一、水泥厂电气控制系统问答：

1、水泥厂电气人员需求？

水泥厂的电气维护部门综合性都是比较强的，一般高低压的工作细化程度不是特别高。

2、水泥厂的电气控制系统都包括那些部分？

粉磨站的话，只有粉磨系统。

3、高压和低压都分别包括什么？

那么高压电机一般有：主电机，两台辊压机；假如有立磨的话，主电机，主风机，也都是高压的，一般是十千伏。

4、问电阻柜和电容柜是属于那一块的？

水电阻柜，用于高压电机的启动；电容柜投用于高压电机启动后，来提高有功功率。

低压部分就是其他的用电设备，包括配料秤，输送皮带，提升机，风送风机，收尘电机，等等。另外，一些仪器仪表，压力表，热电阻等是24V的。

以上设备都可以通过电气控制系统控制，就是通过中控室控制，都是通过组态，由DSC现场柜，控制电控制柜，然后对现场的电机设备进行控制。

 

二、PLC与DCS系统问答：

1、PLC的基本概念

　　早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC,plc自1966年美国数据设备公司（DEC）研制出现，现行美国，日本，德国的可编程序控制器质量优良，功能强大。

2、PLC的基本结构

　　PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：

　　a、电源

　　PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去

　　b. 中央处理单元(CPU)

　　中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。

　　为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。

　　c、存储器

　　存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。

　　存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。

　　d、输入输出接口电路

　　1、现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。

　　2、现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。

　　e、功能模块

　　如计数、定位等功能模块。

　　f、通信模块

　　如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等。

3、PLC的工作原理

　　一. 扫描技术

　　当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

　　(一) 输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

　　(二) 用户程序执行阶段

　　在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

　　即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

　　在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。

　　(三) 输出刷新阶段

　　当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。

4、PLC内部运作方式

　　虽然PLC所使用之阶梯图程式中往往使用到许多继电器、计时器与计数器等名称，但PLC内部并非实体上具有这些硬件，而是以内存与程式编程方式做逻辑控制编辑，并借由输出元件连接外部机械装置做实体控制。因此能大大减少控制器所需之硬件空间。实际上PLC执行阶梯图程式的运作方式是逐行的先将阶梯图程式码以扫描方式读入CPU 中并最后执行控制运作。在整个的扫描过程包括三大步骤，“输入状态检查”、“程式执行”、“输出状态更新”说明如下：

　　步骤一“输入状态检查”：PLC首先检查输入端元件所连接之各点开关或传感器状态（1 或0 代表开或关），并将其状态写入内存中对应之位置Xn。步骤二“程式执行”：将阶梯图程式逐行取入CPU 中运算，若程式执行中需要输入接点状态，CPU直接自内存中查询取出。输出线圈之运算结果则存入内存中对应之位置，暂不反应至输出端Yn。步骤三“输出状态更新”：将步骤二中之输出状态更新至PLC输出部接点，并且重回步骤一。 此三步骤称为PLC之扫描周期，而完成所需的时间称为PLC 之反应时间，PLC 输入讯号之时间若小于此反应时间，则有误读的可能性。每次程式执行后与下一次程式执行前，输出与输入状态会被更新一次，因此称此种运作方式为输出输入端“程式结束再生”。

　　

  

　　PLC内部运作架构

5、plc目前的主要品牌

　　美国AB，ABB，松下，西门子，汇川，三菱，欧姆龙，台达，富士，施耐德，信捷 创研等。

 

DCS控制系统

DCS控制系统（DIstributed Control System，分散控制系统）是随着现代大型工业生产自动化的不断兴起和过程控制要求的日益复杂应运而生的综合控制系统。它是计算机技术、系统控制技术、网络通讯技术和多媒体技术相结合的产物，可提供窗口友好的人机界面和强大的通讯功能，是完成过程控制、过程管理的现代化设备，具有广阔的应用前景。

　　※系统主要有现场控制站（I/O站）、数据通讯系统、人机接口单元（操作员站OPS、工程师站ENS）、机柜、电源等组成。系统具备开放的体系结构，可以提供多层开放数据接口。

　　※硬件系统在恶劣的工业现场具有高度的可靠性、维修方便、工艺先进。底层汉化的软件平台具备强大的处理功能，并提供方便的组态复杂控制系统的能力与用户自主开发专用高级控制算法的支持能力；易于组态，易于使用。支持多种现场总线标准以便适应未来的扩充需要。

　　※系统的设计采用合适的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功能，具有高度的可靠性。系统内任一组件发生故障，均不会影响整个系统的工作。

　　※系统的参数、报警、自诊断及其他管理功能高度集中在CRT上显示和在打印机上打印，控制系统在功能和物理上真正分散。

　　※整个系统的可利用率至少为99.9％；系统平均无故障时间为10万小时，实现了核电、火电、热电、石化、化工、冶金、建材诸多领域的完整监控。

　　※“域”的概念。把大型控制系统用高速实时冗余网络分成若干相对独立的分系统，一个分系统构成一个域，各域共享管理和操作数据，而每个域内又是一个功能完整的DCS系统，以便更好的满足用户的使用。

　　※网络结构可靠性、开放性及先进性。在系统操作层，采用冗余的100Mbps以太网；在控制层，采用冗余的100Mbps工业以太网，保证系统的可靠性；在现场信号处理层，12Mbps的PROFIBUS总线连接中央控制单元和各现场信号处理模块。

　　※标准的Client/Server结构。MACS系统的操作层采用Client/Server结构。

　　※开放并且可靠的操作系统。系统的操作层采用WINDOWS NT操作系统；控制站采用成熟的嵌入式实时多任务操作系统QNS以确保控制系统的实时性、安全性和可靠性。

　　※标准的控制组态软件。可以实现任何监测、控制要求。

　　※可扩展性和可裁剪性。保证经济性。

三、组态软件问答：

组态软件在国内是一个约定俗成的概念，并没有明确的定义，它可以理解为“组态式监控软件”。 “组态(Configure)”的含义是“配置”、“设定”、“设置”等意思，是指用户通过类似“搭积木”的简单方式来完成自己所需要的软件功能，而不需要编写计算机程序，也就是所谓的“组态”。它有时候也称为“二次开发”，组态软件就称为“二次开发平台”。 “监控（Supervisory Control）”，即“监视和控制”，是指通过计算机信号对自动化设备或过程进行监视、控制和管理　

　　组态软件是有专业性的。一种组态软件只能适合某种领域的应用。组态的概念最早出现在工业计算机控制中。如DCS(集散控制系统)组态，PLC（可编程控制器）梯形图组态。人机界面生成软件就叫工控组态软件。在其他行业也有组态的概念，如AutoCAD，PhotoShop等。不同之处在于，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。从表面上看，组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。 工控组态软件也提供了编程手段，一般都是内置编译系统，提供类BASIC语言，有的支持VB，现在有的组态软件甚至支持C#高级语言。

　　组态软件大都支持各种主流工控设备和标准通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的HMI（人机接口软件，Human Machine Interface）的概念，组态软件还是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具或开发环境。在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现使用户可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容监控组态软件将会不断被赋予新的内容。

四、水泥厂控制系统组成问答：

1、中控室硬件设备如何划分？

中控室有操作员站和工程师站。

2、全厂车间硬件如何划分？

主要车间的电气控制室内共设有4个PLC现场控制站，分别是生料制备现场站、窑尾喂料及预热器现场站、窑头煤磨现场站和水泥粉磨现场站。现场控制站作为控制的核心，完成数据的采集与控制指令的发送。

3、现场车间硬件如何划分？

现场控制站的主要硬件有：a、中央处理器，它主要负责控制程序的扫描执行与计算，控制指令的产生，同时还提供了内部寄存器，便于上位机的数据获取，可谓是控制的枢纽。b、通讯模块，它的功能是将本站中的数据编集成符合Modbusplus协议格式的集合并产生和接收令牌，使网络上所有结点都能识别出彼此的数据，实现数据的高度共享。c、电源模块，它为机架上的模块提供总线电流和工作电压。d、 I/O模块，完成现场信号的采集，包括数字量输入/输出、模拟量的输入/输出，并实现控制指令的输出，通过外部继电器等最终实现设备的控制。e、安装机架，其上提供模块的总线插槽及接地端子。

4、系统功能如何划分？

集散型控制系统需要完成工艺生产过程各种参数的检测、处理、过程回路控制、马达顺序逻辑控制、设备监控和系统的测试和诊断以及实施安全性方面的功能等。

　　过程控制级：直接与现场各类装置（如变送器，执行器等）相连，对所连接的装置实施检测，控制。同时具备与控制管理级通讯的功能。为了快速对现场变化作出反应，响应时间要求小于0.3 秒。其具体任务为：

　　所有数字量、模拟量的采集及输入处理

　　上述数据的基本处理 (标注时间，过滤等)

　　应用程序，可单独监控所连接的设备

　　至设备的数字量输出和模拟量输出及输出处理

　　将设备信息输送至控制管理级，接收并执行控制管理级传来的信息

　　模拟量的精确计算及处理

　　批处理

　　生产过程优化

　　控制管理级：综合监控各过程站的所有信息，响应时间小于两秒。控制管理级将负责：

　　从过程控制级的各过程控制站获取信息，对通讯网络进行管理

　　各种信息的显示，处理，参数的设定,上下限设定, 上下限的控制输出

　　对设备的直接监控调节

　　生产报表的草拟

　　产生工艺信息和历史记录

　　设备信息的自动存储及备份

　　集散型控制系统至少具备以下自动调节回路，根据生产需要进行自动/手动控制：

　　生料配料控制回路；

　　均化库预均化控制回路；

　　入窑生料粉喂料量自动控制回路；

　　预热器吹堵控制回路等等。