基于PCS7的水泥生产线的WinCC组态

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水泥是重要的建筑材料，用水泥制成的砂浆或混凝土坚固耐久，广泛应用于土木建筑、水利及国防等工程项目中。硅酸盐类水泥的生产工艺具有代表性，以石灰石和黏土为主要原料，经破碎、配料和磨细制成生料后喂入水泥窑中煅烧为熟料，再将熟料加适量石膏(有时还掺加混合材料或添加剂)磨细而成。

笔者以水泥生产线 PCS7控制系统为基础，采用组态软件 WinCC设计水泥生产线从生料加工直至成品水泥，以及环保尾气排放的整个工艺流程的集中监控和人工手动干预。

1 PCS7自控系统5kt/d新型干法水泥熟料工艺生产线的所有生产车间均采用 PCS7集散型计算机控制系统(软件版本为 7.0)，用于生产线的电气控制和监视管理。硬件采用 $7-400控制器和 s7.300 I/O拈，Profibus-DP数据通信总线，上位机采 c/s网络架构，两台 DELL PowerEdge 2900冗余服务器与6台操作员站和-台工程师站组成光纤环网，保证生产监控数据的通信安全。此处采用光纤环网的目的是防止光纤网络中任何-条连接线断开而影响连接中的-个区域所带来的网络安全隐患，使网络处于冗余模式。

2 控制要求根据水泥生产及其工艺流程的需求，将所控制区域分为原料粉磨、煤粉制备、烧成窑尾、烧成窑头、熟料输送和废气处理 6个现池制站和远程站。现池制站采用416-2$7-400处理器，I/O接口模件采用 ET200M，与 S7-300拈组成远程控制站，控制站机柜放置于生产车间的电力室，通过光纤组成通信网络与中央控制室的操作站相连，组成集散型计算机控制系统。

整条生产线设置-个中央控制室，完成主要生产车间的电动机和各种用电设备的顺序逻辑控制、模拟量控制参数的检测及回路自动控制等，在中央控制室操作员通过监控主机画面对所控制的生产车间进行管理和操作。计算机控制系统的构成及控制范围如图 1所示，系统网络结构和服务器、操作站、现池制站、打印输出硬件均为工程实际配置。

3 WinCC组态设计与实现3.1 监控系统监控组态软件是 自动监控系统的数据收集与处理、远程监视和数据转发中心，与各种控制和检测设备(如 RTU、PLC、智能仪表及 DCS等)共同构成快速响应和控制中心，即调度中心。监控组态软件投运后，操作人员就可以查看生产现场的实时数据和流程画面、实时和历史趋势画面 ，自动打印各种实时和历史生产报表，及时获得并处理各种过程报警和系统报警 ，在需要时人为干预生产过程并修改生产过程的参数和状态，并与管理部门的计算机联网，为管理部门提供生产实时数据 。

3.2 组态软件与自控系统软件的关系计算机控制系统软件通常划分为控制层、监控层和管理层。监控层对下连接控制层，实现对现场设备的实时监测与控制；对上连接管理层，在自控系统中起上传下达的重要作用。监控层的硬收稿 日期：2012-10-12(修改稿)化 工 自 动 化 及 仪 表 第40卷3.3.8 趋势监控趋势监控分析主要针对以下4个部分，每个部分的具体内容如下：a.原料和废气。原料电流、主电机温度、减速机温度、减速机滑履温度、系统风机温度、原料其他温度、原料磨压力、废气电流、引风机温度、废气其他温度、废气压力。

b.窑尾。预热器的压力和温度、高温风机温度、窑尾电流、窑尾喂料秤、喂料累积量、喂料阀反愧原料喂料秤、转子秤风力、高温风机反愧温度累积和漆渣 。

C.煤磨。主电机温度、轴承、灰斗温度、煤磨其他温度、煤磨压力、煤磨其他、煤磨转子秤、自动、煤磨电流、托轮瓦温度、喂料、喂煤累积量和电收尘开/停。

d.窑头。窑头压力和温度、窑头篦冷机、CO窑头阀门、窑头电流、主机状态和秤状态。

趋势分析能够确定分析期与生产有关参数的变动情况和趋势，便于历史数据归档与查询。趋势监控作为对于生产而言，很重要的整体分析方法和阶段性数据记录手段，在整个水泥生产中同样起着至关重要的作用。

4 结束语笔者针对水泥生产线的工艺特点和实际操作需要，在 PCS7平台下 ，采用 WinCC组态软件设计并实现了整个水泥生产的监控方法和监控流程，实现了对整条生产线的无缝化监控＄面规划简洁明了，监测数据全面，可为水泥生产自动化生产过程的监控提供参考和借鉴。