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湖南嘉普云自动化设备有限公司
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水泥取材于石灰石，经加工炼制成广泛使用的建筑材料用于城市建设。在环境污染日益严重的今天，水泥行业因高耗能和粉尘污染而被诟病，节能减排已成为行业可持续发展的核心主题，且看西门子如何助力华润水泥将该主题付诸实施。
将颗粒状的石灰石送入原料磨，加入粘土质原料、以及少量的校正原料磨成成分合适、质量均匀的生料；生料进入回转窑中煅烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的熟料；熟料加入适量石膏，视不同的品种还会加入一定量的混合材，共同进入水泥磨磨细，制成可供建筑使用的水泥。这一历程即水泥生产的“两磨一烧”过程，也是华润水泥旗下水泥企业的主要生产流程。
华润水泥属国家重点支持的大型水泥企业集团之一，是华南地区具竞争力的水泥和商品混凝土供应商，在中国水泥行业中具有重要地位，其业务区域分布于广东、广西、福建、海南、山西、云南、贵州、内蒙古及港澳等地。近年来，华润水泥携手西门子，将西门子“管理节能+工艺节能+ 设备节能”的综合节能理念贯穿于水泥生产中，广泛采用能源管理系统、DCS、高低压变频器、电机和齿轮箱减速机等西门子产品和解决方案，实现了立磨循环风机、窑头窑尾排风机、高温风机等大型设备的节能，不断为水泥生产过程的能耗“减负”，将水泥行业的节能减排绿色梦想带进现实。
在横跨广西、广东两省的西江流域，华润水泥旗下的封开、平南和贵港等生产基地中就演绎了华润水泥与西门子共创节能佳绩的故事。
为原料运输搭建一座高架桥
水泥原料中约80%的成分是石灰石，分布于石灰岩矿丰富的山区。华润水泥（封开）有限公司的石灰石矿场位于距离生产基地63公里的山区，若使用汽车运输原料，其成本约为11.3万元/天，这将带来巨大的运输及能耗成本。
经过周密规划，华润封开水泥在石灰石矿场和生产基地之间建设了一条运输皮带廊，横卧在封开的崇山峻岭中，好像一座架在群山之间的蓝桥，又像一挂瀑布，浑然天成。皮带廊全程规划为52公里（一期40公里已建成运行），相当于北京三环路的全长，通过卫星也清晰可见，堪称水泥行业世界之。皮带廊为全密封双线设计，单条皮带运力为2500 t/h，年运输能力达到1000万吨，两条皮带可完全6条5000t/d生产线的需求。
要让40公里的皮带廊带着5000多吨的物料运转起来，需控制不同节点的电机同步运行。为了保障稳定运输，皮带廊被分为3大段，均采用Simatic PCS 7控制系统，皮带上不同节点装有张力传感器，控制系统根据张力反馈，通过变频器调节整各部分电机的转速，可以让皮带在15分钟内快速启动。皮带廊平稳运行后大速度可达4.95m/s，石灰石从矿场运输到厂区只需短短两个小时。在西门子技术的协助下，皮带廊低成本高效运转，与汽车运输相比，每年节约费用1.79亿元，节约燃油1.4万吨，减排二氧化碳4.2万吨，成为华润封开水泥的骄傲。
高压变频让风机轻松变速
为了防止污染，“两磨一烧”的过程是在相对封闭的空间里进行的，生产效果极大依赖于高压风机的协助：从生料的搅拌、选取，到水泥窑中的煅烧、煤粉的添加，以及后期产品输送，都离不开风机的作用。
图：西门子PCS7 应用于在华润封开水泥
2．系统的硬件体系结构
图 1 系统的硬件体系结构
本示例为一套S7-300 PLC通过ET200S 1Count24V/100kHz模块从24V增量型编码器读取计数数据，监控旋转状态。
图1为示例系统的配置图，图中包含如下的硬件：
?一台笔记本电脑或PG/PC
?一块CP5512
?一套S7-300 PLC
?一套ET200S系统
3．硬件和软件需求
表3－1硬件订货信息
名称 | 数量 | 订货号 |
IM151-1 STANDARD interface module and terminating module | 1 | 6ES7151-1AA03-0AB0 |
TM-P15S23-A0 (screw-type terminal) | 1 | 6ES7193-4CD20-0AA0 |
TM-E15S26-A1 (screw-type terminal) | 1 | 6ES7193-4CA40-0AA0 |
PM-E 24–48 VDC/24–230 VAC | 1 | 6ES7138-4CB10-0AB0 |
1 SSI, 1 unit | 1 | 6ES7 138-4DB01-0AB0 |
1Count 24V/100kHz, 1 unit | 1 | 6ES7 138-4DB01-0AB0 |
PROFIBUS FC Standard Cable |
| 6XV1 830-0EH10 |
PROFIBUS FastConnect bus connector RS 485 with 90° cable outlet (with PG interface) | 2 | 6ES7 972-0BB50-0XA0 |
CP 5512 communications processor | 1 | 6GK1 551-2AA00 |
MPI cable For connecting SIMATIC S7 and the PG through MPI; length 5 m | 1 | 6ES7 901-0BF00-0AA0 |
CPU 315-2 DP | 1 | 6ES7315-2AG10-0AB0 |
表3－2软件订货信息
名称 | 订货号 |
STEP 7 Professional Edition 2004 | 6ES7 810-5CC08-0YA5 |
特价销售西门子CPU
图6 反馈接口参数分配
6．测试、监控与诊断
图7 变量表监控
在STEP7管理器Blocks中建立变量表，在变量DB1.DBD 8（反馈接口Bytes 0～3）中监控测量的编码器值，通过变量DB1.DBX 13.6 （STS_C_UP）和DB1.DBX 13.7（STS_C_DN）监控编码器值的变化方向。
7．功能
7．1计数输入的控制：
通过软件门控制
软件门与硬件门(“与”逻辑操作)
7．2门控功能
软件门：通过用户程序控制
当使能软件门控制位时，在参数配置里采用“interrupt counting
procedure”，从装载值开始计数，当软件门停止后再使能，计数从停止时的
计数值开始继续计数；
在参数配置里采用“terminate counting procedure”，从装载值开始计
数，当软件门停止后再使能，计数从装载值开始重新计数；
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