ABB AC800F係統在海螺水泥的成功應用

　　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/客ke戶hu方fang案an
，避bi免mian服fu務wu器qi故gu障zhang造zao成cheng數shu據ju交jiao換huan任ren務wu癱tan瘓huan。全quan局ju數shu據ju庫ku中zhong任ren何he變bian量liang更geng新xin僅jin輸shu入ru一yi次ci即ji可ke，變bian量liang的de檢jian查zha也ye是shi全quan係xi統tong範fan圍wei內nei進jin行xing。編bian程cheng語yu言yan與yu圖tu形xing化hua編bian程cheng語yu言yan標biao準zhun 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。