1、概述
活性石灰回转窑生产线的自动控制，一般来说可采用以下四种技术：一是传统常规仪表盘；二是工控机加10模块；三是PLC（可编程序控制器）控制技术；四是DCS（集散式控制系统）。其中传统常规仪表盘．般只能实现数据显示和比较简单的数据控制，而工这两种控制方式目前在自动控制领域已经基本被淘汰了。
PLC（可编程序控制器）控制技术产生于上世纪60年代，曾经盛行一时，目前仍然被普遍采用。但随着自动控制需求及其技术的不断发展，该控制方式存在的不能冗余设计、不能热拔插、运算效率低、响应速度慢等问题逐渐凸显出来了，已经开始不能满足活性石灰生产线的要求，成为制约提高生产线效率的“瓶颈”。同时，采用该控制模式，一旦控制系统或某个模块发生错误时，需要中断活性石灰生产线的正常牛产进行检修，往往会对生产造成比较大的影响。
DCS（集散式控制系统）控制模式，是目前最先进的自动控制技术，与其他控制方式相比，集散式控制系统有着很大的优越性：控制集中、危险分散、网络冗余、CPU冗余、电源冗余、各种模件冗余及可热拔插。另外该系统采用了现场总线技术．使系统的扩展更为方便，结构更为灵活、简洁。友好人机界面更适合国情，易于掌握，操作、维护方便。各种优化算法及控制策略的使用，使生产线产品品质大幅度提升，为产出优质的上游石灰产品提供了坚实的保障。同时整个生产过程的信息可与MIS联网，能为企业信息化提供基础数据。
2006年4月初在建成的300Ud的活性石灰回转窑生产线的自动控制系统，是在充分了解活性石灰生产工艺的基础上，结合先进的自动控制技术研发而成的活性石灰回转窑生产线DCS控制系统。整个生产线的控制点数为400多点。目前已投产将近两个月，系统运行良好，无论从系统的稳定性、可靠性、灵活性上，还是从系统人机交互的方式和控制功能上（即高可用性）来讲，用户对系统都很满意。系统达到了预期的控制目标。
2、Dcs系统的框架结构、功能及 硬件配置
该生产线的DCS系统采用双CPU热备冗余的架构，避免了由于某个部件失效影响运行，从而保证整个系统的可靠性和稳定性。冗余控制器和上位机之间采用了冗余TCP/四进行通讯，确保网络在任意一点的断开都不会影响网络的正常工作。冗余控制器之间的通讯也采用了冗余光纤通讯方式，任何一个控制器或通讯模块的停机都不会影响通讯的正常运行。
该DCS系统的框架结构如下图：
该生产线的DCS系统中，涵盖了整条生产线中主要的控制点，并实现了以下控制功能：
0生产过程参数的采集、运算处理和显；
0生产过程操作及控制；
0生产过程的故障报警、显示、打印；
0生产过程的日志记录、显示、打印；
0生产过程的班报．、日报、月报等打印；
0生产过程主要参数的趋势记录、显示、打印；
0生产过程动态流程图画面显示、打印；
0电机的备妥、运行、故障等显示；
0设备组启动、组停车、紧停、备妥检查、控制等；
0故障首出判断。当某设备跳停后，画面能立刻显示直接原因。
该生产线的DCS系统的硬件配置如下：
操作员站兼工程师站：2台
现场控制柜（含配电及继电器）：1台
系统中控制点的统计如下（含15%的冗余点数）：
该系统中无论从单机设备的启停、成组设备的启停、回路的控制上来讲，都是根据工艺的特点和设备要求的启停条件进行启动和运行，达到了符合工艺要求的目的，并且保护了设备，使设备能够安全运行。
在成组设备的控制中，用户能根据实际情况进行连锁／解锁选择，增强了系统的强壮性。
在生产线设备故障时，无论是启动故障、运行故障和停机故障，系统都会发出故障信号并报警，在某些控制点时，还可根据工艺要求进行控制动作。
3、Dcs系统的特性
从多个类似活性石灰生产线DCS控制系统的成功案例中，我们总结出该系统有以下特性：
(1)系统在过程控制级配置了2套完全热备冗余的控制单元和一套输入／输出系统
（I/O模块）。其中，每套控制单元都包括1个控制器（CPU模块），2个电源模块，2个通讯模块，1个冗余控件，这样两套热备冗余的控制单元就完全保证了整个过程控制级在控制器、电源、通讯、机架所有环节上的热各冗余。这样，系统的强壮性发挥到了最大，系统可以一直不间断运转，从而可以保障在活性石灰生产过程中，不会因为自动控制系统导致生产停顿。
(2)系统采用高性能的处理器，控制器按高于PLC系统4到10倍的速度运算，同时进行I/O扫描、处理控制器之间、控制器与主机之间的通讯和热备控制器的同步。同时系统具有点对点通讯能力，控制器之间通过高速以太网直接进行通讯，而无需通过上位路由，并且采用了遇等则报的通讯原则，从而提高了通讯效率。
(3)系统在设计时全部采用模块化结构方式，在控制网上可以扩展控制单元至万个节点，内在的扩展性可支持小到一个I/O模块，大到上千个I/o模块系统，并不需要改变系统结构。因此，当系统控制范围在扩充时只需增加相应的控制单元和卡件即可进行扩展，同时各模块可以实现热拔插而不影响原来系统的正常运行。
(4)系统具有开放性，实现了控制器对外开放，支持串口通讯、EthemetTCP/IP、Pro-？fibus、ModBus、InterBus、CANOpen、DeviceNet等通讯方式；实现了在人机接口上对外开放；实现了与上层的信息管理系统的接口。
(5)系统是在对整个石灰生产工艺全面吃透并掌握的前提下研发出来，因此系统想最终用户所想，提供了适合各个层面和具有各种不同操作习惯的人的控制界面，提供了具有高价值和高可用性的各种报表，各种报表对生产过程的采集的数据进行了收集、工、整理及分析，为生产决策提供了坚实的数据基础。
(6)系统在开发过程中极其重视人机交互的人性化，界面直观，操作简单，并具有严密的故障分析功能，更大程度上为生产线的安全运行提供了可靠的保障。
4、结束语
活性石灰生产线的DCS系统运行稳定，运算效率高，控制效果良好，可达到自动控制的预期目的，生产过程中各项工艺指标正常，产品质量稳定，为企业带来了很好的经济效益，开创了国产DCS系统在活性石灰回转窑生产线上成功应用的先例。
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