云南某股份有限公司冶炼厂粉煤制备工序是20世纪70年代建成的，仪表及控制部分当时是由DDZ一Ⅱ型电动单元组合仪表来完成，通过10年的运行，设备老化，故障率高，维护量大，已经不能满足生产的需要．为此，对仪表及控制部分进行了改造，采用浙大中控的SUPCON ECS- 100集散控制系统来完成生产过程的监控。
粉煤制备工序共有两套完全相同的设备，正常生产时一开一备。其生产过程是将原煤通过球磨机加热、磨细制粉后用真空输送到各冶炼炉作为燃料和原料，粉煤制备工序生产过程的工艺流程如图1。
原煤输送部分在进入1 #，2#原煤仓之前已经和其它项目作了一次改造，由一台PLC来控制4条皮带运输机和两台卸料器，通过原煤仓上的超声波料位计的上下限来分别控制原煤进入1#，2#原煤仓。原煤输送部分已完全实现了自动化生产，原煤在进入原煤仓后到生产出合格粉煤之间这一段由DCS系统进行监控。
原煤在进入1 #，2#原煤仓后由1#，2#圆盘给料机通过变频器给到球磨机中，球磨机中的热风是由飘浮炉提供，飘浮炉的温度由一台螺旋运输机通过变频器调节给煤量的大小来控制飘浮炉的温度，原煤从球磨机出来后经过粗细分离器，细的部分作为合格产品送到粉煤仓，粗的部分再返回到球磨机，从粗细分离器出来后再经过旋风分离器，同样细的部分作为合格产品送到粉煤仓，粗的部分再返回到球磨机，剩下的风煤混合气由粉煤风机送到布袋收尘器，布袋收尘器收下来的部分再送到粉煤仓，其余部分由引风机排出。
由工艺提出要求，需对整个生产过程中电器设备进行全自动逻辑顺序控制，对一些重要的生产过程参数进行控制和显示，控制系统选用了浙大中控的SUPCON ECS - 100集散控制系统来完成生产过程的监视和控制。
1、SUPCON ECS -100集散控制系统的结构
该系统包括一个工程师站、一个操作员站和一个现场控制站，在粉煤制备工序中，为保证系统的安全，对于DI，DO点全部采用继电器与系统卡件隔离，其中，工程师站是为专业工程技术人员设计的，内装有相应的组态平台和系统维护工具，通过系统组态平台生成适合生产工艺要求的应用系统，具体功能包括：系统生成、数据库结构定义、操作组态、流程图画面组态、控制功能组态、报表、趋势程序编制等，操作员站是操作人员完成生产过程监控管理任务的人机界面，操作人员通过这个界面来完成生产过程的操作、管理等任务．控制站是系统中直接与工业现场进行信息交互的I/O处理单元，完成整个工业过程的实时监控功能，图2是SUPCON ECS - 100的组成结构图。
SUPCON ECS - 100系统的通信网络分3层，最上层是信息管理网，通过网关与该厂的内部局域网相连接，将生产的实时数据及时传送到内部局域网上，使领导、调度能方便地指挥生产，是实现全厂综合管理的信息通道；中间层为过程控制网( SCnetⅡ)，采用高速冗余的工业以太网作为过程控制网络，过程控制网实现工程师站、操作站和控制站的连接，完成信息、控制命令的传输与发送，双重化的冗余设计，使得信息传输安全、高速、可靠；底层控制网络为内部网络(SBUS)，采用主控制卡指挥式令牌网，存储转发通信协议，是控制站各卡件之间信息交换的通道。
2、系统的组态
SUPCON ECS - 100系统的软件为AdvanTrol - pr02.0，是浙大中控技术股份有限公司开发的全中文界面的监控软件，由SCKey组态软件和AdvanTrol监控软件组成，启动SCKey组态软件进行控制系统的组态，针对粉煤制备工序，分两部分进行控制系统的组态。
2.1数字量控制部分
2.1.1逻辑顺序控制
对粉煤制各工序，工艺要求所有电器设备都必须按程序进行全自动的顺序启动和停止，SCKey组态软件中对逻辑顺控可采用“图形编程”、“scx语言编程”等来实现逻辑顺序控制．为了方便调试及检修，所有电器设备在现场控制箱上都设了一个“联锁”一“手动”转换开关，当设备调试或检修时转换开关打到现场“手动”位置，可以在现场直接启动单台设备；当需要在控制室进行联锁启动时转换开关打到“联锁”位置，可以在控制室进行联锁启动。
2 .1.2其它数字量控制部分
如电动执行器的控制，在进行顺序启动和停止的过程中，要对一些风机的阀门进行自动控制，比如说风机在启动之前要关闭阀门，在组态时可用一个DO信号来控制电动执行器使阀门关闭到设定的阀位值。布袋进出口压差的控制，有两种控制方式供操作人员选择，一种是定时喷吹控制，操作人员通过DCS系统界面可以很方便的改变脉冲阀的喷吹时间和间隔时间；另一种是自动喷吹控制，当布袋进出口压差大于设定值时自动打开脉冲阀进行喷吹，同样的可以很方便的改变脉冲阀的喷吹时间和间隔时间。
其它报警、跳闸信号的控制，由于整个工艺的电器设备在正常生产时是联锁控制的，对于一些重要的参数也纳入其中参加联锁控制．如球磨机的轴承温度、润滑油压力等等，在系统组态时可根据工艺条件设定上下限值，DCS根据这些设定的上下限值来进行判断是报警、停车、紧急停车，保证联锁控制设备的安全运行。
2.2模拟量的控制
对于模拟量的控制是DCS系统的优势，SUPCON ECS -100系统对一些常规的控制（单回路、串级、单回路前馈、串级前馈、单回路比值、串级变比值、分程等）采用填表式的方式进行组态，使用起来相当方便。如果控制系统很复杂，用户还可以自定义控制回路，始终可以满足不同用户的要求。
2.2.1球磨机出口温度的控制
在粉煤制备工序中，球磨机出口温度是一个重要的控制参数，对于球磨机出口温度影Ⅱ向的因素较多，球磨机的进煤量、热风的流量、球磨机的转速等等，对于一个改造工程，而且还是只对控制部分进行改造，许多工艺设备还是用原来的，受环境、场地的限制，对影响球磨机出口温度的一些参数还无法进行测量，因此给控制带来了一定困难，针对现场的情况，经过仔细分析，采取以下方案来实现。用一个单回路的控制系统，通过改变给煤量的大小来控制球磨机的出口温度，当温度变化时，一般情况下，通过改变给煤量的大小来控制球磨机的出口温度是可以完成的，如果通过改变给煤量的大小无法满足，即温度不能回到设定值sv上时，在温度测量上再设一个设定值sv，当温度的变化超过sv,时，DCS用一个DO信号去使热风阀上的电动执行器动作，再通过改变热风的大小保证球磨机的出口温度回到设定值sv上来+这样用一个单回路的控制系统再加上一个数字量DO信号完成了球磨机出口温度的控制，图4是球磨机出口温度的控制原理框图。
2.2.2其它模拟量的控制
在粉煤制备工序中，对电机转速的控制，由于使用原设备，只需增加一个变频器，接受DCS的AO信号，即可与DCS实现闭环控制，如球磨机进口温度的控制，通过螺旋给煤电机的转速控制进煤量的大小来调节球磨机进口温度；布袋收尘器进口压力的控制，通过改变风机的转速来控制布袋收尘器进口压力等等。
3、系统功能
SUPCON ECS - 100系统软件是基于Windows 2000/NT操作系统，界面友好，控制系统组态和操作都很方便，通过SCKey组态软件，可以制作出形象逼真、美观的流程图，同时其它的功能也不错。
3.1工艺流程图
根据生产工艺制作了十余页不同的工艺流程图，一些需要操作人员改变的设定值、电参数的显示等用特有的弹出式流程图的方式制作，供操作人员选用，可以从流程图上很直观的看到各种工艺参数，流程图之间的切换也很方便。图5是其中一套系统的操作流程图．
3-2控制分组、趋势图及报表
控制分组主要完成许多实时性的操作，如控制系统的手，自动切换，PID参数的调整等；将一些重要的工艺参数作详细的记录，通过查看趋势图，可帮助操作人员调整工艺参数，为操作控制和事故分析提供重要的依据。
3.3电力参数的显示与累计
SUPCON ECS - 100系统提供了一些电量信号处理卡件供用户选择，可配合电流、电压互感器来实现高、低压电力参数的显示与累计，在粉煤制备工序中，由于该工序是为所有冶炼炉提供燃料，要求必须随时保证生产的正常运行，所以供电上采取了双回路同时供电的方式，在选型时就考虑了用系统的电量卡件来完成电力参数的显示与累计，操作人员在计算机屏幕上就可以监视供电、用电及电能累计的情况，也对车间、班组的能耗考核提供了重要的数据，电量信号处理卡件的转换精度为0.1%(F．S)，高于传统电能表的计量精度，取代了传统电能表计量的方式。
4、结束语
云锡冶炼厂粉煤制备工序用SUPCON ECS - 100系统改造后，实现了生产、操作全过程的自动控制，替代了原来的手动操作，大大减少了人为的误操作，最大限度地保证了生产的正常运行，系统投运近一年以来，运行稳定，可靠性高，操作简单，维护方便，满足了生产工艺的要求。
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