基于现场总线技术的水泥生产自动化系统

摘要

现场总线技术是当今自动化领域技术发展的热点，具有全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站等的特点，广泛应用于现场仪表与控制系统和控制室之间的通讯。针对干法水泥生产工艺及过程控制的要求，阐述了现场总线技术在江西锦西水泥新厂建设过程中的具体设计方案。 根据干法水泥生产工艺的控制要求，以先进的Profibus现场总线技术为基础，设计了水泥厂的生产控制系统方案。系统采用的控制策略主要有：串级调节控制和模糊控制，基本的控制算法是数字PID调节。方案采用三级控制结构，实现了对原料破碎、生料均化、燃料制备、熟料烧成等过程的自动控制。选用SIEMENS公司S7.300系列的PLC、组态软件WinCC6.0，设计完成了基于现场总线的DCS系统，实现了对水泥生产自动控制和手动控制、本地控制和集中控制。上位监控软件以SIEMENS公司的组态软件WinCC6.0为开发工具，设计了系统的监视与中文控制画面，界面友好，易于操作，具备对现场过程数据的动态监视功能、历史数据的归档功能、异常信号的报警功能、现场操作的指导功能和对生产过程的控制功能等。 随着现场总线技术和智能化设备的发展，系统现场级经简单改造后即可实现全系统真正意义上的分布式控制（FCS）。该系统具有可移植性、可扩展性，具有很强的实用价值。

目录

文摘

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致谢

第一章绪论

1.1引言

1.2课题背景

1.3目的意义

1.4我国水泥工业现状与发展

1.4.1全国水泥工业现状

1.4.2新型干法窑的发展过程与动向

1.5新型干法水泥技术发展的新趋势

1.6本论文研究的内容

第二章新型干法水泥生产工艺

2.1概述

2.2工艺过程

2.2.1生料制备系统

2.2.2煤粉制备

2.2.3烧成系统

2.2.4水泥制备系统

第三章自动化控制技术及其网络

3.1水泥工业自动化技术发展的几个阶段

3.2水泥工业几种控制方法的特点

3.2.1可编程逻辑控制器(PLC)

3.2.2集散控制系统(DCS)

3.2.3现场总线控制系统(FCS)

3.3现场总线技术及其发展

3.3.1现场总线的定义

3.3.2几种典型的现场总线

3.4PROFIBUS现场总线

3.4.1PROFIBUS的定义及分类

3.4.2PROFIBUS协议结构

3.4.3PROFIBUS基本功能

3.5工业以太网通讯

第四章新型干法回转窑监控系统硬件设计

4.1S7-300 PLC系统硬件和网络相关介绍

4.2操作站的硬件设计

4.3主站及数据服务器的硬件设计

4.3.1主站与数据服务器及其设备

4.3.2故障分析及硬件连接

4.4从站的硬件设计

4.4.1窑尾控制从站硬件设计

4.4.2窑头控制从站硬件设计

第五章新型干法回转窑监控系统软件设计

5.1软件技术环境

5.2操作站的软件设计

5.3数据服务器与主站的软件设计

5.4从站的软件设计

5.4.1从站的模块化控制

5.4.2窑尾控制从站软件设计

5.4.3窑头控制从站软件设计

5.4.4煤粉控制从站软件设计

第六章控制策略研究

6.1PID控制算法

6.1.1PID调节中各环节的概念

6.1.2数字PID调节

6.1.3PID参数整定

6.2串级控制系统

6.3控制算法研究

6.3.1生料磨、水泥磨的控制

6.3.2分解炉温度控制

第七章总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献