5000t／d生产线DCS控制系统的设计、调试及维护(作者：唐全胜本信息发布于2009年05月25日，共有1572人浏览)[字体：大中小]0前言广东惠州光大水泥企业有限公司(以下简称“我公司”)是一个新兴的水泥企业，公司于2005年底立项兴建4条5000t／d的新型干法水泥生产线，且4条生产线都配套考虑了余热发电功能。其中第一条生产线已于2006年8月27日建成投产，第二条生产线于2007年12月3日建成投产，第三、第四条生产线已实现了三通一平工作。笔者参与了两条生产线的项目筹建、设备选型和订货以及两条生产线的安装调试与试生产工作，现将两条生产线自动化控制系统的设计、调试和维护作一介绍，以供参考。1系统简介在采用节能高效的新型干法生产的现代化的水泥生产企业中，工艺操作人员只需观察中央控制室计算机CRT上的各类过程数据和设备运行信号，轻触键盘，即可对全厂的生产过程进行监视和控制。因此．选择一套满足要求的高性价比、操作简便的计算机集散控制系统(DCS系统)，对整个生产线的正常、安全、稳定运行起着至关重要的作用。在我公司一线、二线的控制系统中，我们选用了德国西门子公司的PCS7过程控制系统。PCS7是集DCS、总线I／O以及PLC为一体的新型全集成控制系统，具有分散控制、集中管理、安装方便、成本低和维护管理智能化、性价比高等特点；其可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通讯速率快。PCS可将控制联锁、数据采集、设备管理等功能集为一体。这是当今控制系统的发展方向。从数字控制系统的发展历程可以看出，DCS和PLC一直在不同的应用领域和控制对象上存在一定的差别。其中DCS一直主要应用在仪表模拟信号为主的热工参数的控制领域，如高炉本体、水泥窑体等的监控等；而PLC主要应用在以电气数字量信号为主的设备参数控制领域，如轧机、热风炉、高炉上料系统的控制等。由于控制对象的差别，DCS和PLC的性能也存在一定的差别。一般说来，DCS控制器的控制程序，其扫描速度较低(100ms级)，通常其控制器和监控系统是作为一个整体，内置在系统中的；而PLC一般都有较快的控制程序扫描速度(10ms级)，但是其控制器与监控系统的连接需要用户编程人员来编程或者组态。同时DCS和PLC的编程方式也存在着一定的差别，一般DCS以主要面向模拟量的连线组态(CFC功能块)为主，而PLC则一般以语句表和梯形图为主。由于上述原因，在既有模拟量控制又有逻辑控制的大型工程项目中，往往采用DCS加PLC的解决方案，即仪表控制部分采用DCS，电气控制部分采用PLC，并用一定的通讯网络将两者连接起来，有时甚至在两者之间采用串行的通讯方法。DCS加PLC方案带来的问题是显而易见的：系统被人为的割裂为不同的子系统，因而子系统之间的通讯成为了瓶颈；系统的完整信息被破坏，由于编程语言、编程方式、组态信息等各不相同，因而对整个系统的调试、维护、管理、备件的安排等都会带来一定的困难。正是基于上述原因，西门子公司在自己的DCS和PLC产品的经验基础上推出了新一代集DCS和PLC功能、优点于一身的过程控制系统PCS7。PCS7的主要特点介绍如下：（1）彻底打破了DCS和PLC的界限。由于DCS采用的控制器在硬件上和S7-400系列的高档控制器是相同的。这样就可以使得DCS的控制器和S7-400PLC在硬件上是彻底兼容的，从而彻底解决了硬件平台不一样的问题。该系统的上位机软件采用了德国西门子公司最新的工控组态软件WINCC-V6.1；下位控制站采用了AS416-3和最新分布式模块ET200M系列自动化产品；现场连接采用工业以太网(Enthernet)和4～20mA信号工业标准。系统拓扑结构如图l所示。图1DCS系统拓扑结构由于DCS采用了SIEMENS统一的网络结构，DCS的控制器、监控站和工程师站都可以直接和PLC通过网络(工业以太网)相连。(2)在硬件统一的基础上，PCS7更进一步实现了软件的统一。PCS7的主要组态工具为CFC(用于模拟控制的组态)和SFC(用于逻辑控制的组态)，同时保留了语句表和梯形图的编程方式。各种不同编程方式所组态的用户程序，可通过编译生成统一的程序块，经过有关OB块的调用后即可执行。由于实现了软件的统一，因此在DCS的工程师站上可以对系统的控制器、监控站进行编程和组态，也可以对整个项目中所有的PLC进行编程和组态；同时，可以将整个项目有关的组态信息如I／O点、I／O范围(如量程范围、信号制式等)、联网设备的地址、现场设备的设置参数等都统一地存储在一个项目唯一的组态文件中。并且这些组态信息可以下载到DCS和PLC的控制器中。WINCC即Windows-Control-Center(视窗控制中心)是西门子公司在自动化领域采用最