[发明专利]水泥生产线全集成自动化（TIA)控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥厂一体化安全保护控制系统，尤其是把水泥熟料DCS、余热发电DCS、汽轮机控制保护DEH统一集成的水泥生产线全集成自动化（TIA)控制系统。

背景技术

目前国内水泥厂由于资金、技术等问题，水泥熟料线与余热发电生产线大都不是同时建设，即使是同期建设,由于水泥和电站属于不同行业、所要求的自动化专业技术不同,所采用的控制系统也不是同一品牌，即使是同一品牌的系统，也是完全独立的两个系统。另外汽轮机DEH (电液调节系统)、 ETS(紧急跳闸系统)由于专业技术要求更高，目前全部是由锅炉配套厂家来完成，与余热发电DCS更是完全独立的孤岛系统。目前国外由于专业分工更加细化，而且由于水泥工厂余热发电的投资很小，汽轮机保护控制技术难度很高，所以国外以上三个系统也是完全独立的！

从生产工艺来说，余热发电是水泥熟线的一个辅助工段，不可能像传统电站那样独立运行，而且当前国内外状况是 ，孰料水泥线DCS、余热发电DCS、汽轮机保护控制系统DEH、ETS是三个完全独立的自动化控制系统，而且在生产过程中熟料水泥操作员和余热发电操作员也完全独立、各自为政 ,所以经常发生因为多发电而影响水泥质量不稳定 、产量下降 、水泥熟料能耗增高等问题，也经常发生熟料水泥线设备故障导致余热发电出现异常波动，余热发电操作员丈二和尚摸不着头脑的现象发生。 

综上所述，熟料生产线、余热发电、汽轮发电机是一个工厂不可分割的一个整体，而且是整个工厂并列的生产车间，从保证熟料产量、质量、保证水泥熟料能耗不变的情况下尽可能多发电的客观要求出发，从工厂降低运行总成本的角度出发，从提高DCS维护方便性出发，从提高整个工厂效益的现实角度出发，从节能减排奉献社会角度出发,整个工厂 DCS 系统一体化是必然的趋势、历史的选择。

发明内容

为了克服现有的熟料水泥线DCS、余热发电DCS、汽轮机保护控制DEH、ETS三个彼此独立系统数据不共享、人机界面不统一、控制不联锁的不足，本发明提供一种基于整个工厂的同一数据库、同一工业以太网、同一DCS/PLC软件、同一软件兼容DCS/PLC硬件、同一人机界面的一体化控制系统，即熟料水泥线DCS、余热发电DCS、汽轮机保护控制DEH、ETS是同一个系统的不同控制站，通过一个整体数据库查询数据、判断故障、分析问题，通过一个工业以太网实现数据交换、控制联锁、盲点显示，通过同一人机界面实现协调运行，保证工艺策略和生产管理的实现，确保设备安全、长期、稳定运转，另外通过统一规划、分步实施也降低了建设成本，减少劳动定员，降低劳动强度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：从设计出发，将水泥熟料DCS、余热发电DCS、汽轮机控制保护DEH、ETS进行同步一体化设计，采用“域”的控制理念，即熟料水泥工段、余热发电工段、汽轮机控制保护工段作为整个工厂DCS系统地不同的“域”，通过共用同一操作平台、同一工业以太网、同一数据库、同一兼容品牌系统硬件，实现数据共享、资源共享、协调控制、连锁运行，从而实现局部操作、全局监控，稳定质量、提高产量、节能降耗的目的。

从实施出发，可以同步，也可以分步实施某一“域”，从而实现整体划一的一体化控制系统。熟料水泥“域”由原料控制站、烧成窑尾控制站、烧成窑头控制站、水泥磨控制站组成；余热发电“域”由锅炉控制站、汽轮发电机控制站、辅助设备控制站组成；汽轮机控制保护“域”由DEH、ETS控制站组成。

现场层：现场智能总线设备采用Profibus DP通信标准与CPU控制器进行通信；

控制管理层：采用工业以太网TCP/IP协议实现系统控制器及操作站之间的通信；各层之间相互独立又相互联系，通过计算机网络系统连接，以达到DCS的分散控制，集中管理的目的。

将工程师站、熟料水泥中控、余热发电中控、熟料水泥现场控制“域”、余热发电现场控制“域”、汽轮机保护“域”接入企业主干网即工业以太网。采用工业以太网TCP/IP协议实现企业主干网的通讯，主干网可以是星形拓扑结构、环形拓扑结构，也可以是总线型拓扑结构。