西门子工业控制软件CEMAT在水泥厂的应用

　　四川广安市的利万布森水泥厂为2500t/d新型干法水泥厂，其基础自动化控制系统控制范围包括原料破碎、生料磨、窑头系统、窑尾系统、水泥磨系统到包装系统整条生产线。控制系统采用了西门子PCS7系统，并应用了西门子水泥行业专用软件CEMAT软件。

　　1 系统结构

　　西门子PCS7过程控制系统是集DCS、总线I/O以及PLC为一体的新型全集成控制系统。具有分散控制、集中管理、安装方便、成本低和维护管理智能化等特点。

　　CEMAT软件包是西门子公司专门为水泥行业开发的水泥控制系统。是一个集成化的标准软件，具有多个专门用于水泥工厂过程控制优化的功能块，具有简洁的显示方式，不需附加另外的专家系统就可完成组态和参数设置。该软件包集成于PCS7系统，在PCS7集成的功能上增加了针对水泥工程的工程操作、故障诊断及联锁等功能块，是具有独特的、开放式的接口及经济的解决方案。1971年至今，CEMAT软件包已在世界范围已经成功使用了438套。具有如下特点：方便的水泥厂故障诊断功能;方便的软件联锁功能;灵活便利的操作方式;减少故障时间;针对水泥行业的特殊指令。

　　2 控制系统构成

　　本自动控制系统采用控制网、监控网、现场总线三级控制网络构成系统。系统硬件配置及网络结构见下图。

　　2.1控制网

　　控制网采用工业级交换机由光纤构成冗余环网，通信速率100Mbit/s。根据控制站的分布共配置5台交换机，设备包括：1台工程师站(配A3喷墨打印机1台);2台互为冗余的数据库服务器;2台A3激光网络打印机;5个控制站。

　　其中冗余服务器用于历史数据记录、性能计算、报表、SOE、事故追忆，可向操作员站、上位计算机提供数据库服务。两台服务器互为冗余配置了两个网卡：西门子的专用通讯网卡1613和通用网卡，分别用于与控制站及操作员站的通讯。

　　5个控制站采用了AS416-2做主控制站，分别为生料磨PLC、窑头PLC、窑尾PLC、水泥磨PLC、包装PLC。AS416-2控制站集成了CPU416-2模件，CP443-1以太网通讯模件，PS407电源模件及9槽机架，可实现现场设备的运行状态监测、数据采集及处理、自动闭环回路控制、电气设备开关控制等系统控制功能。

　　图1 DCS控制系统配置图

　　2.2监控网

　　冗余服务器、5台操作员站(HMI)采用2台交换机构成监控网。其中中控室4台操作员站，包装车间操作室1台操作员站。所有操作员站配置相同，采用客户机/服务器(C/S)模式。HMI可实现设备成组及单机操作、动态测量数据、报警、事件记录、历史趋势观察等功能。对于所有控制对象提供面板，使用户可以操作和诊断回路。可以显示所操作的测量位置的所有信息，也可防止意外操作。