Winmation為有色金屬行業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水泵房儀表控制系統，電纜、閥門等成套設備的采購安裝及調試。渣緩冷場目前在國內是規模最大的渣緩冷生產線，為了幫助用戶提供更加智慧、安全的工程服務，Winmation為本項目成立了“專項小組”及安全生產領導小組。

Winmation系統投運后大大提高了整個生產工段的運轉率，降低了工人的勞動強度，系統以其高可靠性、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。

生產流示意圖

生產環境及DCS系統的必要性：

1、 渣場占在面積大，渣包數量多（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生爆炸，且水冷過程中產生的蒸汽帶有腐蝕性，生產現場環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，如有較多人員在現場交叉作業，安全性差。

       現場生產環境實物圖

三、項目配置

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

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備為電動球閥和少數幾臺水泵及壓力溫度流量等為數不多的儀表，雖然設備種類少但是數量多；本項目中進入控制系統中的電動球閥為330臺，水泵類電機8臺，儀表類設備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。

下圖為功能塊內部緩冷、水冷觸發，時間設定及時間累計的程序段。

下圖為程序中調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：

廢水收集池內裝有液位計，通過液位計可以控制池內的渣漿泵實現高水位開泵抽水，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，且容易產生干擾及感應電；既增加了項目成本又降低了系統的可靠性。

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

注意事項：要特別指出的是，由于機柜放在現場為露天放置，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、散熱及防結露工作一定要做到位。

Winmation采用的專用威圖室外柜，并柜內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度的室處環境中使用可靠。

2．閥門的保溫及隔熱處理

問題：電動開關閥位于渣包的上方，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，并在筒內填塞保溫巖綿。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，現任杭州盈控自動化有限公司項目經理。