0、引言
    云南某股份有限公司冶煉廠粉煤制備工序是20世紀70年代建成的，儀表及控制部分當時是由DDZ一Ⅱ型電動單元組合儀表來完成，通過10年的運行，設(shè)備老化，故障率高，維護量大，已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需要．為此，對儀表及控制部分進行了改造，采用浙大中控的SUPCON ECS- 100集散控制系統(tǒng)來完成生產(chǎn)過程的監(jiān)控。
    粉煤制備工序共有兩套完全相同的設(shè)備，正常生產(chǎn)時一開一備。其生產(chǎn)過程是將原煤通過球磨機加熱、磨細制粉后用真空輸送到各冶煉爐作為燃料和原料，粉煤制備工序生產(chǎn)過程的工藝流程如圖1。
 
    原煤輸送部分在進入1 #，2#原煤倉之前已經(jīng)和其它項目作了一次改造，由一臺PLC來控制4條皮帶運輸機和兩臺卸料器，通過原煤倉上的超聲波料位計的上下限來分別控制原煤進入1#，2#原煤倉。原煤輸送部分已完全實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)，原煤在進入原煤倉后到生產(chǎn)出合格粉煤之間這一段由DCS系統(tǒng)進行監(jiān)控。
    原煤在進入1 #，2#原煤倉后由1#，2#圓盤給料機通過變頻器給到球磨機中，球磨機中的熱風(fēng)是由飄浮爐提供，飄浮爐的溫度由一臺螺旋運輸機通過變頻器調(diào)節(jié)給煤量的大小來控制飄浮爐的溫度，原煤從球磨機出來后經(jīng)過粗細分離器，細的部分作為合格產(chǎn)品送到粉煤倉，粗的部分再返回到球磨機，從粗細分離器出來后再經(jīng)過旋風(fēng)分離器，同樣細的部分作為合格產(chǎn)品送到粉煤倉，粗的部分再返回到球磨機，剩下的風(fēng)煤混合氣由粉煤風(fēng)機送到布袋收塵器，布袋收塵器收下來的部分再送到粉煤倉，其余部分由引風(fēng)機排出。
    由工藝提出要求，需對整個生產(chǎn)過程中電器設(shè)備進行全自動邏輯順序控制，對一些重要的生產(chǎn)過程參數(shù)進行控制和顯示，控制系統(tǒng)選用了浙大中控的SUPCON ECS - 100集散控制系統(tǒng)來完成生產(chǎn)過程的監(jiān)視和控制。
1、SUPCON ECS -100集散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
    該系統(tǒng)包括一個工程師站、一個操作員站和一個現(xiàn)場控制站，在粉煤制備工序中，為保證系統(tǒng)的安全，對于DI，DO點全部采用繼電器與系統(tǒng)卡件隔離，其中，工程師站是為專業(yè)工程技術(shù)人員設(shè)計的，內(nèi)裝有相應(yīng)的組態(tài)平臺和系統(tǒng)維護工具，通過系統(tǒng)組態(tài)平臺生成適合生產(chǎn)工藝要求的應(yīng)用系統(tǒng)，具體功能包括：系統(tǒng)生成、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)定義、操作組態(tài)、流程圖畫面組態(tài)、控制功能組態(tài)、報表、趨勢程序編制等，操作員站是操作人員完成生產(chǎn)過程監(jiān)控管理任務(wù)的人機界面，操作人員通過這個界面來完成生產(chǎn)過程的操作、管理等任務(wù)．控制站是系統(tǒng)中直接與工業(yè)現(xiàn)場進行信息交互的I/O處理單元，完成整個工業(yè)過程的實時監(jiān)控功能，圖2是SUPCON ECS - 100的組成結(jié)構(gòu)圖。

    SUPCON ECS - 100系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)分3層，最上層是信息管理網(wǎng)，通過網(wǎng)關(guān)與該廠的內(nèi)部局域網(wǎng)相連接，將生產(chǎn)的實時數(shù)據(jù)及時傳送到內(nèi)部局域網(wǎng)上，使領(lǐng)導(dǎo)、調(diào)度能方便地指揮生產(chǎn)，是實現(xiàn)全廠綜合管理的信息通道；中間層為過程控制網(wǎng)( SCnetⅡ)，采用高速冗余的工業(yè)以太網(wǎng)作為過程控制網(wǎng)絡(luò)，過程控制網(wǎng)實現(xiàn)工程師站、操作站和控制站的連接，完成信息、控制命令的傳輸與發(fā)送，雙重化的冗余設(shè)計，使得信息傳輸安全、高速、可靠；底層控制網(wǎng)絡(luò)為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)(SBUS)，采用主控制卡指揮式令牌網(wǎng)，存儲轉(zhuǎn)發(fā)通信協(xié)議，是控制站各卡件之間信息交換的通道。
2、系統(tǒng)的組態(tài)
    SUPCON ECS - 100系統(tǒng)的軟件為AdvanTrol - pr02.0，是浙大中控技術(shù)股份有限公司開發(fā)的全中文界面的監(jiān)控軟件，由SCKey組態(tài)軟件和AdvanTrol監(jiān)控軟件組成，啟動SCKey組態(tài)軟件進行控制系統(tǒng)的組態(tài)，針對粉煤制備工序，分兩部分進行控制系統(tǒng)的組態(tài)。

2.1數(shù)字量控制部分
2.1.1邏輯順序控制
    對粉煤制各工序，工藝要求所有電器設(shè)備都必須按程序進行全自動的順序啟動和停止，SCKey組態(tài)軟件中對邏輯順控可采用“圖形編程”、“scx語言編程”等來實現(xiàn)邏輯順序控制．為了方便調(diào)試及檢修，所有電器設(shè)備在現(xiàn)場控制箱上都設(shè)了一個“聯(lián)鎖”一“手動”轉(zhuǎn)換開關(guān)，當設(shè)備調(diào)試或檢修時轉(zhuǎn)換開關(guān)打到現(xiàn)場“手動”位置，可以在現(xiàn)場直接啟動單臺設(shè)備；當需要在控制室進行聯(lián)鎖啟動時轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“聯(lián)鎖”位置，可以在控制室進行聯(lián)鎖啟動。

2 .1.2其它數(shù)字量控制部分
    如電動執(zhí)行器的控制，在進行順序啟動和停止的過程中，要對一些風(fēng)機的閥門進行自動控制，比如說風(fēng)機在啟動之前要關(guān)閉閥門，在組態(tài)時可用一個DO信號來控制電動執(zhí)行器使閥門關(guān)閉到設(shè)定的閥位值。布袋進出口壓差的控制，有兩種控制方式供操作人員選擇，一種是定時噴吹控制，操作人員通過DCS系統(tǒng)界面可以很方便的改變脈沖閥的噴吹時間和間隔時間；另一種是自動噴吹控制，當布袋進出口壓差大于設(shè)定值時自動打開脈沖閥進行噴吹，同樣的可以很方便的改變脈沖閥的噴吹時間和間隔時間。
    其它報警、跳閘信號的控制，由于整個工藝的電器設(shè)備在正常生產(chǎn)時是聯(lián)鎖控制的，對于一些重要的參數(shù)也納入其中參加聯(lián)鎖控制．如球磨機的軸承溫度、潤滑油壓力等等，在系統(tǒng)組態(tài)時可根據(jù)工藝條件設(shè)定上下限值，DCS根據(jù)這些設(shè)定的上下限值來進行判斷是報警、停車、緊急停車，保證聯(lián)鎖控制設(shè)備的安全運行。
2.2模擬量的控制
    對于模擬量的控制是DCS系統(tǒng)的優(yōu)勢，SUPCON ECS -100系統(tǒng)對一些常規(guī)的控制（單回路、串級、單回路前饋、串級前饋、單回路比值、串級變比值、分程等）采用填表式的方式進行組態(tài)，使用起來相當方便。如果控制系統(tǒng)很復(fù)雜，用戶還可以自定義控制回路，始終可以滿足不同用戶的要求。
2.2.1球磨機出口溫度的控制
    在粉煤制備工序中，球磨機出口溫度是一個重要的控制參數(shù)，對于球磨機出口溫度影Ⅱ向的因素較多，球磨機的進煤量、熱風(fēng)的流量、球磨機的轉(zhuǎn)速等等，對于一個改造工程，而且還是只對控制部分進行改造，許多工藝設(shè)備還是用原來的，受環(huán)境、場地的限制，對影響球磨機出口溫度的一些參數(shù)還無法進行測量，因此給控制帶來了一定困難，針對現(xiàn)場的情況，經(jīng)過仔細分析，采取以下方案來實現(xiàn)。用一個單回路的控制系統(tǒng)，通過改變給煤量的大小來控制球磨機的出口溫度，當溫度變化時，一般情況下，通過改變給煤量的大小來控制球磨機的出口溫度是可以完成的，如果通過改變給煤量的大小無法滿足，即溫度不能回到設(shè)定值sv上時，在溫度測量上再設(shè)一個設(shè)定值sv，當溫度的變化超過sv,時，DCS用一個DO信號去使熱風(fēng)閥上的電動執(zhí)行器動作，再通過改變熱風(fēng)的大小保證球磨機的出口溫度回到設(shè)定值sv上來+這樣用一個單回路的控制系統(tǒng)再加上一個數(shù)字量DO信號完成了球磨機出口溫度的控制，圖4是球磨機出口溫度的控制原理框圖。
2.2.2其它模擬量的控制
    在粉煤制備工序中，對電機轉(zhuǎn)速的控制，由于使用原設(shè)備，只需增加一個變頻器，接受DCS的AO信號，即可與DCS實現(xiàn)閉環(huán)控制，如球磨機進口溫度的控制，通過螺旋給煤電機的轉(zhuǎn)速控制進煤量的大小來調(diào)節(jié)球磨機進口溫度；布袋收塵器進口壓力的控制，通過改變風(fēng)機的轉(zhuǎn)速來控制布袋收塵器進口壓力等等。
3、系統(tǒng)功能
    SUPCON ECS - 100系統(tǒng)軟件是基于Windows 2000/NT操作系統(tǒng)，界面友好，控制系統(tǒng)組態(tài)和操作都很方便，通過SCKey組態(tài)軟件，可以制作出形象逼真、美觀的流程圖，同時其它的功能也不錯。
3.1工藝流程圖

    根據(jù)生產(chǎn)工藝制作了十余頁不同的工藝流程圖，一些需要操作人員改變的設(shè)定值、電參數(shù)的顯示等用特有的彈出式流程圖的方式制作，供操作人員選用，可以從流程圖上很直觀的看到各種工藝參數(shù)，流程圖之間的切換也很方便。圖5是其中一套系統(tǒng)的操作流程圖．
3-2控制分組、趨勢圖及報表
    控制分組主要完成許多實時性的操作，如控制系統(tǒng)的手，自動切換，PID參數(shù)的調(diào)整等；將一些重要的工藝參數(shù)作詳細的記錄，通過查看趨勢圖，可幫助操作人員調(diào)整工藝參數(shù)，為操作控制和事故分析提供重要的依據(jù)。
3.3電力參數(shù)的顯示與累計
    SUPCON ECS - 100系統(tǒng)提供了一些電量信號處理卡件供用戶選擇，可配合電流、電壓互感器來實現(xiàn)高、低壓電力參數(shù)的顯示與累計，在粉煤制備工序中，由于該工序是為所有冶煉爐提供燃料，要求必須隨時保證生產(chǎn)的正常運行，所以供電上采取了雙回路同時供電的方式，在選型時就考慮了用系統(tǒng)的電量卡件來完成電力參數(shù)的顯示與累計，操作人員在計算機屏幕上就可以監(jiān)視供電、用電及電能累計的情況，也對車間、班組的能耗考核提供了重要的數(shù)據(jù)，電量信號處理卡件的轉(zhuǎn)換精度為0.1%(F．S)，高于傳統(tǒng)電能表的計量精度，取代了傳統(tǒng)電能表計量的方式。
4、結(jié)束語
    云錫冶煉廠粉煤制備工序用SUPCON ECS - 100系統(tǒng)改造后，實現(xiàn)了生產(chǎn)、操作全過程的自動控制，替代了原來的手動操作，大大減少了人為的誤操作，最大限度地保證了生產(chǎn)的正常運行，系統(tǒng)投運近一年以來，運行穩(wěn)定，可靠性高，操作簡單，維護方便，滿足了生產(chǎn)工藝的要求。
    三門峽富通新能源銷售球磨機、雷蒙磨、雷蒙磨粉機、雷蒙磨配件等。