CDI_DCS 系统在四川双马公司1500t/d生产线工程中的应用

一．CDI_DCS 系统简介

成都建筑材料工业设计研究院电气自动化所拥有一大批优秀的专业技术人员，他们不仅具有良好的专业理论基础和熟练运用英语、计算机等工具的能力，而且具有丰富的工业自动化设备现场安装、调试经验。

近几年来成都建筑材料工业设计研究院先后完成重庆水泥厂（2000t/d）、青海水泥厂（1500t/d）DCS系统软件编程，伊朗克尔曼水泥厂（1000t/d）、江津水泥厂、双马水泥厂（1500t/d）DCS系统硬件软件集成，都江堰拉法基水泥厂（3200T/D）软件编制（和施耐德合作），都江堰拉法基水泥厂矿山总承包（包括DCS系统硬件.软件）, 壮山水泥厂（1000t/d）、红山水泥厂（1000t/d）DCS系统硬件软件及全厂仪表总承包（集成、安装、调试）。

成都建筑材料工业设计研究院以都江堰拉法基水泥厂为契机，创建了CDI_DCS实验室。CDI_DCS实验室的建立使设计院的电气工程师和工艺工程师在实验室的基础上完成了水泥厂DCS控制系统监控软件的建立、仿真及标准化工作；成都建筑材料工业设计研究院根据水泥厂工艺及电气自动化设计的特点，在实验室建立水泥厂DCS系统的仿真系统，完成对水泥厂DCS系统操作人员的岗位培训。

1. CDI_DCS系统硬件特点

CDI_DCS系统硬件具有以下主要特点：

a．非常高的可靠性，各种模块均能实现冗余和带电插拔，适应大中型水泥厂控制及环境较恶劣的要求；

b．硬件系统的通讯能力强且兼容性好，能和其它商家的VSD（变频器）、SCADA（变电站微机监控系统）系统等很好地通讯；

c．成都院设计、制造的CDI_DCS系统现场I/O柜通用性好、抗干扰能力强。I/O柜适应现场各种信号的接线如：一般DI、DO接线，二线制或三线制接近开关接线，4~20mA或1~5V标准接线，带配电功能的二线制压力或温度变送器接线等;

d．非常高的性能价格比;

e．通讯网络高速、可靠且通用性强，便于和工厂管理MIS系统及国际互联网接口。第一层主干网采用Ethernet以太网，便于日后维护以及网络扩展，施耐德以太网模块通讯速率可达100MB/S。DCS系统和水泥厂其它系统（如生料质量控制QCS系统、总降压站微机综合自动化SCADA系统等）通讯可利用以太网通过微软的NetDDE或OPC协议完成（壮山和红山工程采用NetDDE）。

2. CDI_DCS系统应用软件特点

    成都建材设计院通过都江堰拉法基水泥厂工程和外方合作，在此基础上针对水泥厂的工艺操作特点开发出CDI_DCS系统标准软件包，该软件包具有以下主要特点：

a.完成编程CONCEPT软件平台的I/O数据库和监控CIMPLICITY^Ò软件平台的组态数据库无缝连接，保证CDI_DCS系统中标签变量的唯一性和可靠性。该功能使得编程人员在具体工程项目中仅需在CONCEPT平台或CIMPLICITY^Ò平台上创建一次I/O标签变量即可，提高了DCS系统组态的效率；

b. CDI_DCS系统不仅提供了诸如PID控制、PWM控制、FUZZY控制等几百个自动控制功能块，成都建材设计院根据水泥厂的工艺操作控制特点，在CONCEPT平台基础上开发了一般电机（皮带机、螺旋、提升机等）、正反转电机、正反转阀门、电磁阀、高压电机（窑尾ID风机、生料磨、水泥磨等）、设备电控箱、模拟量操作、设备组操作等标准功能块。这些标准功能块的编制考虑了水泥厂设备各种可能运行方式（如中控室单机操作、中控室分组连锁操作、设备现场单机操作），各种设备可能相关的信号输入（例如一般电机功能块不仅有空气开关、接触器信号而且还考虑了设备速度开关、拉绳开关、跑偏开关、电流功率等信号输入），功能块内部完成设备所有I/O信号运算处理、控制设备运转、生成设备报警及故障信号、向下一台设备发连锁信号等任务；

c. 成都建材设计院针对水泥厂开发的标准功能块充分考虑中控室操作方便，例如中控室可改变电机设备应答（速度开关）时间、起动下一台设备延时时间、组起动应答时间、组延时停机时间等工艺操作参数而不须修改程序；

d. 标准功能块采用压缩方法使CDI_DCS系统现场I/O站和中控室

均用寄存器（十六位）为TAG标签单位传送信息，例如一般电机用四个TAG标签完成信息传送。这种方式不仅节约了TAG标签量，而且降低了网上通讯负荷，提高了网上通讯效率；

                     CDI_DCS系统示意图

e. 人机界面具有良好的开放性，支持以太网、Profibus、RS-232、RS485/RS422等通讯方式，支持TCP/IP、网络DDE、ODBC、OLE、SQL、Internet等标准网络通讯协议，这样各种控制设备包括第三方设备可方便引入系统；

f. CDI_DCS系统的CIMPLICITY^Ò Web网关功能使用户能够在世界上的任何地方通过Internet访问工厂的数据。工厂领导在办公室，家里或是宾馆房间，获取工厂的数据就象打一个电话那样简单，系统同样支持电话通讯，不通过Internet网也能直接通过电话线路获取工厂数据，使工厂领导能随时掌握工厂生产的实际情况；

g. 系统有良好可靠性可进行各种级别的冗余，如：网络冗余、控制器及模块冗余、服务器冗余等，可根据使用需要选择，也可根据工厂发展逐步升级；

h. 操作画面为全中文，多媒体普通话操作和报警提示以及中文文本提示，使操作直观方便。特别是当报警发生时操作人员能以最快的速度确定报警发生的具体位置，及时采取措施避免故障扩大。在操作画面上可引入大家熟悉的EXECL电子表格，在表中可显示时实动态数据和各种图表，其功能与EXECL电子表格相同；

i. 系统可支持传呼机，通过工厂寻呼装置或公共寻呼系统使生产过程的关键信息（如故障报警信息）自动通知操作员和技术员；

j. 系统提供历史数据记录，包括数据记录、报警记录、操作记录，具有强大的数据分析能力，可计算各个工段的日平均产量和耗电量，以及一个月的总产量和耗电量等，这为提高产量降低成本提供了科学依据。

结论

     硬件及软件系统设计可靠、通用和标准化是成都建材设计院CDI_DCS系统的最大特点。

二．双马工程DCS 系统

     双马水泥厂1500t/d工程DCS系统硬件、软件完全由成都建材设计院集成、总承包。

DCS系统采用C/S结构，窑头及窑尾分别设有I/O现场站，中控室设有一台服务器、一个工程师站及二个操作员站。

窑头I/O站点数分配情况：DI/352，DO/128，AI/64，AO/30，共用3个13槽的机架，一个DCS I/O柜；窑尾I/O站点数分配情况：DI/288，DO/128，AI/80，AO/12，共用2个13槽的机架，一个DCS I/O柜。

     中控室至窑头及窑尾I/O现场站分别采用光纤以保证DCS系统通讯高速、可靠并具有很强的抗干扰能力。

双马水泥厂1500t/d工程DCS系统是成都建材设计院所完成DCS系统集成、总承包项目中时间进度要求最紧的一个工程。由于采用了标准化设计，成都院和双马公司签定DCS系统硬件及软件集成、总承包合同后，不到三个月时间设计院即完成了系统硬件采购、DCS I/O柜设计、制造及DCS柜电气测试工作，同期成都院还完成了DCS系统控制大纲编制并在CDI_DCS实验室完成了对双马水泥厂工程技术人员的系统陪训及DCS系统软件编制工作。

DCS系统安装、现场打点、单机及联动调试工作在随后不到一个月的时间内相继完成，保证了双马水泥厂按期点火，为水泥厂点火投料后很快达标、达产奠定了基础。

目前DCS系统运行良好。

成都建材设计院电气自动化所

袁明德 吴义华

2001年9月19日