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    水泥粉磨站是將水泥生產中的最后成品階段單獨獨立出來而形成的水泥成品生產單位。該階段將水泥熟料加入適量的混合材料進行粉磨，產出成品水泥。水泥的生產，一般可分生料制備、熟料煅燒和水泥制成等三個工序。硅酸鹽類水泥的生產工藝在水泥生產中具有代表性，是以石灰石和粘土為主要原料，經破碎、配料、磨細制成生料，然后喂入水泥窯中煅燒成熟料，再將熟料加適量石膏（有時還摻加混合材料或外加劑）磨細而成。

粉末基礎知識

    粉磨的基本概念：用外力克服固體物料分子之間的內聚力，使之分裂，并使物料顆粒的粒徑減小的過程，稱之為粉碎或磨碎，簡稱粉磨。     
    粉磨的分類：物料的粉碎一般是在破碎機和粉磨機內分別進行的，所以按其粉碎物料的粗細程度又分為破碎和粉磨兩個機械操作過程。
    粉磨的目的：在于使物料獲得必要的分散度，成為一定組成的產品，以滿足各工藝過程的要求。

粉磨加工的分類：

    普通粉磨：粒度＜80μm  比表面積250～350/m2kg
    高細粉磨：粒度＜50μm  比表面積350～600/m2kg
    超細粉磨：粒度＜10μm  比表面積600～800/m2kg

水泥粉磨的意義：

    水泥熟料的粉磨主要任務是提供一定顆粒組成的成品，水泥的分散度可以用細度和比表面積來表示，在相同的礦物組成條件下，分散度越高，水泥磨的越細，水泥的水化速度越快強度越高，特別是早期強度高，但是當比表面積超過一定限度，強度增長不明顯，電耗反而會急劇增加。粉磨方式不同，即使比表面積相同，強度也會有所差別。

粉磨方式：
    閉路粉磨系統：出磨水泥經選粉設備選粉后合格品作為成品入庫，而不合格品回磨繼續粉磨。
    開路粉磨系統：出磨物料即為成品。
    閉路粉磨優點：可以消除過粉磨現象，同時出磨物料經過輸送和分級設備時可散失一部分熱量，粗粉再回磨重磨可降低磨內溫度，因而粉磨效率高，產量高，一般產量可提高15～25％；可用調節分級設備的方法來控制產品的細度，因而能夠保證產品的細度，適用于生產多品種水泥。
    缺點：流程復雜，設備多，操作管理技術要求也高，基建投資大。

水泥粉末站控制要點

基礎自動化控制系統建設
    調配輸送控制站
    粉磨控制站
    成品包裝控制站

先進過程控制軟件
    調配，粉磨站系統的優化控制系統
    輥壓機控制系統

實施信息集荷成與共享
    實時數據庫
    歷史數據庫

系統配置及工藝

粉磨工藝
    水泥廠的工藝系統包括（原料破碎、輸送、調配、水泥粉磨、水泥輸送入庫、成品及包裝）。

控制系統介紹及配置

1)  輔助原料及水泥粉磨部分
    配置一臺NCS4000冗余控制站，采用以太網方式擴展I/O，I/O模塊均采用本地擴展方式，對水泥粉磨及原料配料部分所有模擬量和數字量進行控制。其中，水泥粉磨輥壓機系統通過以太網 與NCS4000冗余控制站進行數據通訊。
2)  水泥粉磨及水泥庫頂部分
    配置兩套NCS4000冗余控制站，采用以太網方式擴展I/O，I/O模塊均采用本地擴展方式，水泥粉磨及水泥儲存（庫頂）部分所有模擬量和數字量進行控制
3)  水泥庫底及包、散裝部分
    配置兩套NCS4000冗余控制站，采用以太網方式擴展I/O，I/O模塊均采用本地擴展方式，對水泥庫底及包、散裝部分所有模擬量及數字量進行控制。主要采用觸摸屏TP270方式操作。TP270通過MODBUS 與NCS4000控制站進行數據通訊。
系統網絡概述
    本系統為過程自動化控制系統，過程級網絡系統工程師站，上位操作站、工程師站與下位之間及DCS主站之間的通訊為工業以太網，下位采用以太網總線，MODBUS總線，傳輸介質為屏蔽雙絞線，通訊速度為100M/S。
    本系統不僅連入總廠MIS 網，而且又和基礎級的以太網、MODBUS 網通訊，另外各過程（管理）機間又要相互通訊。故此，服務器既連入工業以太網便于和粉磨系統通訊,又連入基礎級以太網，MODBUS總線網收集各DCS 控制器信息，過程級又由網橋通過光線掛在總廠MIS 網絡上，便于實現總廠級管理，既共享廠級網提供的產，供，銷等市場信息，又和總公司計劃策略步調一致，實現了網絡化生產管理。

系統的抗干擾措施

    內蒙古宏基水泥粉磨自控系統主要設備為高速精密的弱電設備，各種控制電纜和信號電纜數量非常多，系統極易受到各種干擾。若不采取措施，消除其干擾，會嚴重影響系統的正常運行。
    因此，本自控系統采用了如下幾方面的抗干擾措施：
    系統現場NCS4000控制站的所有數字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入/輸出模塊模塊均采用光電隔離，將現場各種信號與系統背板總線隔離。
    系統現場NCS4000控制站的所有數字量輸出信號均采用繼電器隔離，實現每個數字量輸出通道之間的隔離，消除了數字量輸出信號之間的相互干擾。
    系統現場NCS4000控制站的所有模擬量輸入/輸出信號電纜均采用屏蔽電纜，其屏蔽層在控制柜側一點接地，消除了空間干擾。
    系統現場NCS4000控制站的控制電纜、信號電纜與系統動力電纜應分開布線，保持一定的間距。特別是大功率變頻器的動力電纜能產生較強的空間高頻干擾，應使用金屬管穿線，并將金屬管良好接地。
    系統的供電電源采用UPS電源，可防止來自電網上的超高壓、欠壓、浪涌、尖峰脈沖干擾、停電干擾甚至雷電襲擊。
    系統現場控制站的標準機柜及相連接的其它電氣設備應按標準要求做好接地連接。

系統功能
    順控啟、停機控制
    原料儲存及輸送工藝順控
    水泥磨機工藝順控
    水泥出庫及包裝工藝順控

自動控制調節
    粉磨喂料調節控制
    粉煤灰流量調節控制
    輥壓機輥縫壓力調節控制
    選粉調節控制
    水泥標準小倉倉重控制

設備控制管理
    設備控制管理是設備管理的重要環節，DCS采集設備的溫度、壓力、電流、振動等參數的瞬時數據和并分的輕、重故障判別信號送達上位機。

控制方案
水泥原料輸送與調配：
    1、包括原料的破碎及輸送。
    2、石膏、混合材、熟料的配比調配。
    3、給料機的單回路PID調節控制，給料量的日累計，月累計。
    4、空壓機、提升機、除塵器的聯鎖控制。

水泥粉磨系統：
水泥磨潤滑裝置系統準備
潤滑系統啟動
    1、磨機主軸承稀油站啟動
    2、磨減速機潤滑油站啟動
    3、磨主電機稀油站啟動

選粉機組啟動
    1、注意選粉機的啟動電流
    2、慢慢調整選粉機轉速至合適的速度

磨機組啟動
    1、注意啟動電流
    2、注意磨音信號
    3、磨機通風機收塵組啟動
輥壓機組啟動

水泥存儲：
    1、包括水泥成品的入庫選擇。
    2、水泥庫頂收塵機組控制，庫頂選庫的節流閥控制。
    3、庫底的羅茨風機控制及1#、2#提升泵控制。

水泥成品庫底控制：
    1、包括4個成品庫的庫底充氣閥控制箱的循環控制。
    2、包括兩條下料皮帶的斜槽風機控制。
    3、4個水泥成品庫的下料氣動調節閥的聯鎖選擇控制。

水泥包裝控制：
    1、包括水泥包裝的兩條生產線的分選包裝機的控制及監視、報警。
    2、包括四條水泥包裝皮帶的電動推桿控制。
    3、水泥包裝的整個收塵機組的控制。

控制優化方案
      生產過程控制，包括生產任務的制定，水泥質量的判定，故障識別，工藝參數和水泥的數據跟蹤，數學模型的實現。并對生產進行優化處理，對必要數據信息進行在線顯示和歸檔處理。
生產命令及管理模塊
      本模塊接受主控室工作站的命令信息，啟動數據跟蹤，并發送命令控制字給PLC 控制器。本模塊是生產的開始，并貫穿于整個生產的全過程，它一般由水泥粉磨主控室的操作人員管理，同時在也可發命令請求信號，由水泥粉磨主控室的操作人員確認后，即可有效。命令是有級別的，有權限的，并帶有加密機制，記錄機制。
異常控制管理模塊
       自動異常是程序自動識別的異常情況，它通過對現場信號的分析作出判斷的。手動異常是操作人員在經驗輸入的調節信息，一般用于緊急情況。在異常發生時，程序向相關控制器和管理機發送異常信息，僅僅當主控室管理人員通過畫面用鍵盤或鼠標輸入異常解除信息，異常信號才消失。
質量管理模塊
       質量數據跟蹤完成生產計劃顯示，原輔物料質量信息傳送和故障信息跟蹤，質量跟蹤由入磨頭倉配料開始直到水泥送至水泥庫為止。配料數據文件和實時數據庫的信息形成配料跟蹤文件并回送實時數據庫。由數據庫送往工程師站，并形成報表。
過程數據輸入輸出模塊
       本模塊將負責過程工藝參數文件，供其他模塊使用，并將粉磨系統傳來的數據信息進行處理。同時和工作站HMI 交換數據，并將數據送往PLC 控制器和其他模塊。同時形成各種不同類型工作報表，和數據歸檔文件存儲于上位機，供后續的檢索查詢，同時打開控參數文件讀取參數信息供其他模塊使用。
水泥質量數學模型
       水泥質量的控制思路根據現場實際工藝要求（包括品種，質量等要求），理論上根據入磨料流量、磨音控制混合料配比流量。根據風門開度、主收塵器差壓、選粉機轉速控制水泥比表面積。
計算模塊的任務是根據數據輸入模塊的實時數據和各種工藝參數，及水泥物理化學參數，由數學計算子程序計算出水泥細度，水泥強度，凝固時間等參數供控制模塊使用并送往信息輸出模塊。
NCS4000在水泥粉末站項目應用
       沈陽中科博微自動化技術有限公司推出的NCS4000網絡化控制系統是分布式現場總線控制系統，提供FF H1、PROFIBUS DP、HART標準的現場總線接入模塊，提供過程控制、邏輯控制和批處理控制功能，滿足工業和制造過程的自動化控制需求。

現場總線（Fieldbus）技術與傳統控制
系統相比具有的顯著特點：
開放性、互操作性和互用性；
具有現場設備智能化和功能自治化；
功能高度分散化；
高準確性和高可靠性；
節省安裝材料和減少調試工作量；節省維護費用，降低非計劃停車時間。

系統高度穩定性
不僅廣泛應用于冶金、石化、電力、市政、建材等傳統行業，更在國家科技項目，軍工項目中發揮了重要作用。
    良好的開放性
    符合高速以太網（FF HSE）和EPA標準
    支持FF、HART、Modbus等多種現場總線協議
    符合IEC61131-3編程語言標準
    開放的數據訪問接口，支持OPC標準
    強大的系統規模和能力
    支持中、大規模工業應用，
    物理連接能力16000點
    支持現場總線接口模塊可以連接
    更多的物理I/O點數
    應用進程最小掃描周期20 ms
    高度的安全性
    雙CPU結構，支持熱插拔，支持控制器冗余
    支持網絡冗余；1+1冗余電源結構，
    無源結構背板和端子，避免電氣損壞
    嚴格的環境實驗和電磁兼容測試

典型業績
    內蒙古宏基水泥粉磨站自2010年9月建成投產至今，NCS4000系統運行情況良好，能夠可靠、準確地完成控制操作，實時監測和記錄水泥生產過程的運行狀況，并且能對現場出現的各種突發事件及時做出及時響應。
    NCS4000系統在內蒙古宏基水泥粉磨站的應用，已經取得了良好的效果，擴大了NCS4000系統在水泥行業的影響力。

結束語
    實施“精品”戰略,明確“創優工程”的質量目標,并在施工過程中實施對工程質量進行全方位、全過程的有效控制,即:從材料采購、施工與驗收、實施各專業、各工序、各階段質量控制，直到調試投運和竣工驗收。
    認真貫徹ISO9001的質量方針和質量文件，有效實施質量控制；嚴格按各工程階段的停止點實施有效控制，對各部門的工程質量負責。
    認真貫徹執行設計工作的有關標準和規范，認真執行圖樣和設計文件的審簽程序，保證提供的設計圖樣和技術文件完整、正確、協調、統一、清晰。
    博微公司具有強大的技術團隊和經驗豐富的技術人員，一流的技術服務，能為用戶提供最先進最優化的行業解決方案。