DCS在水泥企业的应用研究

ＮＯ．１５，２０１２　现代商贸工业　Ｍｏｄｅｒｎ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｔｒａｄｅ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　２０１　２年第１５期　

ＤＣＳ在水泥企业的应用研究　

樊　亮　

（山西千方交通科技有限公司，山西太原０３０００６）　

摘　要：ＤＣＳ系统有着其自身的优势，在水泥企业中被广泛应用，尤其是在大中型水泥企业中，其应用促进了水泥企业　

的发展，促进了水泥企业自动化的运用。主要对ＤＣＳ系统概述、水泥生产线中ＤＣＳ自动回路优化控制和系统布设和调试　

进行了分析。　

关键词：ＤＣＳ；水泥企业；应用　

中图分类号：ＴＢ　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—３１９８（２０１２）１５—０１９５—０１　

１　ＤＣＳ系统概述　

集散控制系统是一种集中分散型控制系统，这种系统　

主要是以微处理器为基础。ＤＣＳ系统目前在水泥企业中得　

到了较广泛的应用，其具有很大的优势，其主要特征主要表　

现在集中管理和分散控制。（１）分级递阶控制。集散控制　

系统是分级递阶控制系统。它在垂直方向和水平方向都是　

分级的。最简单的集散控制系统至少在垂直方向分为两　

级，即操作管理级和过程控制级。在水平方向上各个过程　

控制级之间是相互协调的分级，它们把数据向上送达操作　

管理级，同时接收操作管理级的指令，各个水平分级间相互　

也进行数据的交换，这样的系统是分级的递阶系统。集散　

控制系统的规模越大，系统的垂直和水平分级的范围也越　

广。（２）分散控制。国外对集散控制系统常称为分散控制　

系统，即ＤＣＳ。其原因是把分散控制放在十分重要的地位。　

分散的含义不单是分散控制，它还包含了其他意义。例如；　

人员分散、地域分散、功能分散、危险分散、设备分散及操作　

分散等。分散的目的是为了使危险分散，提高设备的可利　

用率。（３）自治和协调性。集散控制系统的各组成部分是　

各自为政的自治系统，它们各自完成各自的功能，相互间又　

有联系，数据信息相互交换，各种条件互相制约，在系统的　

协调下工作。在集散控制系统中，分散的内涵是十分广泛　

的。分散数据库、分散控制功能、分散数据显示、分散通信、　

分散供电、分散负荷等，它们的分散是相互协调的分散。因　

此，在分散中有集中的数据管理、集中的控制目标、集中的　

显示屏幕、集中的通信管理等等，为分散作协调和管理。各　

个分散的自治系统是在统一集中管理和协调下各自分散工　

作的。而且，随着计算机技术的发展，网络技术已经使集散　

控制系统不仅主要用于分散控制，而且向着集成管理的方　

向发展。系统的开放不仅使不同制造厂商的集散控制系统　

产品可以互相连接，而且使得他们可以方便地进行数据交　

换，系统的开放也使第三方的软件可以方便地在现有的集　

散控制系统上应用。　

２水泥生产线中ＤＣＳ自动回路优化控制　

国内外已经有很多实践能够证明：ＤＣＳ自动回路优化　

控制在水泥生产线自动化中应用是非常可行的，它不仅能　

够提高水泥企业的控制水平，而且提高了产品质量。水泥　

生产线中ＤＣＳ自动回路优化控制主要表现在以下几个方　

面：（１）调节控制窑尾料。对生料小仓重量进行检测，对生　料均化库下料流量阀开度的控制，进而使生料小仓的料位　

稳定性得以保证，并且也使调节回路的计量误差得以减少。　

另外，通过测量冲击流量计的物流量，对生料下仓下料流量　

阀的开度进行调节，进而使生料人窑量更加稳定。（２）分解　

炉喂煤量控制。对炉内温度的稳定进行分解，对一定分解　

率的保持有着很大的帮助。一般对喂煤调节阀的控制主要　

通过测量最下级旋风预热器出口温度来进行。（３）增湿塔　

出口废气温度控制。增湿塔出口温度与喷水流量阀相等。　

（４）窑头罩负压自动控制。对窑头罩负压进行稳定，确保二　

次风入窑相对平衡，这样对窑热工制度的稳定性起到了一　

定的作用。窑头罩正压会导致窑口喷火发生，进而导致设　

备受损。一般将窑头罩负压控制在微负压上，这样有利于　

控制窑内温度和热耗。（５）窑头喂煤自动控制。在控制窑　

热工制度稳定时，窑头喂煤自动控制起到了非常重要的作　

用，此时对回转下料器的转速的调节可以根据窑尾冷烟室　

温度来进行，进而使定量给煤得以保证。（６）冷却喷水控　

制。根据工艺设计，冷却机喷水有时根本不需要，另外，具　

有较多形式的冷却机喷水系统设置，因此，操作人员对其了　

解和掌握可以根据具体的实际喷水控制系统来进行。　

３系统布设和调试　

在ＤＣＳ系统中，应对逻辑判断进行深入的考虑，对较为　

重要设备应采用软逻辑和硬联锁双重保护模式。在水泥生　

产系统建设中，为了使电源监视进一步提升，可以采用全停　

油泵油站。在实践中，对其判断可以采取三取二信号逻辑　

判断的方式进行，进而使信号真实性和可靠性得以保障。　

在水泥生产设计中，很多水泥企业为了节约投入成本都采　

用长期带电单点输出方式来控制现场设备，这样会产生很　

多不良影响，如线路之外产生损坏、系统内控电源产生掉电　

现象等。因此，在实践中，控制设备要改为二次电气接线　

图，应用双Ｄ０通道完善控制设备生产现场，此时ＤＣＳ系统　

对设备进行启停控制，其主要通过输出脉冲信号来进行，从　

而使系统功能通过二次电气回路能够实现，并且还可使运　

行设备的安全与可靠性能得以提升。因此，采集温度信号　

模件可以采用直接开发情况来进行，进而将信号送人控制　

系统，在转换进程中，不良误差可能性也在一定程度上降　

低，并且在使业主投资降低的基础上使温度信号可靠性得　

以提升。ＤＣＳ在水泥企业的应用具有很大优势，水泥企业　

可以充分利用这些优势，并采用ＰＴ１００电阻温度信号来统　

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—　现代商贸工业　

Ｍｏｄｅｒｎ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｔｒａｄｅ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　２０１２年第１５期　

水源热泵多联空调机组节能运行范围研究　

黄　春　曹　勇　宋培刚　陈泽彬　

（珠海格力电器股份有限公司，广东珠海５１９０７０）　

摘　要：运行范围更广。更加节能、稳定是水源热泵多联空调机组的突出特点，提出了新的水源热泵多联空调机组运行　

范围评价方法，分析了这种机组在一５～５ｏ￣Ｃ全工况务件下运行的节能水平，还给出了机组在低水温和高水温条件下的可　

靠性解决方案，并通过实验进行了验证。　

关键词：水源热泵；多联机组；运行范围；节能；可靠性　

中图分类号：ＴＢ　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—３１９８（２０１２）１５—０１９６—０２　

Ｏ　引言　

随着经济和社会的快速发展，建筑能耗在我国总能源　

消耗中的比例已超过１／３，成为关系国计民生的重大问题，　

而采暖、空调能耗又约占建筑总能耗的６Ｏ　以上，因此积极　

推广和使用高效节能、环保型空调产品已成为制冷空调行　

业发展的方向。　

水源热泵多联空调机组是集水源系统和多联机组的特　

点于一体的新型空调系统方案，它既有水冷机组利用可再　

生能源和高效节能的优势，又有多联机组的舒适性和灵活　

性，并且使用环保冷媒Ｒ４１０Ａ作为制冷剂，在降低建筑能耗　

和提倡环保的今天受到了国内外政府部门和相关研究人员　

的普遍关注，并在实际工程上得到了应用。　

本文主要从水源热泵多联机组的特点人手，分析了这　种机组的实际运行范围评价方法和在不同负荷条件下的节　

能水平，提出并通过实验验证了一些扩宽机组运行范围的　

方法。　

１　水源热泵多联机特点分析　

我们首先在表１中对比了传统水冷机组，风冷多联机　

组和水冷多联机组在各方面的特点以及相应评价。　

通过对比我们可以总结出水源多联机的如下特点。　

１．１结合可再生能源。高效节能　

将热泵技术与水／地可再生能源结合，将免费且可再生　

的低品位热量转化为生活可使用的高品位热量，不仅可使　

制冷系统本身能耗显著降低，还可以有效的减少温室效应　

和热岛效应，另外采用水／地源作为制冷系统的冷／热源，系　

统运行更加稳定不受气候条件影响。　

表１　建筑空调解决方案技术对比　

对比项　传统水冷机组（Ａ）　风冷多联机组（Ｂ）　水冷多联机组（Ｃ）　评价　

能源适应性　电、热水、蒸汽　电　电、热水　Ｃ更适合国家热电冷联产的能源政策　水冷可利用多种可再生能源并可实　外部冷却形式　风冷、水冷　风冷　水冷　现零排放，能源利用率高　

需要较大设备间和复杂的　外机置于室外通过冷媒管　只需要较小设备间和简单　Ｃ在安装上不破坏建筑外观，适应性　机组安装　

水系统管路　连接室内，管长度受限制　水系统管路，无需长冷媒管　强　３０ｋＷ以上的螺杆式或离　７ｋＷ以下的涡旋式压缩　７ｋＷ以下的涡旋式压缩　Ｂ。Ｃ按模块数组合有利于组织生产，　

单压缩机容量　降低制造成本和供货周期，降低库　心式压缩机　机。按模块数组合　机，按模块数组合　存；Ａ压缩机ＣＯＰ高　

基于计算机控制技术的电　基于计算机控制技术的电　Ａ无自动调节功能；Ｂ，Ｃ能适应用户　冷媒流量调节　水力平衡阀、管路阀门调节　子膨胀阀　子膨胀阀　负荷、运行户数变化　

Ａ采用非环保冷媒Ｂ，Ｃ冷媒环保性　制冷剂种类　Ｒ４０７Ｃ，Ｒ２２，水　Ｒ４１０Ａ　Ｒ４１０Ａ　好　

Ａ全负荷运行费用低，无能量调节；　

ＩＰＬＶ　４～８　３～４　５～６　Ｂ，Ｃ有能量调节，部分负荷运行费用　

低　

一控制水泥生产线，将温度热偶信号通过Ｋ分度元件直接　

送入ＤＣＳ系统采集温度模件中，使不必要的设备采购应用　

资金成本得以减少。ＤＣＳ在水泥企业的应用通过采用双绞　

线和一般网线来构建网络，这样会产生很大威胁，最终导致　

系统停运产生　为了避免这一状况的出现，建设组网可以　

采用多模光纤来进行，进而使系统传输信号遭受不良干扰　

这一现象得以有效避免和防止。　

ＤＣＳ在水泥企业中的应用虽然赢得了广大水泥企业的　

信赖，但是其也存在一些问题，因此，在未来的工作中，还必　

须根据实际情况更深入地研究ＤＣＳ系统，使其充分发挥其　

一１９６一　优势，促进水泥企业发展。　

参考文献　

［１］唐召风．集散控制系统（ＤＣＳ）抗干扰措施分析［Ｊ］．　

程，２００４．（０６）．　［２］许平海．大型水泥厂新建工程的施工电源设计［Ｊ］　

２０１０，（０９）．　化工建设工　

中国水泥　

［３］张强，程妹丹．现场总线技术及其在水泥厂中的应用［Ｊ］．水．泥技　

术，２００６，（０４）．　［４］曾庆伟．水泥生产线中ＤＣＳ系统选型及应用探讨［Ｊ］．机电信息。　

２０１１，（３０）．