Winmation為有色金屬行業(yè)提供一整套完備的解決方案，該項目為Winmation承接的總包項目，負責該項目的渣緩冷場及循環(huán)水泵房儀表控制系統(tǒng)，電纜、閥門等成套設(shè)備的采購安裝及調(diào)試。渣緩冷場目前在國內(nèi)是規(guī)模最大的渣緩冷生產(chǎn)線，為了幫助用戶提供更加智慧、安全的工程服務(wù)，Winmation為本項目成立了“專項小組”及安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組。

Winmation系統(tǒng)投運后大大提高了整個生產(chǎn)工段的運轉(zhuǎn)率，降低了工人的勞動強度，系統(tǒng)以其高可靠性、高安全性、維護簡單方便等特點得到了用戶的一致好評。

二、工藝描述

渣緩冷場的生產(chǎn)工藝流程主要是堆放銅冶煉爐排出的高溫棄渣的渣包，并對其進行冷卻管理，按運來渣包內(nèi)爐渣的品位（含銅量）對其進行一定時間的自然冷卻（緩冷），然后進行一定時間的噴水冷卻（水冷），最后將冷卻完成的爐渣運至破碎車間，再通過選礦工段回收再利用。

生產(chǎn)流示意圖

生產(chǎn)環(huán)境及DCS系統(tǒng)的必要性：

1、 渣場占在面積大，渣包數(shù)量多（本項目330個渣包），不利于管理。

2、 渣包從冶煉廠運達的時間不一樣，管理每個渣包的緩冷時間和水冷時間耗費大量人力，且錯誤率高。

3、 由于渣包運達渣場時的溫度高達1000多度，在這種情況下如遇水會發(fā)生爆炸，且水冷過程中產(chǎn)生的蒸汽帶有腐蝕性，生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境惡劣并存在高危性。

4、 渣場里渣包運送的渣包車體積巨大，行動較慢，如有較多人員在現(xiàn)場交叉作業(yè)，安全性差。

       現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境實物圖

三、項目配置

本項目采用Winmation HT 600自動化控制系統(tǒng)，整個系統(tǒng)由一個主站和11個I/O從站組成，主站與各從站之間通過Profibus DP/PA總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，另外通過Modbus RS485與8臺車載電臺進行數(shù)據(jù)通訊。主控制器采用高性能32位RISC/16M的 PM693，I/O模件采用IO600系列產(chǎn)品，以上產(chǎn)品全部為德國原裝生產(chǎn)。上位機使用Winmation1.1 中文版系統(tǒng)。上位機與下位機之間通過工業(yè)以太網(wǎng)卡，使用TCP/IP的方式，實現(xiàn)互聯(lián)。

配置拓撲圖如下：

配置拓撲圖

四、控制要求及解決方案

渣緩冷場需要控制主要設(shè)備為電動球閥和少數(shù)幾臺水泵及壓力溫度流量等為數(shù)不多的儀表，雖然設(shè)備種類少但是數(shù)量多；本項目中進入控制系統(tǒng)中的電動球閥為330臺，水泵類電機8臺，儀表類設(shè)備5臺；控制的難點為330臺閥門在收到有熱渣包放入的時候啟動自動冷卻程序，按中控員的時間設(shè)定依次進入：緩冷－水冷－冷卻完成－空包/空位，在控制閥門進行以上冷卻程序的過程中要有時間的記錄、不同狀態(tài)的指示。

4.1 工藝流程圖如下：

4.2 主要控制：

1.電動球閥自動控制功能塊

由于330個電動球閥的控制方式是一模一樣的，所以用自定義功能塊來解決本控制方案是合理的。

下圖為功能塊內(nèi)部緩冷、水冷觸發(fā)，時間設(shè)定及時間累計的程序段。

下圖為程序中調(diào)用的閥門功能塊及操作員使用的操作面板：

２.廢水收集池渣漿泵自動控制：

廢水收集池內(nèi)裝有液位計，通過液位計可以控制池內(nèi)的渣漿泵實現(xiàn)高水位開泵抽水，底水位停泵。程序如下：

五、安裝問題及處理方案

1．DCS機柜的安裝：

問題：緩冷場占地面積大，如采用DCS機柜集中放置則需要所有的現(xiàn)場閥門引線至DCS柜這樣大大增加控制線纜的使用量，且容易產(chǎn)生干擾及感應(yīng)電；既增加了項目成本又降低了系統(tǒng)的可靠性。

處理方案：將所有現(xiàn)場閥門按冷卻水管路的地理位置分區(qū)，每個區(qū)域就近安放現(xiàn)場DCS柜，所有DCS柜通過Profibus總線實現(xiàn)互聯(lián)至控制器。這樣作既降低了線纜的成本又提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

注意事項：要特別指出的是，由于機柜放在現(xiàn)場為露天放置，且會受到天氣及高溫渣包和水汽的影響，所以機柜的防雨、密封、散熱及防結(jié)露工作一定要做到位。

Winmation采用的專用威圖室外柜，并柜內(nèi)安裝有散熱風扇及加熱器，很好的保證了DCS柜的安全。在冬天零下20度和夏天50度的室處環(huán)境中使用可靠。

2．閥門的保溫及隔熱處理

問題：電動開關(guān)閥位于渣包的上方，與高溫渣包直線距離不過5米，其高溫及腐蝕性水汽對閥體有很大的損傷。

處理方案：

如上圖所示，Winmation采用拋光鋁板制作一密封筒，將閥門置于筒內(nèi)，并在筒內(nèi)填塞保溫巖綿。這樣既可達到冬天的保溫效果，又可以反射高溫渣包的輻射熱，并避免了與腐蝕性水汽的直接接觸。大大延長了閥門的使用壽命。

第一作者：王汝強先生，現(xiàn)任杭州盈控自動化有限公司項目經(jīng)理。