水泥生產線設備的電氣聯鎖保護設計

呂東軍

摘 要：設備的聯鎖保護是水泥生產線電氣設計的重要環節，從分析設備聯鎖保護的常規設計和改進設計，從而提出水泥生產線的電氣聯鎖的設計。

關鍵詞：水泥生產線；聯鎖保護；設計

引言

水泥生產線的電氣設計，設備的聯鎖保護設計是不可缺少的一個重要環節。水泥生產線因其生產工藝的特殊性，有別于一般的連續生產過程。從原料配料至水泥包裝出廠的整個生產過程，因為中間倉、生料均化庫、熟料庫、水泥庫的分隔，使全廠生產可以劃分為幾個自成體系的分段連續生產工藝過程。因此對于水泥生產的這種分段式連續生產，在強調一般性設備聯鎖保護設計的基礎上，還應考慮各連續生產段之間的相互影響和保護，即工藝聯鎖保護。

1 設備聯鎖保護的常規設計

水泥生產線的設計方式通常采用中控為主、車間控制室為輔的設計方式。即以控制系統軟件編程方式實現中央控制室集中聯鎖控制保護及監視的功能，車間控制室作為控制系統的后備，不具備設備間聯鎖保護功能。

這種設計方式的特點是：實施中央控制室的自動控制，充分利用集散控制系統的資源，所有設備聯鎖保護均通過編程實現，但同時保留車間控制室的手動操作權限，手動操作時沒有設備間聯鎖，僅僅完成單臺設備的啟停及電氣保護。現場按鈕箱僅作為單機試車和緊急停車使用。

控制示意圖如圖1所示：

從圖1中可以看出，在實際運行過程中，現場級緊急停車和中控備妥中任何一個信號發生變化均會使中控的設備聯鎖運行方式中斷，中控的控制權限最低。

國內水泥行業剛開始使用集散控制系統時，對控制系統的安全性和穩定性存在顧慮，所以保留了對車間控制室、現場巡檢兩級應急操作設計。

2 設備聯鎖保護的改進設計

隨著集散系統在國內水泥行業的普遍使用，水泥生產線的控制方式變為以中央控制室為中心，機旁按鈕箱為輔助的模式。設定中央控制室為最高控制權限，除現場事故緊急停車外，所有設備的正常啟停均需要通過中控的實施和認證；車間控制室僅僅完成對相關設備的配電及保護功能，不再具備啟停功能。

控制示意圖如圖2所示：

如圖2所示，現場事故緊急停車信號可以中斷該設備的正常運行，并通過中央控制室所設定的聯鎖保護程序要求自動停止相關設備的運行；車間控制室作為信號傳輸的中間環節和單臺設備的電氣保護，不再具備對設備啟停的功能。單機試車必須取得中央控制室的允許信號后，機旁按鈕才具備啟動功能。

3 水泥生產線電氣聯鎖的設計

水泥生產的工藝過程，通常簡要地概況為“兩磨一燒”，即首先將原料粉磨成生料，然后經過煅燒形成熟料，再將熟料粉磨成水泥。整個工藝系統主要分為生料制備系統、廢氣處理及配料系統、窯尾系統、回轉窯系統、粉磨系統、成品系統。

根據水泥廠的工藝系統聯鎖關系，在設計電氣聯鎖中，強調以高溫風機、回轉窯、篦冷機三大設備為中心，輻射其他工藝設備的聯鎖保護系統，示意圖如圖3所示：

從圖3可以看出，全線工藝連鎖保護的關鍵在于對高溫風機和篦冷機相關連鎖信號的處理上。不同的設備故障后所產生的相關操作參數并不相同，例如處理等待時間、處理方式等。

4 結束語

設備聯鎖保護是水泥生產線自動化控制的基礎，工藝聯鎖保護可以提高整個生產線的控制水平。它涉及電氣設計、工藝操作要求、控制系統布局等諸多方面，在充分消化吸收國內外水泥行業自動化技術的基礎上，優化生產線的操作控制水平，全面提高水泥生產線的電氣保護設計和操作水平。