1、概述
  活性石灰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線的自動控制，一般來說可采用以下四種技術：一是傳統(tǒng)常規(guī)儀表盤；二是工控機加10模塊；三是PLC（可編程序控制器）控制技術；四是DCS（集散式控制系統(tǒng)）。其中傳統(tǒng)常規(guī)儀表盤．般只能實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示和比較簡單的數(shù)據(jù)控制，而工這兩種控制方式目前在自動控制領域已經(jīng)基本被淘汰了。
    PLC（可編程序控制器）控制技術產(chǎn)生于上世紀60年代，曾經(jīng)盛行一時，目前仍然被普遍采用。但隨著自動控制需求及其技術的不斷發(fā)展，該控制方式存在的不能冗余設計、不能熱拔插、運算效率低、響應速度慢等問題逐漸凸顯出來了，已經(jīng)開始不能滿足活性石灰生產(chǎn)線的要求，成為制約提高生產(chǎn)線效率的“瓶頸”。同時，采用該控制模式，一旦控制系統(tǒng)或某個模塊發(fā)生錯誤時，需要中斷活性石灰生產(chǎn)線的正常牛產(chǎn)進行檢修，往往會對生產(chǎn)造成比較大的影響。
    DCS（集散式控制系統(tǒng)）控制模式，是目前最先進的自動控制技術，與其他控制方式相比，集散式控制系統(tǒng)有著很大的優(yōu)越性：控制集中、危險分散、網(wǎng)絡冗余、CPU冗余、電源冗余、各種模件冗余及可熱拔插。另外該系統(tǒng)采用了現(xiàn)場總線技術．使系統(tǒng)的擴展更為方便，結(jié)構(gòu)更為靈活、簡潔。友好人機界面更適合國情，易于掌握，操作、維護方便。各種優(yōu)化算法及控制策略的使用，使生產(chǎn)線產(chǎn)品品質(zhì)大幅度提升，為產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的上游石灰產(chǎn)品提供了堅實的保障。同時整個生產(chǎn)過程的信息可與MIS聯(lián)網(wǎng)，能為企業(yè)信息化提供基礎數(shù)據(jù)。

    2006年4月初在建成的300Ud的活性石灰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線的自動控制系統(tǒng)，是在充分了解活性石灰生產(chǎn)工藝的基礎上，結(jié)合先進的自動控制技術研發(fā)而成的活性石灰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線DCS控制系統(tǒng)。整個生產(chǎn)線的控制點數(shù)為400多點。目前已投產(chǎn)將近兩個月，系統(tǒng)運行良好，無論從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、靈活性上，還是從系統(tǒng)人機交互的方式和控制功能上（即高可用性）來講，用戶對系統(tǒng)都很滿意。系統(tǒng)達到了預期的控制目標。
2、Dcs系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)、功能及 硬件配置
  該生產(chǎn)線的DCS系統(tǒng)采用雙CPU熱備冗余的架構(gòu)，避免了由于某個部件失效影響運行，從而保證整個系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。冗余控制器和上位機之間采用了冗余TCP/四進行通訊，確保網(wǎng)絡在任意一點的斷開都不會影響網(wǎng)絡的正常工作。冗余控制器之間的通訊也采用了冗余光纖通訊方式，任何一個控制器或通訊模塊的停機都不會影響通訊的正常運行。
    該DCS系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)如下圖：
    該生產(chǎn)線的DCS系統(tǒng)中，涵蓋了整條生產(chǎn)線中主要的控制點，并實現(xiàn)了以下控制功能：
    0生產(chǎn)過程參數(shù)的采集、運算處理和顯；
    0生產(chǎn)過程操作及控制；
    0生產(chǎn)過程的故障報警、顯示、打��；
    0生產(chǎn)過程的日志記錄、顯示、打印；
    0生產(chǎn)過程的班報．、日報、月報等打�。�
    0生產(chǎn)過程主要參數(shù)的趨勢記錄、顯示、打��；
    0生產(chǎn)過程動態(tài)流程圖畫面顯示、打�。�
    0電機的備妥、運行、故障等顯示；
    0設備組啟動、組停車、緊停、備妥檢查、控制等；
    0故障首出判斷。當某設備跳停后，畫面能立刻顯示直接原因。
    該生產(chǎn)線的DCS系統(tǒng)的硬件配置如下：
    操作員站兼工程師站：2臺
    現(xiàn)場控制柜（含配電及繼電器）：1臺
    系統(tǒng)中控制點的統(tǒng)計如下（含15%的冗余點數(shù)）：
    該系統(tǒng)中無論從單機設備的啟停、成組設備的啟停、回路的控制上來講，都是根據(jù)工藝的特點和設備要求的啟停條件進行啟動和運行，達到了符合工藝要求的目的，并且保護了設備，使設備能夠安全運行。

    在成組設備的控制中，用戶能根據(jù)實際情況進行連鎖／解鎖選擇，增強了系統(tǒng)的強壯性。
    在生產(chǎn)線設備故障時，無論是啟動故障、運行故障和停機故障，系統(tǒng)都會發(fā)出故障信號并報警，在某些控制點時，還可根據(jù)工藝要求進行控制動作。
3、Dcs系統(tǒng)的特性
    從多個類似活性石灰生產(chǎn)線DCS控制系統(tǒng)的成功案例中，我們總結(jié)出該系統(tǒng)有以下特性：
    (1)系統(tǒng)在過程控制級配置了2套完全熱備冗余的控制單元和一套輸入／輸出系統(tǒng)
（I/O模塊）。其中，每套控制單元都包括1個控制器（CPU模塊），2個電源模塊，2個通訊模塊，1個冗余控件，這樣兩套熱備冗余的控制單元就完全保證了整個過程控制級在控制器、電源、通訊、機架所有環(huán)節(jié)上的熱各冗余。這樣，系統(tǒng)的強壯性發(fā)揮到了最大，系統(tǒng)可以一直不間斷運轉(zhuǎn)，從而可以保障在活性石灰生產(chǎn)過程中，不會因為自動控制系統(tǒng)導致生產(chǎn)停頓。
    (2)系統(tǒng)采用高性能的處理器，控制器按高于PLC系統(tǒng)4到10倍的速度運算，同時進行I/O掃描、處理控制器之間、控制器與主機之間的通訊和熱備控制器的同步。同時系統(tǒng)具有點對點通訊能力，控制器之間通過高速以太網(wǎng)直接進行通訊，而無需通過上位路由，并且采用了遇等則報的通訊原則，從而提高了通訊效率。
    (3)系統(tǒng)在設計時全部采用模塊化結(jié)構(gòu)方式，在控制網(wǎng)上可以擴展控制單元至萬個節(jié)點，內(nèi)在的擴展性可支持小到一個I/O模塊，大到上千個I/o模塊系統(tǒng)，并不需要改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。因此，當系統(tǒng)控制范圍在擴充時只需增加相應的控制單元和卡件即可進行擴展，同時各模塊可以實現(xiàn)熱拔插而不影響原來系統(tǒng)的正常運行。
    (4)系統(tǒng)具有開放性，實現(xiàn)了控制器對外開放，支持串口通訊、EthemetTCP/IP、Pro-？fibus、ModBus、InterBus、CANOpen、DeviceNet等通訊方式；實現(xiàn)了在人機接口上對外開放；實現(xiàn)了與上層的信息管理系統(tǒng)的接口。
    (5)系統(tǒng)是在對整個石灰生產(chǎn)工藝全面吃透并掌握的前提下研發(fā)出來，因此系統(tǒng)想最終用戶所想，提供了適合各個層面和具有各種不同操作習慣的人的控制界面，提供了具有高價值和高可用性的各種報表，各種報表對生產(chǎn)過程的采集的數(shù)據(jù)進行了收集、工、整理及分析，為生產(chǎn)決策提供了堅實的數(shù)據(jù)基礎。
    (6)系統(tǒng)在開發(fā)過程中極其重視人機交互的人性化，界面直觀，操作簡單，并具有嚴密的故障分析功能，更大程度上為生產(chǎn)線的安全運行提供了可靠的保障。
4、結(jié)束語
    活性石灰生產(chǎn)線的DCS系統(tǒng)運行穩(wěn)定，運算效率高，控制效果良好，可達到自動控制的預期目的，生產(chǎn)過程中各項工藝指標正常，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，為企業(yè)帶來了很好的經(jīng)濟效益，開創(chuàng)了國產(chǎn)DCS系統(tǒng)在活性石灰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線上成功應用的先例。
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