基于多層網(wǎng)絡(luò)的水泥控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、近幾年來(lái),隨著網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)及多層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用,特別是在水泥、石化、冶金、紙業(yè)、電力等行業(yè)。目前構(gòu)建良好的企業(yè)信息化體系便成為了衡量企業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)之一。因此,以多層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念,從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)過(guò)程中數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、自動(dòng)存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)傳輸,以及各項(xiàng)計(jì)劃特別是生產(chǎn)計(jì)劃的自動(dòng)下達(dá)與執(zhí)行；實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)、供、銷及管控一體化的技術(shù),已經(jīng)成為水泥生產(chǎn)系統(tǒng)中控制技術(shù)的最新亮點(diǎn)之處。其次,水泥生產(chǎn)系統(tǒng)控制

2、過(guò)程中的新型PID控制、電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的變頻控制、多種設(shè)備以及各制造廠商產(chǎn)品間的通訊協(xié)作等核心的控制技術(shù),將作為構(gòu)成生產(chǎn)系統(tǒng)中整體控制策略的決定性因素,可以較好地促進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備的工作效率、環(huán)保性能、安全、精度等性能指標(biāo)的提升。
　　 本文是在大連小野田水泥實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,針對(duì)水泥生產(chǎn)自動(dòng)化控制管理系統(tǒng)的構(gòu)建方法進(jìn)行設(shè)計(jì),使現(xiàn)場(chǎng)控制層與基礎(chǔ)、過(guò)程及生產(chǎn)管理控制層之間能夠進(jìn)行無(wú)縫結(jié)合,還包括在水泥生產(chǎn)過(guò)程中PID對(duì)風(fēng)機(jī)入口、出口擋板的

3、控制,以及電機(jī)在變頻器控制下與風(fēng)機(jī)擋板的協(xié)調(diào)控制研究及論證,最后設(shè)計(jì)系統(tǒng)的架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成、人機(jī)交互界面,以及報(bào)表系統(tǒng)等。
　　 本文主要針對(duì)以下幾方面進(jìn)行展開:
　　 首先,本論文根據(jù)水泥生產(chǎn)系統(tǒng)控制過(guò)程中的開放性、互操作性、可靠性、數(shù)字化生產(chǎn)及生產(chǎn)工藝要求等特點(diǎn),將生產(chǎn)系統(tǒng)中分散的測(cè)量環(huán)節(jié)和控制設(shè)備用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的方式進(jìn)行連接,從而構(gòu)建了多層網(wǎng)絡(luò)的硬件結(jié)構(gòu)。由于水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的控制對(duì)象具有復(fù)雜程度高、分散程度高、響應(yīng)速度快、

4、可進(jìn)行集中管理、具有網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展需求等特點(diǎn),本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中充分考慮以上特點(diǎn),設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的快速性、擴(kuò)展性及開放性的優(yōu)勢(shì)。本系統(tǒng)選用多層網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu),由現(xiàn)場(chǎng)總線級(jí)、基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)、過(guò)程自動(dòng)化級(jí)、生產(chǎn)控制級(jí)網(wǎng)絡(luò)相融合而成,通過(guò)搭建現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng),從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)聯(lián)鎖管理、生產(chǎn)計(jì)劃管理、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集以及設(shè)備的遠(yuǎn)程設(shè)定及控制功能。其次,由于水泥生產(chǎn)行業(yè)的特殊性,即生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境惡劣(主要以粉塵和噪音污染為主)、需要頻繁作業(yè)、對(duì)操作

5、的安全性及可靠性要求程度高,同時(shí)水泥生產(chǎn)行業(yè)還應(yīng)符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策對(duì)生產(chǎn)中電機(jī)設(shè)備的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)及SO2氣體、SO3氣體、NO2氣體等減排標(biāo)準(zhǔn)的控制要求,因此控制系統(tǒng)的核心技術(shù)便采用了可以使得生產(chǎn)效率提高的自動(dòng)對(duì)位系統(tǒng)、優(yōu)化電機(jī)運(yùn)行特性的負(fù)荷平衡等多項(xiàng)控制策略。
　　 最后,由于小野田水泥設(shè)備具有結(jié)構(gòu)緊湊、可視性差、控制對(duì)象多、安全操作要求高、生產(chǎn)集中管理等多項(xiàng)特點(diǎn),在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中將監(jiān)控管理系統(tǒng)和系統(tǒng)控制相結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)控制系統(tǒng)