1、前言
5000t/d水泥生產線設**控制室一座，系統主機裝置、工程師站、操作站設定在**控制室，根據生產控制和管理要求設工程師站、操作站和現場控制站，一般分為原料粉磨現場控制站（包括原料磨、原料調配、聯合儲庫），燒成窯尾現場控制站（包括窯尾、廢氣處理、煤磨）燒成窯頭現場控制站、水泥粉磨現場控制站（包括水泥磨、熟料庫底、水泥庫頂）。（見水泥廠dcs系統結構示意圖）
圖根據實際情況各主控制站可帶遠端控制站5000t/d乾法水泥生產線（不含礦山，包裝）一般有2500左右個控制站，其中開關量1800點左右，模擬量700點左右，所以說水泥生產線以邏輯控制為主，可根據工藝情況在上位機用梯形圖或其他邏輯控制語言編制邏輯控制程式，一般是逆流程啟動、順流程停車。
現場控制站完成順序邏輯控制和裝置間的聯鎖、數字量和模擬量的資料採集處理、pid迴路的控制等。
水泥廠的邏輯控制包括組啟動、組停車、緊急停車、故障復位、裝置之間的聯鎖、裝置內部聯鎖等。操作員攻占做通過crt和鍵盤完成生產邏輯的監控和操作，用電裝置的備妥、執行、故障等狀態的顯示，生產過程引數的顯示、設定、報警、記錄和優化等控制。各種故障報警及工藝引數可由印表機列印出來。
網路系統完成各操作員工作站，各現場控制站之間資料傳輸以及其他控制系統計算機雙向資料通訊等。
2、開光量控制原理
（1）用電裝置控制原理
水泥行業的控制以邏輯控制為主，主要是控制現場用電裝置的順序啟停，以及裝置之間、主機裝置自身的聯鎖。用電裝置的控制原理圖如下所示，現場抽屜櫃的要是開關k4打到備妥位置，繼電器k1線圈得點，觸點9、5吸合，現場送給dcs乙個di（備妥）訊號，表示現場裝置已經上電，如果沒有備妥訊號dcs系統不可能啟動現場裝置。如果由dcs發出乙個do（驅動訊號），繼電器**圈得電，觸點9、5吸合，便得主接觸器km吸合，用電裝置執行，主接觸器的輔助觸點13、14吸合，給dcs乙個di（執行）訊號，表示用電裝置已經在現場執行起來。
用電裝置控制原理圖
（2）dcs系統控制方式
由於dcs系統對裝置進行控制有兩種模式，一是所謂「集中優先」模式，另一種是所謂「機旁優先」模式，下面僅就「機旁優先」模式做一簡單介紹。
由於dcs系統控制每台裝置在機旁均有按鈕盒或控制箱，並帶有統一鑰匙的控制方式選擇開關。進行控制方式選擇，有「集中」，「斷開」，「機旁」三種方式。在集中控制方式時，控制室的操作員根據工藝流程上裝置的狀態，通過操作員工作站的鍵盤輸入指令，對電動機組及用電裝置按程式進行開停控制。
各電動機及用電裝置的備妥，執行故障等狀態可在控制室的操作員工作站的crt上顯示、在機旁控制方式時，可在機旁進行單機的開停，以滿足單機試車的要求，在斷開方式時，集中控制和機旁控制均無效，以保證裝置檢修人員的人身安全。
3、工藝介紹及自動調節迴路設計
根據工藝流程，對各現場站工藝進行簡單介紹。並根據實際情況，對較關鍵的測點設計了自動調節迴路，概述如下：
3.1石灰石破碎及輸送系統
一．工藝流程簡介
從礦山下來的石灰石被卸入石灰石破碎機前的料倉，料倉下的重型板式給料機將石灰石餵入單段錘式破碎機，被破碎後的合格物料通過尼龍膠帶機送至轉運站，再通過長鋼芯膠帶輸送機送至電動三通溜子，可卸入1#碎石庫或者卸到碎石庫頂的槽型膠帶輸送機，通過電動翻板定點卸料器卸入2#碎石庫或直接由槽型膠帶輸送機卸入3#碎石庫。系統之間裝置有連鎖關係，一般是逆流程啟動，順流程停車（大部分水泥廠礦山部分不納入dcs系統，都由單獨的系統來控制）
石灰石破碎及輸送工藝流程圖
二．自動調節迴路
為使破碎機能夠一直處在穩定的工作狀態。板式給料機餵料設計有自動調節迴路，當破碎機的電機功率超過設定值時板式給料機減少餵料量，使電機功率恢復設定值一下，反之，板式給料機增大餵料量。保證破碎機一直設計的功率上下執行。
（見圖1）
板式給料機餵料自動調節迴路原理圖
3.2原材料輸送系統
一．工藝流程簡介
輸送系統的工藝流程範圍：從聯合儲庫至原料調配站的砂岩和鐵粉、至水泥調配站的石膏、至原煤倉的原煤輸送系統以及碎石庫底至原料調配站的石灰石輸送系統。
石灰石輸送
石灰石是由碎石庫底振動定量給料機從庫中卸出，落至膠帶輸送機上，經膠帶輸送機、氣動分料閥、膠帶輸送機輸送到原料調配站砂岩庫中，在板喂機的下料點、各轉運站、砂岩庫頂設有一台袋收塵器對膠帶輸送機頭部卸料的粉塵氣體淨化。
砂岩輸送
砂岩是從聯合儲庫的砂岩料倉中通過板式喂料機卸出，落至膠帶輸送機上，經膠帶輸送機、氣動分料閥，膠帶輸送機輸送到原料調配站砂岩庫中，在板喂機的下料點、各轉運站、砂岩庫頂都設有收塵器，共4臺。
鐵粉輸送
鐵粉是從聯合儲庫的鐵粉倉中通過板式喂料機卸出，落至膠帶輸送機上，經膠帶輸送機、氣動分料閥，從膠帶輸送機的第二個電動翻板定點卸料器卸入原料調配站的鐵粉倉中。
原煤輸送
原煤分甲煤、乙煤兩種，根據化驗室提供的配比，通過板式喂料機從聯合儲庫的甲煤、乙煤倉中卸出，落至膠帶輸送機上，經膠帶輸送機、氣動分料閥，從膠帶輸送機的第乙個電動翻板定點卸料器，卸至膠帶輸送機上，再通過膠帶輸送機輸送至煤粉製備系統的原煤倉中。
石膏輸送
石膏是從聯合儲庫的石膏倉中通過板式喂料機卸出，落至膠帶輸送機上，經膠帶輸送機、氣動分料閥，膠帶輸送機的輸送至水泥調配站的石膏倉中。在板喂機的下料點、兩個轉運點、石膏庫頂設有收塵器。
原材料儲存及輸送系統工藝流程圖
3.3生料製備系統
一．工藝簡介
生料製備系統的工藝流程範圍：始自原料調配站的庫底，止於生料均化庫的庫頂，包括原料調配及輸送，包括原料粉磨、生料輸送入庫。
儲存於原料調配站的石灰石、石英砂巖、鐵粉、粉煤灰四種原料，按質量控制系統自動或人工預先設定的配比，由各自的喂料機從庫中卸出，送到混合料膠帶輸送機上，經鎖風喂料機進入原料磨。
磨機的烘乾熱源採用來自廢氣處理的窯尾廢氣。在燒成系統沒有生產時，備有輔助熱源。
選粉，將滿足細度要求的生料選出，由選粉機的六個旋風筒收集下來，經重錘翻板閥進入螺旋輸送機。與此同時，將細度不合格的粗粉從粗粉料口排出。經重錘雙翻板閥後，由電動分料閥分成兩部分，較少的部分由皮帶秤、衝擊式流量計、單向鎖風閥直接進入磨頭。
大部分由膠帶輸送機送到細磨倉進行細磨，粉磨後的物料排到中料倉。廢氣帶著一部分物料從中卸倉上方進入粗粉分離器。
出磨氣體首先經過粗粉分離器分理出粗粉。這部分粗粉經溜子和重錘翻板閥送到斗式提公升機中。而細粉則和氣體一起進入細粉分離器。
為了防止選粉機系統細粉迴圈，減少風葉磨損，由選粉機放出一部分氣體，這部分氣體也進入細粉分離器。分離粉塵後的氣體，經離心通風機排至廢氣處理電收塵入口的管道。被細粉分離器收集下來的細粉，經剛性葉輪給料機送至螺旋輸送機，與選粉機選下合格成品一起進入空氣輸送斜槽，生料經空氣輸送斜槽、氣力提公升幫浦送至生料均化庫頂直接入庫。
自動調節迴路。
為了更好地提高裝置運轉率，保障安全生產，減少操作人員的勞動強度，在控制系統中隊磨機負荷調節採用自動調節迴路。概述如下：
石灰石庫、粉煤灰庫、砂岩庫、鐵粉倉的下料量分別由四台電子計量裝置控制和計量。四台電子計量裝置下料總量由生料控制系統來調節。
生料製備系統工藝流程圖
3.4生料均化儲存和生料入窯系統
一． 工藝簡介
1、 生料均化與儲存系統簡介
來自生料製備的生料，由氣力提公升幫浦送入生料庫。該氣力提公升幫浦由設在庫底的兩台羅茨風機提供氣源。
生料在均化庫中均化，主要是通過對生料進行充氣鬆動、攪拌、重力均化來實現。庫內充氣區域主要有4個分部組成：環型區、攪拌區、攪拌區頂部充氣區和卸料區。
環型區衝氣裝置被分為12個磨型區，來自兩台羅茨風機的壓縮空氣通過各扇型區的管道按規定順序和時間間隔，其順序和時間間隔由計算機程式控制管道上的電磁閥開閉來實現。來自羅茨風的壓縮空氣通過一台四嘴分配閥以一定的順序和時間間隔送到攪拌區的四個扇型區，其中乙個扇型區為強衝氣區，其餘三個為弱沖氣區。當攪拌區某一扇型區衝強氣時，其餘三個扇型區必須同時衝弱氣保持同步。
生料庫頂設定收塵器，用來處理氣力輸送及庫內沖氣系統的含塵氣體，淨化後的氣體由風機排入大氣。
2、生料入窯系統簡介
生料庫側開有兩個卸料口。正常生產時，生料由上卸料口卸出，電動流量控制閥可控制生料的卸料量。卸出的生料經空氣寫斜槽、提公升機送入稱重倉中。
稱重倉中設有壓力感測器，可以控制庫存電動流量閥門的開度，調節卸料量，以保證稱重倉中的料位相對穩定。確保固體流量計的準確性。來自廢氣處理系統的回灰由螺旋輸送機送到提公升機中也一併進入稱重倉中。
稱重倉中的生料，在羅茨分機提供氣體的鬆動下。產生流態化。從卸料裝置卸出倉外，經卸料溜子送到固體流量計進行計量。
然後進入空氣輸送斜槽，進入氣力提公升幫浦。再由幫浦送入窯尾頂熱器中。
本系統設定兩台袋收塵器，用手處理系統中的含塵氣體。
二． 自動調節迴路
為了更好地提高裝置運轉率，保障安全生產，較少操作人員的勞動強度，在控制系統中對入窯生料調節、庫側卸料採用自動調節迴路：
（1） 入窯生料自動調節迴路
利用固體流量計的反饋值自動調節稱重倉下電動流量閥的開度，使入窯的生料保持穩定。見圖1.
圖1生料入窯自動調節迴路原理圖
（2） 庫側卸料自動調節迴路
利用承重倉的倉重訊號自動調節生料庫側電動流量閥的開度，使稱重倉的料量保持穩定，從而保證稱重倉下料量的穩定
圖2庫側卸料自動調節迴路原理圖
3.5廢氣處理系統
一工藝簡介
廢氣處理系統是與燒成系統原料粉磨系統及煤粉製備系統分不開的，只要燒成系統和原料粉磨系統兩者之
一、或兩者同時執行，廢氣處理系統均需執行。
出窯尾高溫風機的氣體分成三部分進入各自的系統：一部分經過旋風收塵器過濾後，由高溫鼓風機吹入煤磨系統作烘乾和風掃煤粉之用，一部分進入原料粉磨系統、另一部分則到了增濕塔、匯風箱、窯尾電收塵器，排入大氣，為了提高電收塵器的收塵效率，應使進入電收塵器的粉塵比電阻在*ωcm之間。由於窯尾廢氣中粉塵的比電阻較高，增加其濕度可以提高其導電性，降低比電阻。
另外由於出窯尾的廢氣為320℃左右，如此高的溫度也超過電收塵器所能承受的溫度範圍，因此有必要在窯尾廢氣進電收塵器前調解其溫度，收塵器**的粉塵由絞刀、鬥提送至生料均化庫。也可進入生料入窯系統提公升機直接餵入窯中。
三． 自動調節迴路
增濕塔的噴水量一方面關係到電收塵器的收塵效果，但噴水量過多會造成「溼底」，排灰困難。甚至會影響到生料入窯的穩定。因此保持適當的噴水量是廢氣處理系統中非常重要的環節。
本系統中設定了噴水量自動控制迴路。通過增濕塔氣體溫度變化來控制增濕塔噴水量的多少（見圖1）。
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