摘要：依照页岩陶粒生产线的工艺特征而编制，对分站原则、方案设计以及人机界面规范等进行了说明，旨在指导和规范页岩陶粒生产线DCS项目的标准化实施。
关键词：DCS：集散控制系统；；EWS：工程师站；OPS：操作员站
0 引言
页岩陶粒生产线生产工艺非常成熟，各个工段分布比较分散且功能相对独立，通过对页岩陶粒生产线工艺的介绍总结出页岩陶粒生产线项目的分站原则。
0.1 工艺背景
陶粒（又称人造轻骨料），即陶质颗粒，一般呈圆形或椭圆形，或不规则碎石状。页岩陶粒是以黏土质页岩、板岩等经破碎、筛分，或粉磨后成球烧胀而成。堆密度一般小于1100kg/m3（300~900kg/m3居多），以陶粒为骨料制作的混凝土密度为1100~1800kd/m3，相应的抗压强度为30.5~40MPa，是一种质量轻，抗压强度高的物质；保温隔热效果好，由于陶粒内部多孔，用其制作的混凝土导热率一般为0.3~0.8W/（m.K），是普通混凝土导热率的1/2~1/3；耐火性好，粉煤灰陶粒可以配制耐火度1200℃以上的耐火混凝土。此外还具有吸水率低、抗冻性能和耐久性能好等优点，常用于建筑行业、保温工程和石油开采行业。
页岩陶粒的生产过程一般分为五个阶段，生料制备、烘干与预热、煅烧与冷却、成品筛分与出库、煤粉制备。
1 硬件设计
1.1 IO分站设计
根据实际生产和编程的需要一般分为以下几个现场控制站。
1）回转窑现场站：控制的范围包括原材料破碎和输送、原料烘干与预热、煅烧与冷却、成品筛分与出库。是整个生产线分为一个控制站。若此部分的模块数量超过了一对主控允许的带载节点数，则可以回转窑生产为结界将此部分分为2个现场站
2）煤粉制备现场站：控制的范围为整个煤粉制备工段。
2 控制方案设计
页岩陶粒项目DCS控制以开关量为主模拟量为辅，开关量信号一般占整个IO测点70%左右。开关量控制主要体现在设备顺控联锁控制。页岩陶粒行业高低压设备较多且比较分散，每个工段按照工艺又分成多个工艺组，组内设备一般是上下游的关系，按照工艺控制要求，先启动下游设备，再启动上游设备，停止为逆序，组内分联锁、解锁、组启动、组停止等控制，联锁条件下，满足组备妥条件，可实现组启动、组停止控制，解锁条件下，设备操作通过单机起停命令控制；工艺相连的子组也可能存在上下游关系，即组间联锁关系。
2.1 原料破碎工段
开机顺序：
收尘器风机（01.19/21）-收尘器（01.18/20）-皮带（01.29/30/31）-皮带（01.14/15/16/17）-圆锥破（01.09）-皮带（01.12/13）-二级振动筛（01.11）-皮带（01.07/08/10）-一级振动筛（01.06）-皮带（01.03/04）-颚式破碎机（01.02）-棒条给料机（01.01）。
停机顺序：
与开机顺序相反，但在一级振动筛停机后，需等待所有原料破碎筛分完成后，方可再按开机相反顺序继续停机操作。
2.2原料输送工段
开机顺序：
皮带（03B.01）-电动侧三通（03A.01）-原料输送链-皮带给料机（02.08/09/10/11，其中一条）。
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停机顺序：
与开机相反（注：停止皮带给料机后，等原料全部入中间仓后，再继续剩余停机操作，紧急情况除外）。
原料输送的联锁关系如下：
开启原料输送皮带链，皮带给料机（02.08）给料。荷重传感器（03B.02a）显示＞50吨时，原料输送皮带链停止；荷重传感器（03B.02a）显示＜5吨时，原料输送皮带链自动开启，皮带给料机（02.09）运行，荷重传感器（03B.02a）＞50吨时，原料输送皮带链停止；荷重传感器（03B.02a）重量＜5吨时，原料输送皮带链自动开启，皮带给料机（02.08）运行，荷重传感器（03B.02a）＞50吨时，原料输送皮带链停止；荷重传感器（03B.02a）＜5吨时，原料输送皮带链自动开启，皮带给料机（02.09）运行，周而复始。当原料库3的料位传感器＜0.5米时，原料库3的两台皮带给料机自动停止给料，同时原料库4的皮带给料机（02.10）自动开启，后面同开启皮带给料机（02.08）时相同，皮带给料机在（02.10）和（02.11）之间交替运行，直到原料库4的料位计＜0.5米后自动转至原料库3皮带给料机（02.08）给料。
2.3煅烧和冷却工段
开机顺序：
窑尾风机（03B.08）-煤粉燃烧器燃油点火装置喷油点火（05B.06）-回转窑（04B.02）-回转窑稀油站（04B.02a）-回转窑液压站（04B.02b）-窑头冷却风机（04B.03）-篦冷机冷却风机1（05B.02）-内外风罗茨风机（05B.11/14）-煤粉罗茨风机（07.27）-煤粉计量秤富勒泵（07.24d）-煤粉计量秤（07.24）-篦冷机冷却风机2（05B.03）-皮带计量秤（03B.04）-篦冷机干油站（05B.01b）-篦冷机液压站（05B.01a）-开启篦冷机（05B.01）自动给料。
停机顺序：
皮带计量秤（03B.04）-煤粉计量秤（07.24）-富勒泵（07.24d）-煤粉罗茨风机（07.27）-内外风罗茨风机（05B.11/14）-篦冷机液压站（05B.01a）-篦冷机干油站（05B.01b）-篦冷机冷却风机1（05B.03）-篦冷机冷却风机2（05B.02）-窑头冷却风机（04B.03）-回转窑稀油站（04B.02a）-回转窑液压站（04B.02b）-回转窑（04B.02）-窑尾风机（03B.08）。
3 设计控制方案应用
3.1 项目实施投运过程注意要点
1）通过调节喷煤量和窑尾风机（03B.08）频率，来控制煅烧区温度。
2）通过调节煤粉燃烧器（05B.06）上的内外罗茨风机的风门（手动蝶阀），来控制火焰长度（煅烧区长度）。
3）通过调节回转窑转速，来控制熟料质量。
4）投料前，随着窑口温度的上升，慢慢加大回转窑转速。
5）投料后，不要急于求成，先将物料烧至八、九成熟，延续两小时，使煅烧区窑壁生成一层窑皮，既可以保护耐火砖，又使后面煅烧时不轻易结窑。
4 结语
项目实施达到的技术指标：
1）在15天内生产出合格产品；
合格产品性能指标：
容重：粒径0-30mm时＜500KG/m3（未破碎）；
粒径2-5mm 时＜600 KG/m3（破碎筛分后）；
粒径5-10mm时＜550 KG/m3（破碎筛分后）。
筒压强度＞2.5MPa。
2）在30天内产能达到设计值的70%（即：350m3/d），45天内完善焙烧与冷却工段的热工制度，并使产能达到设计值的80%（即：400m3/d）；
论文作者:叶建锋,耿岩丽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
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