摘要：主要介紹在德國BSH公司引進的α一石膏粉液相法生產線上，國內先進的DCS控制技術的應用。闡述DCS控制系統的構成和功能、硬件設計、軟件設計以及控制方法。通過生產實際應用，DCS控制系統完全滿足生產的需要并且達到了精確控制，從而提高了生產水平和產品質量。 關鍵詞：DCS控制系統，α一石膏粉，生產應用，控制精確，提高產品質量

Application of DCS Control System in α Plaster Production

Abstrac:This paper introduces the advanced DCS control technology in China，which used in eplaster production line importedfrOm BSH company of Germany．It expatiates the structure and function of DCS control system。hardware design．softwaredesign and control method． Keywords：DCS control system，α plaster，production application，precise control，improving the product quality 　　近年來，山東金信新型建材有限公司引進了德國BSH公司先進的α一石膏液相法生產工藝設備，與之配套的國內生產設備也采用了先進的DCS控制技術，從而提高了自動化生產水平和產品的質量。本文介紹該項目中的DCS設計與應用。 [b]1 DCS硬件構成和功能 1．1生產工藝流程[/b] 1.2 DCS系統硬件設計 　　該項目選用ABB Industrial IT Freelance控制系統。該系統是面向工廠自動化的新一代開放式DCS系統，全面支持現場總線技術，系統采用全局數據庫技術，實現全局一體化編程。 1.2.1 硬件配置 　　三個操作員站（OS），其中一個操作員站兼工程師站（ES），配置1套ABB AC 800F控制站以及3個遠程I／O站：①1號I／O控制站：破碎、預粉磨；②2號I／O控制站：α細磨、輸送；③3號I／O控制站：α混合、輸送。 1.2.2 網絡通訊 　　根據系統要求通信結構設計為2層： 　　第一層為現場控制層，實現控制器與I／O模件及智能儀表的通信，用Profibus現場總線通訊協議，傳輸介質采用標準Profibus—DP雙絞線。 　　第二層為中央監控層，實現各控制器之間及與操作員站、工程師站的通信，系統通信采用TCP／IP協議以太網，傳輸介質為以太網雙絞線，通信速率為1OMB。 1.2.3 操作員站概述 　　1）作員站硬件選用適用工業現場的PC機。 　　2）該系統設置2臺操作員站，操作員站安裝DigiVis 6．1軟件，操作界面及菜單為中文。 　　3）操作員站軟件運行在Windows 2000操作系統上。 　　4）操作員站使用以太網與過程站及其它設備進行通信，由于系統數據庫為全局，所以操作員站之間數據及畫面完全可以共享，互為冗余備份。 　　5）顯示功能：系統診測顯示、趨勢顯示，實時操作記錄及打印。 　　6）操作功能：操作方式為鼠標操作，同時也支持鍵盤快捷鍵操作方式。 　　7）由于系統采用全局數據庫方式，操作員站的所有標簽數據直接與過程站進行存取，所以數據更新速率較快，所有軟手操也可以快速被過程站響應。 1．2．4 工程師站概述 　　該系統設置一臺工程師站（兼做操作員站），安裝DigiTool6．1版本軟件，運行在Windows 2000系統上。 　　工程師站使用以太網與過程站進行通信，可以實現硬件編輯、現場過程站編程、操作員站組態、一體化編程及調試。DigiTool軟件支持現場總線設備的數據讀取與編程功能。 　　編程語言與圖形化編程語言標準IEC1131—3完全兼容，根據實際控制要求可任意選用FBD、LD、IL、SFC等方式。系統具備大量標準功能塊及功能子程序，編程結構采用項目樹結構，系統采用全局數據庫，系統內的變量實現共享，系統具備選擇部分、修改部分、全部下裝功能。 　　通過軟件可以離線編程，在線修改參數，被修改的參數具備自動備份功能可以恢復。 2 軟件設計 　　整個DCS控制組態在DigiTool V6．1版軟件上進行。具體編程步驟簡述如下： 　　1）項目樹建立。規劃系統資源，如指定過程站名稱：①1號l／O控制站，破碎、預粉磨；② 2號I／O 控制站，僅細磨、輸送；③3號I／O控制站，α混合、輸送。 　　2）硬件設備編輯。按照硬件實際配置在組態軟件中完成硬件安裝、參數設置、通道定義，各過程站和操作員站的IP地址設定等。3）程序組態。在各自分布的過程站級資源底下進行，首先將各過程站內控制的項目進行分類，分為不同子任務，根據任務特點將監控和調節任務采用FBD圖方式進行編程，連鎖控制采用LD圖形式進行編程。 　　4）操作員站組態。填寫參數完成系統預定義顯示的組態，然后進行用戶流程圖組態，采用導人位圖文件的方法直接生成靜態圖形，在此基礎上直接做各位號的動態。 　　5）系統調試。系統程序支持在線參數整定和修改，由于系統數據庫為全局，支持系統全范圍的一體化調試。 3 控制方法 　　在編程方面，采用了直觀的LD梯形圖，把各個設備的啟動停止采用了連鎖控制，在料倉的前端設備為一個組，啟動順序1→2→3→4，停止順序為4→3→2→1，把各設備的故障信號串聯其中，如當2設備有故障時，設備2、1會即時停止。在模擬量采集方面，通過數字轉換，適當的在界面上進行顯示，并采用邏輯運算（例如PID運算、數字加減等），參與控制。變頻器的給定，采用給定頻率的方法，經過模塊轉換成4～20mA或0～DC 5V的標準信號，輸入到變頻器，把變頻器的反饋信號，經過轉換傳回DCS，經數字換算，進行界面顯示等應用。 4 生產應用 　　在實際應用中DCS控制系統對生產各個流程做到精確控制。原材料經過人工篩選后，經過一、二級鄂式破碎機破碎，進入到兩個塊料倉儲存，料倉配有高低料位顯示，上有電動擋板閥根據料位的高低進行分料儲存，一個倉滿，料自動進入到另外一個塊料倉。塊料倉下各有一臺皮帶計量稱，由配套的控制器調節中控給定的流量，并把徇時流量傳回中控，累計并顯示。粉磨設備電機功率較大，安裝智能轉換模塊，把互感器檢測的0-5A交流信號轉換成4～20mA直流信號，提供給DCS系統，在畫面上顯示，當電流超過額定電流的120％時，到1min停機保護。 　　選粉機轉子采用變頻器控制，由中控設定運行頻率，并反饋4～20mA的直流信號顯示，粉儲存料倉有高低料位，倉上設備有兩個電磁閥控制的氣動閥進行料的分配，一個倉滿，自動轉到另一個料倉。 　　α濕法反映車間是德國BSH公司提供的西門子S7—400控制系統，車間喂料時提供給DCS開停數字量信號，來啟動停止喂料設備，粉倉下的變頻器及時調節下料速度控制下料量，并顯示反饋值。 　　α基料儲存分到三個料倉，料倉采用了德國VEGA公司的纜式雷達料位儀，提供4～20mA信號表示料位的百分比，并通過DCS的模擬量輸出模塊提供4-20mA信號給S7—400控制系統顯示，根據料位選擇料倉，提供每個料倉上氣動閥的開停。基料可以包裝的同時，并可以輸送到細磨設備進行細磨，喂料倉下的螺旋喂料稱由控制器控制流量，由中控給定喂料量并反饋，進行顯示和累計，磨機采用電流測量同粉磨設備，顯示電流，并控制過載，中控人員根據電流變化來給定喂料量的大小。 　　選粉也是采用變頻器控制，給定頻率并反饋信號。 　　細磨儲存分三個料倉，根據不同的細度，進行來選擇哪個料倉，倉下有變頻器控制下料速度到混合機，混合機上面有稱重計量，根據配方的要求，同時添加不同的物料，調整混合時間進行混合，混合完成進入到成品倉進行計量包裝。 　　從技術指標和儀一型石膏顯微照片的比較可以看出：采用先進的DCS控制技術液相法生產制得α一型石膏晶體結晶特別完善，純度特別高，使其機械性能大大提高，其干燥轉化完全、規則，因而所得產品強度高、硬度大，膨脹系數小。 5 結束語 　　1）DCS控制系統，對 一石膏粉液相法生產線的各個生產流程做到精確控制。 　　2）采用DCS控制液相法生產的α-型高強度石膏，其發育而成的石膏晶體完善，純度高，其機械性能大大提高，干抗壓強度在50MPa以上，制品具有強度高、硬度大、耐磨性好等優點。 　　3）DCS控制技術對國內石膏粉體生產在提高產品質量、裝備改造升級方面具有推廣意義。同時適用于其他非金屬礦粉體生產線的應用。 參考文獻 [1]邵衛宏．DCS控制系統在工業爐窯上的應用[J]工業爐，2008（1） [2]胡興利．DCS系統在預焙陽極余熱發電過程中的應用[J]．金屬世界，2007（6） [3]鄧防 DCS在多臺電爐控制中的開發和應用[J]．工業加熱，2005（5） [4]范健．DCS控制系統在煤頭大化肥裝置的應用[J]化工設計，2008（1）