摘要：简要介绍华新水泥股份有限公司在行业中的背景和历年来自动化控制的发展规模，通过华新（武穴）水泥6000T/D熟料生产线建设情况，重点介绍PROFIBUA-PA仪表在西门子PCS7控制系统平台的具体应用，文章中充分体现了西门子的网络优势和PCS7组态的灵活性。现场总线技术是一项有着广阔前景的技术, 它是未来自动化技术发展主流，基于现场总线的先进控制系统以其明显的技术优势和价格优势，在分布式控制系统市场中将逐步替代PLC产品和DCS系统。运用该技术研究和开发的现场总线过程控制系统和PROFIBUS-PA智能仪表, 必将大大推动水泥生产过程自动化控制技术的实用发展。
关键词：SIEMENS PCS7控制控制系统、PROFIBUS-PA智能仪表、PDM组态和诊断
1. 项目简介
１．1项目所在地，项目所在公司企业见解，公司企业的行业简要背景
华新水泥股份有限公司是一个有着百年历史、享誉国内外的国家大型水泥骨干企业，前身为1946年9月28日创建于湖北黄石的华新水泥股份有限公司大冶水泥厂。当年向美国爱立斯公司洽谈订购了两条3.5*145M大型水泥湿法旋窑和配套设备，建设成了当
1994年12月31日，公司新建的2000t/d水泥熟料生产线一次点火成功投产，由此公司实现了湿法工艺向先进的干法工艺的历史性转变。
进入"十五"以来，华新进入了飞速发展期，到目前为止，华新水泥股份有限公司建设新型干法窑共１０条，粉磨站共8个。
图1-1：华新（武穴）水泥有限公司
华新水泥股份有限公司武穴分公司地处"鄂东门户"武穴市，是中国著名水泥企业集团华新水泥股份有限公司，旗下最大的分(子)公司，规划年产水泥1000万吨，一期工程为一条日产6000吨的新型干法水泥生产线，具备年产优质熟料200万吨，优质水泥250万吨的能力。一期工程于2004年4月29日开工兴建，2005年4月26日点火投产，现运行正常。
1．2项目的简要工艺
新型干法水泥生产已成为当代水泥工业发展的主流和最先进的工艺。
整条生产线分为三个阶段：(1)生料制备 (2)熟料煅烧 (3)水泥的制成
以上三个阶段可以简称为"两磨一烧"。
1. 3华新武穴工程工艺流程
华新武穴熟料生产线在水泥生产过程中,大致经过了原料开采、原料破碎、生料配料、生料粉磨、熟料煅烧、水泥粉磨、水泥包装及输送等过程。
图1-2：武穴水泥磨工艺生产线监控图
2. 为什么选择智能仪表取代II型仪表
2．1 国内现场仪表的发展
过程控制仪表是水泥生产自动化中不可缺少的一部分, 而在50 年代, 过程仪表基于 3～15psi 气动标准信号, 60 年代后发展了 4～20mA(DC) 信号标准, 80年代后---4～20mA(DC) 标准信号和智能仪表并存。
然而，II型仪表存在参数不易调整, 现场人员不易控制；还有互换性差等缺点，
随着计算机技术、控制技术、网络通信技术的不断发展，企业网络的结构形式发生了较大变化, 现场总线技术的智能仪表等产品应运而生。
2．2 西门子PA仪表的特点
2.2.1 温度变送器
SITRANS T3K PA 将来自热电阻和热电偶的信号转换成数字信号。测量值通过微处理器，转化为PROFIBUS PA上的温度输出和其它状态参数。传感器、量程、故障信息都可以编程设定，因此，SITRANS T3K PA能够提供您各种各样可能的诊断和模拟的功能。
高度的安全性----工作电流小于11mA。出于安全考虑，在故障事件中，总线电流减少到小于14mA。
快速，无故障参数化----SITRANS T3K PA结构紧凑，可安装在带盖的B型接线盒中。此外，在参数设定方面，它还可以利用方便的SIMATIC PDM软件进行编程。
SITRANS T3K PA带有的保护功能：
·电流限值：在出现故障时，避免总线过载，维护其它正确运行节点的数据流通；
·极性颠倒保护：使总线线路按要求连接；
·EMC滤波：在有电磁干扰时防止误动作；
2.2.2 压力变送器
SITRANS P DSIII PA系列压力变送器适用于非腐蚀性和腐蚀性气体、蒸汽和液体的压力测量。标准量程宽，从0.1至40MPa
该变送器即可使用三个输入键在现场进行参数设定，并可在数字表头上观察测量结果、出错信息和操作模式。又可通过一个SIMATIC PDM工具软件在线测试状态值和诊断值。SITRANS P DSIII 系列变送器特点：
·可靠性
·稳定性
·超强的诊断功能
·超限监测。当压力值超限，或错误信号产生时，其发生的频繁度、时间、幅度、都将作为异常事件被记录。
·可以通过软件输入一个值，修正正常范围内的漂移情况。
·内置维护计数器，可以记录变送器调校次数。根据连续性理论，此功能可用于保证变送器的最大使用精度。
·变送器内的仿真功能，可基于已定义的数值检查变送器电子部分和整个回路，以获得以下重要信息：变送器电子部分是否正常工作？多少压力时产生超限响应?调节回路是否正常？所有显示功能是否起作用？
·及时检测变送器显示电子单元或测量元件的出错信号，及时更换，无需重新调校。
2.2.3 雷达物位计
STRANS LR400是一款24GHz连续波调频工作方式的微波雷达物位计，最大量程可达45米，改进型的量程升级至50米；喇叭口可以根据客户的实际需要加长，可以完全满足水泥厂中各种不同高度的仓的要求。
可以通过红外手持编程器直接对仪表进行编程，也可以使用SIMATIC PDM 软件进行远程编程。
除此之外，它还有以下特点：
1) 高频、耐高温特性，使其很好地用于诸如生料、熟料、成品水泥、粉煤灰等介质的测量应用中，测量结果可靠、稳定、准确。
2) 先进的回波处理算法--声智能技术，能够将真假
3) 采用PTFE长喇叭防尘封头设计，外加吹扫装置，既克服粉尘吸附，又消除干扰信号的影响。
坚固的铝制外壳设计，能够满足各种恶劣的工况。
2．3 华新现场仪表的选择
对于华新而言，如何选择可靠高效的自动化控制系统、电控设备及仪表设备是提高产品的竞争力的成本控制策略的重要内容。在水泥厂中，利用温度、压力、物位等仪器对不同的炉膛、管道、物料仓的准确测量，是提高整个生产线的产品质量、生产效率和安全环保起着至关重要的作用。
2.3.1 项目当中使用的西门子自动化产品的型号、数量、类型、何种控制对象
类型 | 型号 | 数量 | 总线类型 | 控制对象 |
温度变送器 SITRANS T3K PA | 7NG 3213-0NN00 | ６３ | Profibus-PA | 检测管道、炉膛等温度 |
压力变送器 SITRANS P | 7MF4034-1BA101AB1 | ４２ | Profibus-PA | 检测风管道、水管道等压力 |
雷达物位计SIRTRANS LR40 | 7ML5421-0AD03-0BA2 | 10 | 4～20mA | 库、仓料位 |
变频器MICROMASTER 440 | 6SE6440-2UD41-6GA0 | ３４ | Profibus-DP | 控制喂料秤、蓖床，风机等速度 |
中压综合保护器 | 7SJ6225-5EB90-3FE0 | 40 | Profibus-DP | 线路保护、电动机保护、变压器保护、电容器保护等 |
低压智能保护控制器SIMOCODE-DP | 3UF5001-3BN00-1 | １０６ | Profibus-DP | 1.1控制电机、风机、泵、阀门开停 1.2过载保护 1.3电流不平衡保护、 1.4相故障保护。接地故障保护 1.5堵转保护 1.6电流值检测 |
现场总线从站 | S7-200 | ２４ |
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