我公司2000t/d水泥熟料新型干法生產(chǎn)線(以下簡稱新線)工程設(shè)計(jì)由天津水泥設(shè)計(jì)研究院承擔(dān),包括:砂巖礦、生料制備、煤粉制備、熟料燒成四大部分,設(shè)計(jì)年產(chǎn)熟料60萬t。

　　新線工藝設(shè)備中除窯燃燒器系統(tǒng)進(jìn)口外,其余均采用近幾年來國內(nèi)開發(fā)和引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)由國內(nèi)轉(zhuǎn)化制造的水泥裝備。生料粉磨采用Φ4.6m×(7.5+3.5)m的中卸烘干磨;熟料煅燒采用Φ4m×60m帶D-D型分解爐的雙系列五級預(yù)熱器分解窯;煤磨采用帶烘干倉的Φ2.8m×(5+3)m球磨。

　　新線的控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)集散式控制系統(tǒng),型號為NETWORK-90,是美國Balley控制公司八十年代推出的產(chǎn)品(以下簡稱N-90系統(tǒng))。該系統(tǒng)是以微處理器為基礎(chǔ)的高度模件化的集散系統(tǒng),采用新穎、快速可靠的廠環(huán)通訊網(wǎng)絡(luò),并將順序控制、過程控制、數(shù)據(jù)采集、打印報(bào)表、數(shù)據(jù)存檔等控制和管理功能結(jié)合在同一個系統(tǒng)之中。硬件配置十分靈活,畫面顯示功能強(qiáng)大,組態(tài)靈活方便,功能碼(實(shí)現(xiàn)某一功能的程序段)相當(dāng)豐富,并已固化在各自的主模件之中,控制功能強(qiáng)大。

　　該工程于1993年12月5日首次點(diǎn)火投料試車成功。后經(jīng)二個多月的整改完善,交付于生產(chǎn)管理部門,于1994年3月28日再次點(diǎn)火投料,開始正常生產(chǎn)。筆者參與了該工程建設(shè)的全過程,現(xiàn)就新線在建設(shè)和生產(chǎn)中的經(jīng)驗(yàn)予以粗略歸納,并就今后在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題提出一些看法和建議,供參考。

2 N-90系統(tǒng)方面

　　(1)新線在生產(chǎn)過程中,窯尾電力室抽屜柜曾兩次發(fā)生較大短路,造成該電力室停電,且短時間內(nèi)恢復(fù)不了供電的事故。所以要落實(shí)好N-90系統(tǒng)現(xiàn)場控制站PCU(Process Control Unit)和中繼柜的雙回路交流供電,其中一路應(yīng)引自其它低壓配電室(不應(yīng)同為一臺變壓器)。

　　(2)建議在設(shè)計(jì)時,為每個PCU站和中繼柜就近共同配置一個小型配電柜,內(nèi)裝配電開關(guān)、交流凈化電源和隔離變壓器等。否則,如隨便安置既不雅觀又不安全。最好單設(shè)一個專用配電柜,交由計(jì)算機(jī)人員管理,負(fù)責(zé)PCU站和中繼柜的停送電。

　　(3)中控室UPS(Uninterruptible Power Supply)電源設(shè)備原設(shè)計(jì)型號為BJD-20A,故障較多。后來改為BJ-30型,運(yùn)行至今尚未發(fā)生故障。

　　(4)試車期間即發(fā)現(xiàn)ACR-15型交流凈化電源抗諧波能力甚差,后借助示波器反復(fù)觀察,發(fā)現(xiàn)不僅沒有起到凈化作用,反而加劇了波形畸變,并產(chǎn)生過電壓,惡化了供電質(zhì)量,最后只好全部去掉。目前尚未找到合適產(chǎn)品。

　　(5)PCU站配置的I/O電源的電壓等級為直流24V或125V,本系統(tǒng)采用24V,實(shí)際上DI(Digital Input)模件的開路電壓僅7V左右。由于現(xiàn)場粉塵較大,再加上某些高低壓電器的輔助接點(diǎn)質(zhì)量不佳,導(dǎo)致在運(yùn)行中備妥信號(即設(shè)備送電完畢,在集中控制方式下準(zhǔn)備妥當(dāng))、應(yīng)答信號(即設(shè)備運(yùn)行時返回的信號)經(jīng)常消失,致使設(shè)備無故停車。目前已成為影響設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率的主要因素之一。今后在配置PCU站的I/O電源時,最好選用125V DC電壓等級。

　　(6)在集中控制方式下,對電機(jī)的順序控制最好適當(dāng)予以簡化。組的劃分除了要考慮工藝流程外,亦應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)控制的特點(diǎn),著眼于如何提高運(yùn)行的可靠性上。即對于某些獨(dú)立性較強(qiáng)或與主工藝流程關(guān)系不太密切的工藝設(shè)備可適當(dāng)解鎖,不必包括在順序控制之列,而采用單機(jī)編組或現(xiàn)場控制的方式,這樣可避免一些非緊要生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)生故障而影響整個生產(chǎn)系統(tǒng)的問題。

　　(7)計(jì)算機(jī)關(guān)于故障分析與故障過程追憶的語言和功能欠缺,在發(fā)生故障停車和起動失敗后,計(jì)算機(jī)給不出具體分析判斷的依據(jù)和線索。這表明:一則軟件開發(fā)欠佳;二則有關(guān)故障分析的信息采集點(diǎn)數(shù)不足,反映現(xiàn)場問題太籠統(tǒng)。今后應(yīng)重視并加強(qiáng)有關(guān)故障分析的信息采集和相應(yīng)的軟件開發(fā)工作,同時在做PCU站硬件配置時,增加采樣點(diǎn),以利于故障分析。

　　(8)軟件組態(tài)應(yīng)該注意保證各相關(guān)環(huán)節(jié)的制約關(guān)系,盡可能避免顧此失彼的問題。例如生料磨系統(tǒng)風(fēng)機(jī)電機(jī)的重載起動中,轉(zhuǎn)子短路的開關(guān)量信號雖然已進(jìn)計(jì)算機(jī),但組態(tài)時沒有與定子回路的起動和運(yùn)行構(gòu)成約束關(guān)系。曾因重載起動柜內(nèi)部故障,起動完畢沒有封星點(diǎn)(轉(zhuǎn)子短路),導(dǎo)致頻敏變阻器較長時間串入,嚴(yán)重過熱。現(xiàn)在廠里修改了軟件組態(tài),解決了問題。

　　(9)生料磨系統(tǒng)PCU站與總配電站雖然相距較近,但是,計(jì)算機(jī)對整個生產(chǎn)線全部高壓電機(jī)的控制,還是以不集中在該P(yáng)CU站為好。雖然,集中于該P(yáng)CU站可節(jié)省一定數(shù)量的控制電纜,但卻與“集散控制”的本意相悖。運(yùn)行中曾遇到該P(yáng)CU站,匯集高壓電機(jī)起、停、備妥、應(yīng)答信號的DI、DO(Digital Output)模件中,有一路損壞而無法更換之事。因?yàn)楦鼡Q這些模件會波及到跨工序的高壓電機(jī)運(yùn)行,對生產(chǎn)影響很大。筆者認(rèn)為:計(jì)算機(jī)對高壓電機(jī)的控制,還是以分散在各所在工序的PCU站為宜。

　　(10)PCU站端子柜選用端子模件密集安裝方式,造成大量電纜匯集于一個柜內(nèi),易發(fā)生故障。此外,造成接線和查線困難,且接線完畢后許多端子模件的面板都未能罩上,模件得不到應(yīng)有的保護(hù)。若選用端子單元并適當(dāng)擴(kuò)展端子柜數(shù)量,是能夠較合理地解決該問題的。

　　(11)廠內(nèi)對全部PCU站的房間都進(jìn)行了密閉防塵的改造,并增設(shè)了空調(diào)機(jī)組,可惜的是因事后改造土建工程不太理想。此問題應(yīng)在設(shè)計(jì)時就一并考慮。

3 電氣系統(tǒng)方面

　　(1)由于新線的接地工程分別涉及到N-90系統(tǒng)，較為繁雜,再加上幾個控制室內(nèi)都是各類盤柜混合布置,很容易使各接地系統(tǒng)混接在一起,給控制信號的傳輸和設(shè)備的安全運(yùn)行帶來不利。新線各類接地系統(tǒng)形成全部連通,很不合理。因此,建議在今后的設(shè)計(jì)中,應(yīng)對計(jì)算機(jī)、儀表、電子設(shè)備、屏蔽和低壓供配電等各接地裝置的布置,從設(shè)計(jì)角度給出明確的要求和安裝注意事項(xiàng)。盤柜應(yīng)盡量按類合理布局或采取有效的隔離措施。

　　(2)主傳動與輔助傳動本應(yīng)兩路供電,但設(shè)計(jì)僅為單回路供電,從而有主電動機(jī)發(fā)生故障或斷電時窯筒體彎曲的故障隱患。所以設(shè)計(jì)時應(yīng)為窯輔助傳動另從其它電力室引入一路備用動力電源,新線在生產(chǎn)過程中已有此教訓(xùn),現(xiàn)已改進(jìn)。

　(3)從運(yùn)行情況看,KGSFA21系列直流電機(jī)可控硅傳動裝置故障較多,為此廠里統(tǒng)一增設(shè)了備用系統(tǒng)。但是該系列產(chǎn)品勵磁電源是不隨主回路開關(guān)受控?cái)嚯姸詣訑嚯姷?。在試車期間,曾發(fā)生系統(tǒng)全部停車后,由于疏忽忘記拉下勵磁電源開關(guān),致使電機(jī)勵磁長期得電,先后造成窯主傳動和生料磨選粉機(jī)的電機(jī)嚴(yán)重過熱事故。在新線整改完善階段,對各臺可控硅傳動裝置,均在勵磁電源的交流側(cè)增設(shè)了接觸器等低壓電器,并改進(jìn)了控制方式,從而杜絕了此問題的發(fā)生。

　　(4)處理備妥信號要注意全面性和一致性。如可控硅傳動裝置的備妥,用的是電力室抽屜柜內(nèi)的空氣開關(guān),但是在可控硅傳動裝置柜內(nèi)還有控制電源和勵磁電源等開關(guān),倘若沒合閘,計(jì)算機(jī)雖然得到備妥信號,但是沒有意義。新線投產(chǎn)初期,每次系統(tǒng)開車時往往都因?yàn)椤皞渫住眴栴}而延誤較長時間。進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)時,也難以舉一反三。

　　(5)為加快設(shè)計(jì)進(jìn)度,設(shè)計(jì)中常采用套用其它工程圖紙的方法,但是應(yīng)注意不同工程的控制系統(tǒng)組成的特點(diǎn)和差異,否則容易給施工和調(diào)試造成困難。例如:煤磨圓盤喂煤機(jī)的傳動為滑差電機(jī),原設(shè)計(jì)的控制方式欠妥,與整個系統(tǒng)的組成和控制策略不吻合,似乎是套用其它工程圖紙考慮不周所致。后改用“CTV-Ⅲ電子轉(zhuǎn)換裝置”解決了計(jì)算機(jī)與ZLK-10型滑差控制器之間的4～20mA DC/0～-10V DC轉(zhuǎn)速指令信號的變換和測速發(fā)電機(jī)0～45V AC/4～20mA DC轉(zhuǎn)速信號的變換。并將該轉(zhuǎn)速信號接入計(jì)算機(jī),作為終端轉(zhuǎn)速顯示信號,解決了中控操作人員進(jìn)行煤磨喂煤量調(diào)節(jié)的問狻?/dt>

　　(6)窯、生料磨、煤磨等主機(jī)的機(jī)旁主傳動、輔助傳動電氣控制箱位置相距較遠(yuǎn),“主傳/輔傳”、“集中/機(jī)旁”轉(zhuǎn)換都是分立的,鑰匙又不統(tǒng)一,崗位人員甚覺不便,也容易誤操作。后來將這幾處轉(zhuǎn)換用的鑰匙按鈕全部取消,用LW5系列轉(zhuǎn)換開關(guān),按“主傳機(jī)旁/主傳集中/輔傳”三位設(shè)置,崗位人員比較滿意,至今已有相當(dāng)一部分鑰匙按鈕被主令開關(guān)取代。

　　在過去傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,一般僅對熱工檢測的微弱信號和低電平信號的傳輸線選用屏蔽電纜,提高抗干擾能力,并抑制感生電壓以保護(hù)二次儀表。而對于電氣系統(tǒng)二次回路所用的控制電纜,干擾和感生電壓無甚關(guān)系,一般大都選用普通控制電纜即可。然而隨著集散系統(tǒng)的應(yīng)用,其順控部分已與現(xiàn)場的大量電氣設(shè)備緊密地結(jié)合在一起。尤其是在DI模件工作電壓等級選的較低情況下,對干擾,尤其是感生電壓應(yīng)引起格外的警覺。

　　在調(diào)試期間,發(fā)現(xiàn)許多接入PCU站的開關(guān)量信號線芯均有感生電壓,有的還挺高。全部更換為屏蔽電纜已不現(xiàn)實(shí),當(dāng)時僅更換了幾?