一起DCS通讯问题的处理及改进方法_韩喜俊.pdf

2023年第1期1问题的提出我公司 EPC 承建的一条骨料生产线采用了ABB公司的AC900F控制系统。业主方原熟料生产线 采 用 的 为 AC800F 的 控 制 系 统。由 于 目 前AC800F系列的硬件已经停产，全线产品已经升级到AC900F系统，其对应的组态及运行软件也升级到了Freelance2019。所以在我们新项目中进行组态及运行都是基于 Freelance2019软件进行的。由于新的项目涉及和老的生产线做设备间的运行联锁，所以必须实现两个控制站之间的数据通讯。2网络配置与程序设定DCS网络结构图如图1所示。新增加的DCS系统通过铠装光纤连接到原熟料线的生料磨电气室内DCS控制柜内。另外由于原来从矿山到厂区的长皮带进行了升级改造，由原来的 200 kW 双驱改为了280kW双驱，原来的变频器不能继续使用，故新设计时在皮带框架下增加了变压器和变频柜，由骨料线的中压站进行配电，由于原信号电缆比较乱且有损坏，新增加的变频柜的信号进到新建的骨料控制站。其信号通过通讯给到原来的生料磨站。矿山皮带继续由原生料磨操作员进行控制。中控交换机（业主原有）生料磨光纤交换机（业主原有）骨料线光纤交换机（新增加）ESOS图1DCS网络结构常规两个站之间做通讯的方法是将其组态到一个项目中，然后在建立变量时将其属性中的X一列打上对勾即可使其拥有为其他控制站读取的特性。而本项目由于软件已经升级，无法将原程序做到新的软件里边，所以必须采用通讯将两个PLC的数据进行交换。经过对比采用了基于以太网的数据交换。首先需要在双方的硬件中插入对应的以太网通讯模块。然后在软件里调用对应的通讯程序块，具体涉及到的程序块为 SR_USEND 和 SR_URECV。设置各自的参数，比如对方的 IP 地址，UDP 端口号，模件号等。如图2和图3所示。图2SR_USEND参数设置画面一图3SR_USEND参数设置画面二3运行故障处理在网络配置好，通讯程序做好后，生产线能够正常生产。但是在最近一次全厂停电后出现了问题。在骨料生产线重新上电后，升级改造的矿山皮带自动启动了，由于矿上皮带管理严格，一般下皮带廊内严禁人员进入，所以并没有人员伤亡，但此问题非同小可，必须紧急处理。中图分类号：TQ172.6文献标志码：B文章编号：1007-0389（2023）01-68-02【DOI】10.13697/ki.32-1449/tu.2023.01.024一起DCS通讯问题的处理及改进方法韩喜俊（北京凯盛建材工程有限公司，北京 100024）电气控制韩喜俊：一起DCS通讯问题的处理及改进方法-682023年第1期分析了程序及现场情况后，发现是由于DCS的通讯原因造成的。皮带的控制由于在原生料磨，其主程序是做到了原来的 AC800F系统内，这样弹出画面等都可以轻松实现。然后将DI和AI信号从骨料的PLC内读取，将DO和AO控制信号发送到骨料的PLC内。如图4所示。在程序内没有对信号进行处理，而是直接将通讯过来的信号接到了功能块的输入管脚，将输出信号接到了通讯块上。骨料PLC生料磨PLCTCPIP备妥运行故障电流反馈转速反馈拉绳跑偏打滑转速给定驱动图4两台PLC之间的数据交换停电后，我们发现骨料生产线的控制系统没有断电，因为现场和中控室都有UPS进行持续供电。而生料磨控制站的UPS由于年久失修供电时间很短就停止工作了，中控操作站上也都是红色的叉号，表示现场站PLC已经掉线。此时出现的问题就是生料磨控制站那边由于断电所有模块输出肯定被复位，但是由于通讯中断，不能对通讯发出的输出进行复位，即发送到骨料PLC的驱动和转速给定维持了通讯中断之前的最后的状态，由于骨料PLC持续供电，所以一直保持。再加上恢复供电首先是恢复骨料中压站，所以导致一上电皮带就自动运行。如果首先对生料磨恢复上电，则通讯重新建立，驱动信号和转速给定信号会立即复位。另外如果生料磨控制站的UPS可以坚持到恢复供电也不会发生这种情况。找到问题后，在各自的通讯程序中增加了对通讯状态的判断，并在画面进行通讯状态的显示。在骨料侧，如果通讯状态异常，则对驱动和转速给定复位。如果正常则将通讯过来的信号给到实际的DO和AO模块。在生料磨侧，如果通讯正常，则将骨料通讯过来的信号给到DI和AI模块，如果通讯异常，则将信号复位。这样处理后，没有再发生自动启动的现象。4结语通过通讯走信号可以节约电缆，但是可靠性会降低。在做程序的时候一定要考虑好各种工况，做好通讯异常时的防范措施，使程序运行更加可靠。（收稿日期：2022-09-07）化见表2。技改后运行数据表明，该方案节煤降耗效果明显。实践发现，热值1201220kJ左右的浆渣喂料时，窑尾CO浓度整体平均在0.06%0.27%之间波动，分解炉用煤平均降低1.60t/h，吨熟料实际煤耗平均降低6.490kg/t，吨熟料标准煤耗平均降低5.330kg/t。节煤效果显著的同时对窑工况整体影响较小，浆渣热值控制上限有效提高，降低了浆渣配伍难度，增加了高价值的高热值危废处置量，提高了企业经济效益，提高了企业的市场竞争能力。同时，浆渣系统在三次风管落料点上增加无轴螺旋输送机，设备运行稳定，未出现螺旋输送机堵料和卡阻现象。通过技改，浆渣物料在落入三次风管前得到有效缓冲和打散，并通过控制单次落料量、通过配伍提高浆渣气孔率及增大反应面积等方法，三次风管浆渣料层厚度可控制在3005000mm之间，达到了“薄料快烧”的工艺目的。技改后，浆渣物料在三次风管内部火焰燃烧持续稳定且无积料现象，运行效果良好，达到了技改预期目的。但是，不是所有的水泥窑均可采用以上方法。部分水泥窑因其独特的设计，三次风管与分解炉接口斜向上进入，导致浆渣投加系统无法在此类三次风管上进行投加。对于此种情况，我们应该因地适宜，加强与协同处置水泥企业的沟通，选择合适的投加方案进行处置。5结语通过在三次风管增设无轴螺旋输送机的技改，起到了打散物料的效果，将原本成股成团落下的浆渣物料均匀分散，降低了浆渣物料进入系统时造成的不利影响，弱化了窑系统工况的波动。稳定的窑工况有利于浆渣产量的增加，也达到了提高高热值物料投加量的目的。高热值物料的投加进一步促进了窑系统煤耗降低，达到半固态（浆渣）系统稳产、高产的目的，从而为处置单位取得了良好的经济效益。（编辑：于欢）（收稿日期：2022-10-20）（上接第31页）电气控制韩喜俊：一起DCS通讯问题的处理及改进方法-69