算、参数修改、基本控制、显示、监控、报警、优化及控制一体化的综合型自动化系统。
这是一项以计算机、智能传感器、数字通信网络、控制为主要内容的综合技术。
目前新型干法水泥厂绝大部分采用分布式计算机控制系统进行控制。
第2章水泥生产工艺及各工段控制方案
2.1水泥概述
水泥(cement),粉状水硬性无机胶凝材料。
加水搅拌成浆体后能在空气或水中硬化,用以将砂、石等散粒材料胶结成砂浆或混凝土。
硅酸盐水泥生产的原料:
1.硅酸盐水泥的主要成分
硅酸三钙(3CaO·
SiO2)、硅酸二钙(2CaO·
SiO2)、铝酸三钙(3CaO·
Al2O3)、铁铝酸四钙(4CaO·
Al2O3·
Fe2O3)
其中:
CaO62~67%;
SiO220~24%;
Al2O34~7%;
Fe2O32~6%。
2.硅酸盐水泥生产的主要原料
(1)石灰质原料:
以碳酸钙为主要成分的原料,是水泥熟料中CaO的主要来源。
如石灰石、白垩、石灰质泥灰岩、贝壳等。
一吨熟料约需1.4~1.5吨石灰质干原料,在生料中约占80%左右。
石灰质原料的质量要求如下表:
品位
CaO(%)
MgO(%)
R2O(%)
SO3(%)
燧石或石英(%)
一级品
>48
<2.5
<1.0
<4.0
二级品
45~48
<3.0
(2)粘土质原料:
含碱和碱土的铝硅酸盐,主要成分为SiO2,其次为Al2O3,少量Fe2O3,是水泥熟料中SiO2、
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