本控制系統(tǒng)包括遠程控制器、上位機、就地控制器、水泵、壓力傳感器、液位傳感器、回水電磁閥、回水流量調(diào)節(jié)閥、電磁閥1、電磁閥2、噴嘴組1、噴嘴組2和溫度傳感器，其中就地控制器分別與水泵、壓力傳感器、液位傳感器、回水電磁閥、回水流量調(diào)節(jié)閥、電磁閥1、電磁閥2和溫度傳感器連接，并且就地控制器和上位機進行MPI通訊和遠程控制器進行 Profibus-dp 通訊。

就地控制器、上位機、回水電磁閥、回水流量調(diào)節(jié)閥、電磁閥1和電磁閥2都是由UPS（不間斷電源）進行供電。發(fā)生停電故障時，操作人員依然可以通過上位機打開電磁閥1、電磁閥2和回水電磁閥，使水回流到水箱內(nèi)。

如圖1所示，圖1中的就地控制器是本控制系統(tǒng)的控制核心，完成所有的工藝控制和順序聯(lián)鎖保護控制功能。就地控制器和上位機進行MPI通訊，將工藝參數(shù)、運行狀態(tài)和報警信息傳送給上位機，上位機對上述工藝參數(shù)、運行狀態(tài)和報警信息進行顯示和存儲；同時操作人員也可以通過上位機進行操作。就地控制器和遠程控制器進行 Profibus-dp 通訊，就地控制器將工藝參數(shù)、運行狀態(tài)和報警信息也傳送給遠程控制器，遠程控制器實時接收就地控制器傳送的工藝參數(shù)、運行狀態(tài)和報警信息并對其進行顯示和記錄，同時根據(jù)就地控制器傳送來的水箱液位報警信號對水箱進行補水。而且遠程通控制器會將窯尾管道出口處煙氣的溫度設(shè)定值傳送給就地控制器。

液位傳感器實時監(jiān)測水箱的水位狀態(tài)。當液位值低于就地控制器內(nèi)的補水液位設(shè)定值時，就地控制器就向遠程控制器發(fā)出水箱液位報警信號，遠程控制器進而控制相應(yīng)的設(shè)備對水箱進行補水； 當液位值高于上限液位設(shè)定值時，遠程控制器停止對水箱進行補水。

壓力傳感器實時監(jiān)測水泵出口處的壓力值。若壓力值高于壓力上限設(shè)定值，則打開回水電磁閥，將回水流量調(diào)節(jié)閥開度調(diào)到100%，關(guān)閉水泵進行快速泄壓；若壓力值低于壓力下限設(shè)定值，則及時關(guān)閉水泵、電磁閥1和電磁閥2，進行故障檢查。

回水電磁閥用的是常閉閥，正常運行時，回水電磁閥一直關(guān)閉。當壓力傳感器值高于壓力上限設(shè)定值時，回水電磁閥得電，回水電磁閥打開進行泄壓；當系統(tǒng)停止運行時，也會打開回水電磁閥，使水流回流到水箱內(nèi)。

電磁閥1、電磁閥2和回水流量調(diào)節(jié)閥是系統(tǒng)水流量調(diào)節(jié)的主要執(zhí)行機構(gòu)，系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)電磁閥1、電磁閥2的開關(guān)狀態(tài)和回水流量調(diào)節(jié)閥的開度來控制噴嘴的噴水量。 

溫度傳感器裝設(shè)在窯尾管道出口處，用來實時監(jiān)測窯尾管道出口煙氣的溫度。系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)噴水量來控制窯尾管道出口處煙氣的溫度。 

窯尾管道噴水控制系統(tǒng)的核心就是調(diào)節(jié)噴水量來控制窯尾管道出口煙氣的溫度。本控制系統(tǒng)核心控制原理如圖2所示，根據(jù)生料磨運行狀態(tài)自動更改溫度設(shè)定值，采用PID閉環(huán)控制回水流量調(diào)節(jié)閥的開度，用如圖3的滯回比較器控制電磁閥2的運行狀態(tài)。

具體流程如下：窯尾管道噴水系統(tǒng)工作時，電磁閥 1處于打開狀態(tài)，就地控制器實時接收溫度傳感器的值并將該溫度傳感器的值和內(nèi)部的溫度設(shè)定值進行比較，通過PID控制器實時計算，輸出4~20mA信號來控制回水流量調(diào)節(jié)閥的開度，同時根據(jù)實際情況根據(jù)回水流量調(diào)節(jié)閥開度控制電磁閥2運行狀態(tài)（如圖3所示）。

若回水流量 調(diào)節(jié)閥開度下降到控制器內(nèi)部的開設(shè)定值時，表明只開電磁閥1已不太能滿足噴水量的需求，此時打開電磁閥2來確保窯尾管道的性能；若回水流量調(diào)節(jié)閥上升到控制器內(nèi)部的關(guān)設(shè)定值時，表明只開電磁閥1也可滿足噴水量的需求，此時關(guān)閉電磁閥2。 

本智能控制系統(tǒng)控制流程如下：遠程控制器根據(jù)接收到的液位傳感器的信號對水箱進行補水，并且根據(jù)生料磨的運行狀態(tài)實時的將溫度設(shè)定值傳送給就地控制器。

當溫度傳感器的值超過就地控制器內(nèi)的系統(tǒng)啟動設(shè)定值時，就地控制器打開電磁閥1和回水電磁閥，同時控制回水流量調(diào)節(jié)閥開度為 100%，延時1分鐘后打開水泵； 水泵打開后關(guān)閉回水電磁閥，啟動PID控制器，進行閉環(huán)控制，同時控制回水流量調(diào)節(jié)閥的開度和電磁閥2的運行狀態(tài)；

當溫度傳感器的值低于就地控制器內(nèi)的系統(tǒng)啟動設(shè)定值時，關(guān)閉水泵，打開回水電磁閥，將回水流量調(diào)節(jié)閥開度調(diào)為100%，使水管內(nèi)的水快速回流到水箱內(nèi)，延時2分鐘后，關(guān)閉電磁閥1和回水電磁閥，同時停止系統(tǒng)運行。

來源：《中材海外工程有限公司》

作者：潘曉晶

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