CDI_DCS 系統(tǒng)在四川雙馬公司1500t/d生產(chǎn)線工程中的應用

一．CDI_DCS 系統(tǒng)簡介

成都建筑材料工業(yè)設計研究院電氣自動化所擁有一大批優(yōu)秀的專業(yè)技術人員，他們不僅具有良好的專業(yè)理論基礎和熟練運用英語、計算機等工具的能力，而且具有豐富的工業(yè)自動化設備現(xiàn)場安裝、調試經(jīng)驗。

近幾年來成都建筑材料工業(yè)設計研究院先后完成重慶水泥廠（2000t/d）、青海水泥廠（1500t/d）DCS系統(tǒng)軟件編程，伊朗克爾曼水泥廠（1000t/d）、江津水泥廠、雙馬水泥廠（1500t/d）DCS系統(tǒng)硬件軟件集成，都江堰拉法基水泥廠（3200T/D）軟件編制（和施耐德合作），都江堰拉法基水泥廠礦山總承包（包括DCS系統(tǒng)硬件.軟件）, 壯山水泥廠（1000t/d）、紅山水泥廠（1000t/d）DCS系統(tǒng)硬件軟件及全廠儀表總承包（集成、安裝、調試）。

成都建筑材料工業(yè)設計研究院以都江堰拉法基水泥廠為契機，創(chuàng)建了CDI_DCS實驗室。CDI_DCS實驗室的建立使設計院的電氣工程師和工藝工程師在實驗室的基礎上完成了水泥廠DCS控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件的建立、仿真及標準化工作；成都建筑材料工業(yè)設計研究院根據(jù)水泥廠工藝及電氣自動化設計的特點，在實驗室建立水泥廠DCS系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)，完成對水泥廠DCS系統(tǒng)操作人員的崗位培訓。

1. CDI_DCS系統(tǒng)硬件特點

CDI_DCS系統(tǒng)硬件具有以下主要特點：

a．非常高的可靠性，各種模塊均能實現(xiàn)冗余和帶電插拔，適應大中型水泥廠控制及環(huán)境較惡劣的要求；

b．硬件系統(tǒng)的通訊能力強且兼容性好，能和其它商家的VSD（變頻器）、SCADA（變電站微機監(jiān)控系統(tǒng)）系統(tǒng)等很好地通訊；

c．成都院設計、制造的CDI_DCS系統(tǒng)現(xiàn)場I/O柜通用性好、抗干擾能力強。I/O柜適應現(xiàn)場各種信號的接線如：一般DI、DO接線，二線制或三線制接近開關接線，4~20mA或1~5V標準接線，帶配電功能的二線制壓力或溫度變送器接線等;

d．非常高的性能價格比;

e．通訊網(wǎng)絡高速、可靠且通用性強，便于和工廠管理MIS系統(tǒng)及國際互聯(lián)網(wǎng)接口。第一層主干網(wǎng)采用Ethernet以太網(wǎng)，便于日后維護以及網(wǎng)絡擴展，施耐德以太網(wǎng)模塊通訊速率可達100MB/S。DCS系統(tǒng)和水泥廠其它系統(tǒng)（如生料質量控制QCS系統(tǒng)、總降壓站微機綜合自動化SCADA系統(tǒng)等）通訊可利用以太網(wǎng)通過微軟的NetDDE或OPC協(xié)議完成（壯山和紅山工程采用NetDDE）。

2. CDI_DCS系統(tǒng)應用軟件特點

    成都建材設計院通過都江堰拉法基水泥廠工程和外方合作，在此基礎上針對水泥廠的工藝操作特點開發(fā)出CDI_DCS系統(tǒng)標準軟件包，該軟件包具有以下主要特點：

a.完成編程CONCEPT軟件平臺的I/O數(shù)據(jù)庫和監(jiān)控CIMPLICITY^Ò軟件平臺的組態(tài)數(shù)據(jù)庫無縫連接，保證CDI_DCS系統(tǒng)中標簽變量的唯一性和可靠性。該功能使得編程人員在具體工程項目中僅需在CONCEPT平臺或CIMPLICITY^Ò平臺上創(chuàng)建一次I/O標簽變量即可，提高了DCS系統(tǒng)組態(tài)的效率；

b. CDI_DCS系統(tǒng)不僅提供了諸如PID控制、PWM控制、FUZZY控制等幾百個自動控制功能塊，成都建材設計院根據(jù)水泥廠的工藝操作控制特點，在CONCEPT平臺基礎上開發(fā)了一般電機（皮帶機、螺旋、提升機等）、正反轉電機、正反轉閥門、電磁閥、高壓電機（窯尾ID風機、生料磨、水泥磨等）、設備電控箱、模擬量操作、設備組操作等標準功能塊。這些標準功能塊的編制考慮了水泥廠設備各種可能運行方式（如中控室單機操作、中控室分組連鎖操作、設備現(xiàn)場單機操作），各種設備可能相關的信號輸入（例如一般電機功能塊不僅有空氣開關、接觸器信號而且還考慮了設備速度開關、拉繩開關、跑偏開關、電流功率等信號輸入），功能塊內部完成設備所有I/O信號運算處理、控制設備運轉、生成設備報警及故障信號、向下一臺設備發(fā)連鎖信號等任務；

c. 成都建材設計院針對水泥廠開發(fā)的標準功能塊充分考慮中控室操作方便，例如中控室可改變電機設備應答（速度開關）時間、起動下一臺設備延時時間、組起動應答時間、組延時停機時間等工藝操作參數(shù)而不須修改程序；

d. 標準功能塊采用壓縮方法使CDI_DCS系統(tǒng)現(xiàn)場I/O站和中控室

均用寄存器（十六位）為TAG標簽單位傳送信息，例如一般電機用四個TAG標簽完成信息傳送。這種方式不僅節(jié)約了TAG標簽量，而且降低了網(wǎng)上通訊負荷，提高了網(wǎng)上通訊效率；

                     CDI_DCS系統(tǒng)示意圖

e. 人機界面具有良好的開放性，支持以太網(wǎng)、Profibus、RS-232、RS485/RS422等通訊方式，支持TCP/IP、網(wǎng)絡DDE、ODBC、OLE、SQL、Internet等標準網(wǎng)絡通訊協(xié)議，這樣各種控制設備包括第三方設備可方便引入系統(tǒng)；

f. CDI_DCS系統(tǒng)的CIMPLICITY^Ò Web網(wǎng)關功能使用戶能夠在世界上的任何地方通過Internet訪問工廠的數(shù)據(jù)。工廠領導在辦公室，家里或是賓館房間，獲取工廠的數(shù)據(jù)就象打一個電話那樣簡單，系統(tǒng)同樣支持電話通訊，不通過Internet網(wǎng)也能直接通過電話線路獲取工廠數(shù)據(jù)，使工廠領導能隨時掌握工廠生產(chǎn)的實際情況；

g. 系統(tǒng)有良好可靠性可進行各種級別的冗余，如：網(wǎng)絡冗余、控制器及模塊冗余、服務器冗余等，可根據(jù)使用需要選擇，也可根據(jù)工廠發(fā)展逐步升級；

h. 操作畫面為全中文，多媒體普通話操作和報警提示以及中文文本提示，使操作直觀方便。特別是當報警發(fā)生時操作人員能以最快的速度確定報警發(fā)生的具體位置，及時采取措施避免故障擴大。在操作畫面上可引入大家熟悉的EXECL電子表格，在表中可顯示時實動態(tài)數(shù)據(jù)和各種圖表，其功能與EXECL電子表格相同；

i. 系統(tǒng)可支持傳呼機，通過工廠尋呼裝置或公共尋呼系統(tǒng)使生產(chǎn)過程的關鍵信息（如故障報警信息）自動通知操作員和技術員；

j. 系統(tǒng)提供歷史數(shù)據(jù)記錄，包括數(shù)據(jù)記錄、報警記錄、操作記錄，具有強大的數(shù)據(jù)分析能力，可計算各個工段的日平均產(chǎn)量和耗電量，以及一個月的總產(chǎn)量和耗電量等，這為提高產(chǎn)量降低成本提供了科學依據(jù)。

結論

     硬件及軟件系統(tǒng)設計可靠、通用和標準化是成都建材設計院CDI_DCS系統(tǒng)的最大特點。

二．雙馬工程DCS 系統(tǒng)

     雙馬水泥廠1500t/d工程DCS系統(tǒng)硬件、軟件完全由成都建材設計院集成、總承包。

DCS系統(tǒng)采用C/S結構，窯頭及窯尾分別設有I/O現(xiàn)場站，中控室設有一臺服務器、一個工程師站及二個操作員站。

窯頭I/O站點數(shù)分配情況：DI/352，DO/128，AI/64，AO/30，共用3個13槽的機架，一個DCS I/O柜；窯尾I/O站點數(shù)分配情況：DI/288，DO/128，AI/80，AO/12，共用2個13槽的機架，一個DCS I/O柜。

     中控室至窯頭及窯尾I/O現(xiàn)場站分別采用光纖以保證DCS系統(tǒng)通訊高速、可靠并具有很強的抗干擾能力。

雙馬水泥廠1500t/d工程DCS系統(tǒng)是成都建材設計院所完成DCS系統(tǒng)集成、總承包項目中時間進度要求最緊的一個工程。由于采用了標準化設計，成都院和雙馬公司簽定DCS系統(tǒng)硬件及軟件集成、總承包合同后，不到三個月時間設計院即完成了系統(tǒng)硬件采購、DCS I/O柜設計、制造及DCS柜電氣測試工作，同期成都院還完成了DCS系統(tǒng)控制大綱編制并在CDI_DCS實驗室完成了對雙馬水泥廠工程技術人員的系統(tǒng)陪訓及DCS系統(tǒng)軟件編制工作。

DCS系統(tǒng)安裝、現(xiàn)場打點、單機及聯(lián)動調試工作在隨后不到一個月的時間內相繼完成，保證了雙馬水泥廠按期點火，為水泥廠點火投料后很快達標、達產(chǎn)奠定了基礎。

目前DCS系統(tǒng)運行良好。

成都建材設計院電氣自動化所

袁明德 吳義華

2001年9月19日