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水泥旋窑生产自动化系统培训教材.doc

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  • 卖家[上传人]:飞***
  • 文档编号:15581055
  • 上传时间:2017-11-05
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    • 南京恒荣电气系统工程有限公司南京恒志自动化系统有限公司HZ-JSP01/A0水泥旋窑生产自动化系统培训教材编制: 审核: 批准:HZ-QP04/A1 页次:2水泥旋窑生产自动化系统培训教材南京恒志自动化系统有限公司HZ-QP04/A1 页次:3目录一、DCS 系统简介…………………………………………….………(1)二、DCS 系统主要测控内容 ………………………………………..(2)三、DCS 系统主要功能特点 …………………………………………(4)四、DCS 系统的配置 ………………………………………………….(5)五、DCS 系统操作……………………………………………………(7)六、DCS 系统维护……………………………………………………(14)七、STEP7 编程简介…………………………………………………(20)八、现场控制站的程序下载…………………………………………(23)九、DCS 系统结构介绍 ………………………………………………(28)十、 WinCC 结构……………………………………………………(32)十一、WinCC 的基本框架 ……………………………………………(35)十二、 WinCC 编程的基本要素(演示) ……………………………(37)十三、故障处理………………………………………………………(39)HZ-QP04/A1 页次:4一、DCS 系统简介1、本系统的上位机软件采用了德国西门子(SIEMENS)公司最新的工控组态软件 WINCC;下位控制站采用了 S7-400 PLC 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、PROFIBUS 现场总线和 4-20mA 信号工业标准。

      系统拓扑结构见下页;2、该系统在现代化水泥厂自动化控制系统的应用中具有整体集成化、高可靠性、技术先进、扩展性好、价格合理、操作简便等多方面的特点,它已在多个水泥厂旋窑生产线自动化控制系统中得到了成功应用,经过实践证明是一个成熟的、性能优良的、安全可靠的系统;3、水泥旋窑生产线集中监控系统的测控范围主要包括生料磨、烧成窑尾、烧成窑头、水泥磨等重要工艺流程该系统主要由中央控制室的操作站、中央控制站、窑尾现场电气控制室的现场控制站以及工业通讯网络等几大部分组成系统操作站与服务器通过 ETHERNET 相连,服务器通过工业以太网与 PLC 控制站相连接,而控制站又通过 PROFIBUS-DP 过程现场总线与现场控制站相连接,它们构成了自动化控制系统的操作控制级和过程现场级等三级工业通讯网络,实现了系统实时数据通讯系 统 拓 扑 示 意 图HZ-QP04/A1 页次:5二、主要测控内容按照控制设备,系统分为四个 PLC 控制站,分别为生料磨控制站、窑尾控制站、窑头控制站、水泥磨控制站按照系统的控制功能又细化为若干工艺段,具体划分如下 生料磨控制站石灰石破碎及石灰石预均化:从石灰石喂料电振机(M1101)开始,至石灰石预均化库为止。

      主要体现对石灰石破碎、预均化库下料及相关设备的控制生料配料:从石灰石预均化库底的输送设备到配料秤结束,包括铁粉HZ-QP04/A1 页次:6和泥岩的破碎及提升主要体现出生料库的输送和配料控制在软件上,这一部分还包括生料配料的标定功能生料磨:控制部分从配料开始到生料均化库顶的卸料阀(Z1208) 主要控制的设备包括配料(体现在台时和配比) ,辊压磨系统,球磨系统,生料输送设备主要体现出对磨机的负荷控制 窑尾控制站生料入窑:丛生料均化库底的均化阀开始,至生料下料的冲板流量计(F1301)为止主要控制了生料均化库的均化,生料入窑的输送和生料入窑量窑尾预分解:主要包括了预热器、分解炉、窑尾箱的温度和压力的监控,还包括了这一部分的相关设备由于这一部分对整个窑非常重要,所以单独分出一个控制工艺段废气处理:主要包括窑尾电收尘、高温风机、增湿塔等相关设备的控制 窑头控制站窑中和窑头喷煤:从窑尾干油泵(1M501)到窑头喷煤为止主要监控窑体的运行情况及窑头喷煤的控制煤粉制备:主要控制煤磨的运行篦冷机:从篦冷机到熟料库顶的所有设备主要控制篦冷机及熟料出窑的输送设备,包括窑头电收尘HZ-QP04/A1 页次:7三、主要功能特点选用进口品牌的自动化产品:它们具有可靠性高、性能优越、组态灵活、安装方便、维护、性能价格比高等特点。

      过程现场级的通讯网络:具有很高的可靠性和抗干扰性,通讯速率可达 12Mbit/s标准的 I/O 测控信号接口:数字量输入信号接口为 220VAC,数字量输出信号接口为无源继电器触点(5A),模拟量输入或输出信号接口均为 4-20mA操作控制级的通讯网络:高可靠性的、开放的 ETHERNET 工业以太网实现相互数据通讯,通讯速率为 10Mbit/s中央控制站控制软件开发平台:开发平台选用了 SIEMENS 公司提供的 STEP7 软件开发平台操作站监控软件的开发平台:开发平台选用了 SIEMENS 公司提供的WINCC 组态软件开发平台实时生产过程监视功能:可显示全线生产工艺流程的总貌图及各工艺段的详细流程图设备开关机控制功能:轻轻按动鼠标,就可实现对旋窑生产线各种电气设备的开机或关机控制而且系统具有设备开关机自动联锁功能,以确保设备的安全运行故障报警及管理功能:能将报警时间、报警信号名称、报警原因等报HZ-QP04/A1 页次:8警信息记录在数据库中,供日后查阅实时趋势及历史趋势图:系统操作站监控软件画面能提供实时的或历史的工艺参数趋势图生产报表统计和生产管理功能:提供班报表、月报表、年报表等多种统计报表形式,供生产管理者使用。

      自动故障检测功能:系统操作站监控软件能对系统通讯网络、主要控制元件的工作状态进行实时检测当某个元件发生故障时,能自动检测出故障点,并有故障记录这样就便于自动化控制系统能作到快速维护检修,提高系统运行效率系统操作安全性好:系统操作站具有较严格的操作级别控制功能,以保证系统操作的可靠性系统有三个操作级别,由底到高依次分别为:操作员级、管理员级和维护员级四、系统配置1、硬件主要配置本自控系统的 S7-400 控制站主要由如下几部分组成:· 1 个 CPU· 1 个电源模块· 1 个以太网通讯模块· 若干个以 ET200 子站S7-400 中央控制器是自控系统的控制中心它通过高速工业以太网与HZ-QP04/A1 页次:9系统的服务器相连接,它通过 PROFIBUS-DP 现场总线与各个现场控制站ET200 分布式 I/O 相连接它的主要功能是:将各个 ET200 分布式 I/O 站采集来的数字量或模拟量信息经过处理后传送到系统操作站,使系统操作站可查看到系统所有设备的工作状态及各种工艺参数,同时可以处理、执行来自系统操作站的各种控制指令和参数设置指令;更重要的是,中央控制器能完成系统生产工艺流程中各种闭环回路的自动控制和各种电气设备的自动联锁控制。

      服务器和操作站采用 PⅣ DELL 计算机2、软件主要配置工作站安装 Windows2000 和 WINCC5.1/SP1 以及本公司研制的旋窑生产线 DCS 系统监控软件3、硬件连接通过网络连接设备将操作站、PLC 控制站、ET200 连接成监控网;根据监控要求,将现场各个控制点、数据采集点与相应 ET200S 的数据量 I/O、模拟量 I/O 一一对应连接;连接好供电线路HZ-QP04/A1 页次:10五、系统操作(一) 、硬件操作在确认电源电压、线路无误后,确保 PLC 柜、网络设备柜、服务器、操作站供电正常二) 、软件操作如图所示在 Windows2000 的"开始"菜单中,启动服务器的 WINCC,调入本系统工程的项目名称 bf.mcp(系统已设置成自动调入) ;进入 Windows Control Center 画面后,用鼠标点中运行标志(三角形向右箭头) ,系统进入运行,直到三角形由黑变灰,其左边方块由灰变黑为止,如下二图所示:HZ-QP04/A1 页次:11进入运行画面后,用鼠标点击相关设备,出现如下画面,用户可根据实际情况对此设备进行开关操作(每个设备都已加上连锁及备妥条件判断) ,同时操作者还可从画面上了解设备代号、名称、当前状态等情况。

      HZ-QP04/A1 页次:12进入运行画面后,用鼠标点击画面左下角的“菜单”按钮,从中可调用用户需要的相关功能(如报警上下限的设置、参数量程设置、参数变比设置、PID 参数设置、连锁开关设备、系统远程维护、班报查询、曲线查询、报警查询等等) ,其中,部分常用功能,在画面的下方设计了快捷按钮(每个按钮还有相对应的快捷按键) 用鼠标点击画面左下角的“菜单”按钮,再从辅助功能中调用参数上下限设置画面,如下图所示,系统管理圆可根据实际情况对某个参数的上下限进行修改,修改方法是直接点击数字显示位置,再从键盘输入新的数值,回车,关闭画面前请按“保存”后再关闭HZ-QP04/A1 页次:13用鼠标点击画面左下角的“菜单”按钮,再从辅助功能中调用实时曲线画面(或通过屏幕下方快捷按钮调用) ,如下图所示,操作者可通过鼠标点击方便地查看到某个参数的实时曲线HZ-QP04/A1 页次:14用鼠标点击画面左下角的“菜单”按钮,再从辅助功能中调用报警记录画面(或通过屏幕下方快捷按钮调用) ,如下图所示,操作者可通过鼠标进入相关工艺段,查看实时、短期、长期(对应上方左边第一二三按钮)报警记录HZ-QP04/A1 页次:15用鼠标点击画面左下角的“菜单”按钮,从中调用系统换班画面(或通过快捷按钮“报表查询”调用) ,还可从快捷按钮“设备代号”将所有设备、参数的工艺号显示于画面之中,便于系统维护时查找,还可从快捷按钮“信号连接”中查看现场信号。

      启动 WINCC 后还需登录口令(自动弹出此画面) ,如下图,操作人员也可用鼠标点击“系统登录”快捷按钮,画面上就会出现系统登录窗口,操作人员输入用户名和相应的口令后工作站就处于实时监控状态,用户即可通过鼠标进入相应工艺段进行操作,如用户想锁定操作画面,则只需用鼠标揿击登录窗口上的“禁止"按钮即可实现,不过下次操作时要重新登录;HZ-QP04/A1 页次:16(三)常规操作一般情况下,可以操作的设备在鼠标移动到该设备上会出现绿色的鼠标箭头,单击鼠标可以调出操作画面鼠标左键:常规操作,一般为开关设备或设定执行鼠标右键:取消报警或打开属性窗口在电动设备开关时,如果设备HZ-QP04/A1 页次:17没有动作则系统会发出报警,同时取消驱动命令,但报警并不消失,直到人工取消对于一些大设备 ,信号较多,系统中有些专门的属性画面,能够提供更详细的信息四)操作原则由于操作画面上能方便的进行操作,所以操作工必须熟悉和掌握旋窑的操作规程,不得随意操作系统在操作上有一些必要的保护措施,但实际情况中会出现需要能手动操作,如设备连锁开关手动操作时必须按照工艺要求进行设备的顺序开关,以免造成事故五)系统使用原则本系统采用了图形化的操作系统和应用系统,所以操作简单,功能强大。

      但是如果进行了误操作也容易对系统造成破坏,所以操作人员不应该对应用程序以外的功能进行操作,以免破坏系统禁止操作人员操作画面以外的所有菜单和按钮六、系统维护1、现场设备控制一般有两种方式,一种是由控制室中工作人员通过监控画面操作实现,另一种是由现场工作人员通过现场设备开关手动实现不论哪种方式,设备的运行状态都被回送到后台工作站,当设备状态与监控画面的开关状态不一致时,设备处于报警,所以共有两种原因造成设备报警,一种是现场手动而后台开关处于关状态,另一种是现场设备不受控制(其状态与后台下达的命令相左) ,出现后一种情况时,应及时查找原因,HZ-QP04/A1。

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