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1. 係統概述及項目背景 ABB IndustrialIT係統是在ABB原有控製係統基礎上發展起來的最新的企業自動化解決方案。該係統融傳統的DCS和PLC優點於一體並支持多種國際現場總線標準,尤其適合於水泥行業的應用,目前在水泥行業應用非常廣泛。 2001年安徽海螺集團上了2500 t/d 生產線兩條,5000 t/d 生產線四條,全部采用ABB AC800F控製係統,3年來運行良好,在此良好合作的基礎上2004年又大規模地上了11條5000 t/d和10000 t/d生產線,全部采用了ABB的控製係統,在2005年還將有6條5000 t/d和10000 t/d生產線采用ABB的控製係統。本文以池州2×5000 t/d 生產線項目為重點,從技術角度介紹AC800F係統在海螺的成功應用。 2. DCS係統控製網絡 係統網絡分為現場控製層和中央監控層兩層網絡。 第一層為現場控製層,ABB S800 遠程I/O采用Profibus DP通信標準與AC800F控製器進行通信,通訊速率高達12MB/s,距離遠達1200米,根據項目要求,有些站距離比較遠,采用光纖作為傳輸介質;在現場采用了部分現場總線儀表,采用ProfiBus PA通信標準與AC800F控製器進行通信。 第二層為中央監控層,實現各控製器之間及與操作員站、工程師站的通信,采用基於TCP/IPxieyidegongyeyitaiwang。youyushuinixingyedetedian,kongzhiqijicaozuoyuanzhanweizhifensan,qiejulijiaoyuan,xianchangganraojiaoda,suoyitongxinwangluocaiyonglerongyuguangxianhuanwangjiegou。caiyonghesimandaoguianzhuangxingguangxianjixianqitongxinmojian,gaijixianqitigongshuangrongyugongdian,shuangluguangxianjiekou,keyijiangguanglanjiechenghuanxing,tongxinmojianneizhirongyuguanligongneng,danghuanlurenheyichuchuxianguzhangkeyizai30ms內自動切換到另外一條備用線路上,同時可以診測到故障發生位置。 3. DCS過程控製站 3.1 DCS控製站特點描述 過程控製級包括多個ControlIT控製站,完成各種控製功能,ControlIT控製站由AC800F現場總線型控製器和下掛的S800分布式智能I/O站組成。AC800F型 控製器功能十分強大,配有運算速度高達150MIPS的32位超標量 RISC型處理器(精簡指令係統CPU)Intel80960HT25/75,並配大容量內存(4M的 FlashEPROM和4~16M的RAM)及實時多任務嵌入式操作係統pSOS+,充分滿足工業過程控製對實時性和可靠性的嚴格要求。控製器的控製周期可根據控製需要設置,最快可設為5ms。I/O模件掃描速度很高,對模擬量T<20ms,對開關量T<5ms。控製器具有基於Web技術的自診斷功能,並可通過Internet進行遠方診斷。 ControlIT控製站所配置的每個 S800 I/O站可支持12個I/O卡件,I/O卡件采用光電隔離技術,模擬量I/O卡件的精度不小於0.1%(熱電阻為0.05%)。AI卡件能驅動600m範圍以內的二線製24VDC變送器,能直接給現場變送器供電。DO輸出經繼電器隔離,繼電器輸出接點容量為DC24V/5A。S800 I/O 采用模塊化設計, DIN導軌式安裝, 由於對空間及環境要求不苛刻, S800 I/O 尤其適用於安裝在分散的場合, 並且對處理信號幾乎沒有要求, 從而現場儀表和設備信號可以直接接線到S800 I/O 站。總所周知,在水泥廠的環境非常惡劣,但這幾條生產線自開車運行3年來,基本沒有卡件損壞現象。 3.2 DCS控製站配置 池州項目共采用5套AC800F控製器,置於4個控製室中,原料磨控製室配1套AC800F控製站,窯頭控製室有兩套AC800F控製站,窯尾控製室配1套AC800F控製站,水泥磨站控製室配1套AC800F控製站。四個控製室通過冗餘光纖環網連在一個網絡上。 ・ 生料磨控製站置於生料磨控製室,采用1套AC800F 控製器,該控製器上配了2塊Profibus模件: - 1個用於生料磨及廢氣處理S800 本地I/O控製,共計6個S800IO站,3個用於1#線,3個用於2#線。 - 1個用於原料調配S800遠程I/O 控製,連接2個遠程IO站,1個用於1#線,1個用於2#線,另外還做 Siemens S7300 的接口; ・ 窯頭控製站置於窯頭控製室中,配置了1套AC800F 控製器,該控製器上配了2塊Profibus模件: - 1個用於窯頭/熟料入庫處理S800 本地I/O控製,共計6個S800IO站,1#與2#線各3各IO站; - 1個用於煤粉製備遠程 S800 I/O 控製,連接5個遠程IO站,3個用於1#線,2個用於2#線,另外連接Siemens S7300 PLC; - 窯尾控製站置於窯尾控製室中,配置了1套AC800F 控製器,該控製器上配了1塊Profibus模件,用於窯中/窯尾/均化庫底處理S800 本地I/O控製,1#與2#線各3各IO站。 ・ 水泥磨控製站置於窯頭控製室中,配置了1套AC800F 控製器,該控製器上配了2塊Profibus模件: - 1個用於與Siemens S7300 接口。 - 1個用於水泥磨本地I/O,並配置了2個S800IO站。 3.3 礦山及碼頭部分控製係統配置 ・ 礦山既碼頭部分采用西門子S7-300 PLC,共分四個站,即石灰石破碎控製站,原料輸送控製站,碼頭控製站和熟料輸送控製站,並與DCS進行通訊。 - 石灰石破碎控製站和碼頭控製站的控製器選用CPU314,原料輸送控製站和熟料輸送控製站的控製器則選用CPU315-2DP,可以采用Profibus DP 協議與AC800F DCS係統通信; - CP 343-5通信處理器使用Profibus FMS協議與相應的控製站CPU進行通信; - 控製站之間通信介質選用光纖,使用一對光纖耦合器連接; - 石灰石破碎控製站和熟料輸送控製站配置觸屏裝置,而原料輸送和碼頭控製站各配置1台OS站,安裝WinCC監控軟件; ・ 另外如銅陵項目采用的PLC是AB的PLC5,PLC與DCS之間采用Modbus 標準進行通信。通訊也很方便。 4. 操作管理級 操作管理級主要包括OperateIT操作站、EngineerIT工程師站、數據網關、管理計算機及相應軟件,另外還包括打印機、各種操作台等輔助設備。 工程師站EngineerIT用於係統軟件組態(支持在線組態)和調試投運,它無需永久性接入係統,操作站也可兼作工程師站(需按工程師權限登錄)。EngineerIT工程師站上的軟件ControlBuilderF完成過程級、操作級乃至現場總線儀表的組態以及調試。 係統采用全局數據庫,係統內的變量實現共享,該全局數據庫完全下裝到過程級,不采用服務器/kehufangan,bimianfuwuqiguzhangzaochengshujujiaohuanrenwutanhuan。quanjushujukuzhongrenhebianlianggengxinjinshuruyicijike,bianliangdejianzhayeshiquanxitongfanweineijinxing。bianchengyuyanyutuxinghuabianchengyuyanbiaozhun IEC 1131-3完全兼容,根據實際控製要求可任意選用 FBD、LD、IL、SFC、ST等方式。係統具備大量標準功能塊及功能子程序,如調節塊具備標準、比率、步進、2位、3位wei等deng功gong能neng塊kuai供gong用yong戶hu根gen據ju實shi際ji情qing況kuang選xuan用yong,功gong能neng塊kuai編bian程cheng采cai用yong參can數shu表biao形xing式shi,語yu言yan麵mian向xiang儀yi表biao工gong程cheng師shi語yu言yan。同tong時shi係xi統tong也ye提ti供gong用yong戶hu自zi定ding義yi接jie口kou根gen據ju用yong戶hu要yao求qiu開kai發fa專zhuan用yong功gong能neng塊kuai。係xi統tong具ju備bei選xuan擇ze部bu分fen、修改部分、全部下裝功能。該軟件可以離線編程,在線修改參數,被修改的參數具備自動備份功能可以恢複。該軟件可以在線調試,可以單步運行、跟蹤、仿真調試。 操作站的任務是生產監控,即綜合監視來自過程控製級的所有信息,進行監示、報警、趨勢生成、記錄、打印輸出及人工幹預操作(發送命令、修改參數等)。操作員站使用以太網與過程站及其它設備進行通信,由於係統數據庫為全局,所以操作員站之間數據及畫麵完全可以共享,互為冗餘備份。 操作員站支持一係列標準預定義顯示:如總貌顯示、回路及各過程位號麵板顯示(麵板也可以根據用戶特殊要求實現自定義)、控製組顯示、趨勢顯示、報警顯示、過程信號記錄與操作記錄列表(實現各種操作的實時記錄和實時打印)顯示等,圖形數量無軟件限製,畫麵數據更新時間為小於1秒,可以由編程軟件定義。 操作站及工程師站硬件均選用DELL的PC機,操作係統Windows2000。操作台用於放置操作管理級設備。 5. 總結 實踐證明,ABB AC800F係統在海螺的十多條生產線上的運用都是很成功的。在2004年海螺的幾條5000和10000t/d線也順利地投運,並被中國儀器儀表學會評為2004年度優秀控製項目。
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