国大黄金管控营综合解决方案.doc

山东国大黄金股份有限公司管控营系统综合解决方案北京腾控科技有限公司 2011.03目录第一部分1.1国大黄金介绍1.2项目概述1.3项目调研1.4项目总体目标1.5项目目标实现第二部分2.1管控营一体化系统构成2.2管控营一体化系统的特点2.3管控营一体化系统的价值第三部分3.1调度中心3.2通信网络3.3现场测控箱3.4现场仪表3.5现场供电网络第四部分4.1系统设计4.2系统实施4.3系统调试4.4系统维护4.5系统培训4.6售后服务4.7系统的注意事项第五部分5.1腾控科技简介5.2 TCS系统通俗说明5.3联络方式第一部分1.1国大黄金介绍山东國大黄金股份有限公司前身为招远黄金冶炼厂，1986年11月成立，是中国第一家专业黄金冶炼企业，1993年发展为集团公司，1998年由五个国有集体企业联合发起成立山东國大黄金冶炼股份有限公司，2003年、2005年通过增资扩股方式吸收香港CGD公司、中国黄金集团公司为新股东，并由此转变为山东國大黄金股份有限公司（以下简称國大公司）。國大公司现占地68万平方米，职工1550人，其中专业技术人员400人，公司年产黄金15吨、白银40吨、工业硫酸40万吨、阴极铜3万吨、余热发电总量5000万kWh。國大公司是亚洲规模最大的黄金冶炼企业之一，也是工艺门类最全，技术含量最高，经济效益最好的黄金冶炼企业、阴极铜冶炼和硫酸化工企业。2000年公司通过了ISO9002国际质量体系认证，2010年被认定为“中国驰名商标”，是烟台市明星企业、烟台市50户重点骨干企业、烟台市50户重点知识产权支持单位、山东省高新技术企业、山东省现场管理样板企业、山东省管理创新优秀企业、山东省循环经济示范企业、省级文明单位、山东省思想政治工作优秀企业、山东省著名商标、山东省重合同守信用企业、中国黄金行业明星企业、国家火炬计划重点高新技术企业、国家资源节约与环境保护重点示范基地、全国企业文化建设先进单位，是中国硫酸协会会员、中国有色金属协会会员、中国黄金协会常务理事、上海黄金交易所会员、上海华通铂银交易市场会员、中国五矿化工进出口商会会员等。國大公司现日处理金、银、铜等各类精矿1200吨，下设黄金冶炼一公司、二公司、三公司、铜业公司、硫酸及发电公司、金银精炼公司、烟台隆橡葡萄酒公司等分公司。拥有直接氰化、焙烧氰化、两段焙烧、萃取电积、尾渣制酸、余热发电、湿法炼金、湿法炼铜、尾渣多元素回收等国内先进的技术工艺。近几年来，先后荣获省部级以上科技成果奖20多项，其中“复杂含金矿物无废料提取多元素新工艺体系研究与应用”技术成果获得国家科技进步二等奖；“综合利用低品位共伴生金矿”项目获原国家经贸委“资源节约与环境保护重大示范工程”项目，并入选国家科技部火炬计划项目。“伴生含金矿物多元素工艺研究与应用”成果，获山东省十大科技成果奖，“复杂金精矿无废化关键技术集成研究与应用”和“木屑黄原酸酯法处理黄金冶炼厂重金属离子废水的研究与应用”分别获得中国黄金协会科学技术特等奖和一等奖，“黄金冶炼余热综合利用”项目获得中国黄金协会科技进步二等奖。2005年國大公司发展循环经济的经验与产品被国家发改委等十三部委推荐到北京会展中心举行的建设节约型社会展览会上进行展览。公司是山东省高新技术企业、烟台市市级技术中心。近几年来，國大公司为了使有限的资源实现最大化的综合回收利用进而实现国际化发展战略，依托其雄厚的资金势力和核心技术，先后出资与香港公司、捷克萨菲纳贵金属精炼公司、法国圣伯纳等公司成立控股子公司，经过几年来良好的运营，國大公司现已形成金银冶炼、阴极铜冶炼、硫酸化工及余热发电、矿业开发、贵金属高端产品深加工及葡萄酿酒六大产业集群。1.2项目介绍 信息化和智能化是一个企业走向现代企业管理的重要特点，受到了很多企业的高度重视，对于企业形成完善现代企业管理制度和体系，提高生产的效率，降低企业员工的劳动强度，保障生产的安全进行有极其重要的意义。国大黄金的决策层非常重视企业的信息化和智能化建设，希望能建设一套现代的、先进的系统，实现管理、控制、营运一体化信息平台，保障领导实时了解企业的生产数据，及时指挥和调度管理，形成科学决策。各级科室和相关人员，也可以通过这个平台，获取本部门或本职位需要的各种数据。国大黄金目前正在建设C区，计划将来在C区建设整个企业的生产调度和管理系统，将历史最长的A区，以及后来的B区和新建C区全部集中监控和统一管理。A区目前的系统因为投入运行较长，需要整体改造，以适应新的技术和管理要求。B区已建成的DCS和增加的监控点，将接入整个系统。C区在筹建中，可以提前进行设计，采用最合理的方案，将系统进行统一整合。目前最大的工作量，在于A区的原有仪表为主的系统的改造，将大量老旧的仪表和传感器变送器阀门等，进行更新，并根据要求，进行增减。大量的仪表分散在生产的各个装置和工艺环节，以前大量的仪表信号电缆也需要进行更换，也因时间较长，查线和对线等工作非常复杂，采用以往大规模仪表信号集中的方式构建系统，成本非常高昂，改造难度极大，改造周期较长，不适应新的技术发展和整个系统的建设要求。对于B区，已有浙大中控一套DCS系统工作多年，这部分数据可以通过数据库和增加部分软件等，将数据集中到将来的统一的生产调度管理系统SCADA。对于新增的现场仪表等，一个是可以接入原有的DCS系统，二个是可以在现场新增测控装置，再直接传入SCADA或者DCS。对于C区，因为还在建设过程中，所以需要全盘考虑，采用最新的最成熟的系统架构，提前作出规划，结合新建厂区的工艺要求和仪表等现场分布情况，预留相应的通信和信号通道，保障将来C区的系统控制和SCADA系统的统一建设。现代的通信技术、测控技术、软件技术、信号分析和处理技术等多个方面，迅猛发展。如何整合最新的技术，建设一套完整的、统一的、先进的、高效的可持续发展的综合管控营系统，支撑企业的科学发展，就需要山东国大黄金各部门有效参与，并联合腾控科技，一起分工协作，共同实现。1.3 项目调研 受国大黄金邀请，腾控科技总经理王铁钢先生和副总经理夏红健先生，于2011年3月2日，亲自到国大黄金股份有限公司作现场调研。分别和研发中心温经理，机电中心石经理以及孙总等相关领导进行了深入和广泛的交流，了解系统的长远发展规划和系统的建设目标，学习了国大黄金的企业发展历程和企业文化，包括以人为本科技发展的核心价值观。国大黄金的企业文化，和腾控科技“品质造就经典 合作共创双赢”的核心理念是一致的。这次交流从全局到局部，从工艺到控制实现，从目前的发展现状到达到的目的，从软件到通信到仪表等，都进行了探讨，并提了不少建设性的意见。我们和孙工一起，从机电中心开始，整个厂区全程考察了一遍。查看了现场的仪表，配线，变频器及配电，装置及其工艺流程等情况。传统仪表柜及其大量集中的信号电缆给我们留下了深刻的印象，包括现场的自然环境和条件，包括大量的仪表等分布各处，相距较远。我们调研的同时也在探讨解决的办法，交流方案的可行性、经济性，为整体方案的提出，打下了坚实的基础。整个现场调研工作，持续了一下午，其间还参观了观音殿，对国大黄金股份有限公司的管理水平非常敬佩。参与的部门人员和领导，都很满意我们专业和踏实的作风，以及良好的工作态度。我们也对他们踏实做事的风格非常认同，大家交流的愉快！下面是现场调研拍的照片，列几张如下：1.4项目总体目标 信息化和智能化对于一个企业起到举足轻重的作用，我们了解的一些石化大型企业，增加信息化和智能化投入，把部分人员分流到新的生产装置，在总人员没有增加的情况下，大大提升了公司的人均生产效率。国大黄金正在建设新的园区C区，如果能通过此次自动化的系统改造，分流一部分员工，负责C区的整个生产，不但能提高人均生产效率，公司效益大大提升，还能让员工因此得到收入的增加和劳动强度和劳动环境的改善，这种多赢的局面，也是公司高层非常重视这个方面的原因。 我们站在客观的角度来看，项目具体要实现以下几点：1） 生产数据的实时监测和控制。将所有车间和公司的生产数据全部汇总到将来的统一的SCADA平台上来，为管理和调度提供平台工具，保障整个生产都在相关的领导监控之下，所有数据和设备状况一目了然。同时积累关键数据，为将来对数据的统一分析和数据挖掘打下基础，优化整个企业的生产运行。2） 关键节点的视频监控。将生产数据中最重要的节点，实现视频监控，在生产现场发生异常时，能及时通过图像了解现场状况，实现数据和视频的联动，自动将调度中心的图像切换到非正常的数据点或者设备上，有利于远程指挥和调度。3） 实现信息的统一化。将各个生产现场数据以及现有的DCS等数据全部汇集到平台上，避免大量企业内出现的信息孤岛，实现数据的统一管理和共享机制，保障整个企业在统一的信息平台上进行管理和运作。4） 实现系统的可持续发展，保护投资。在系统的方案上采取标准化，开放的，模块化的结构，保障系统长期使用下去，维护下去，这样一次性投入下去，能通过局部更新或者升级维护，让系统更长的时间段时发挥作用，以年分摊下来，总的投入成本在保障性能的情况下达到最优。5） 以人为本，降低人员的工作强度和危险系统，保障员工在更好的工作环境和条件下，做好本职工作。6） 项目分期分阶段高效完成，尽可能的减少对生产造成的影响。时间就是价值，尽可能的提高连续生产的时间和减少因设备故障造成的生产延误，能为企业更多的创造价值。所以模块化的结构，更方便系统维护，避免过度集中，造成的复杂度。 1.5项目目标实现腾控科技愿意和国大黄金的朋友们，共同实现这个项目的目标，实现长期的友好双赢合作，共同打造一个具有国际领先水平、具有极高的性价比、具有实用性和开放性的信息化平台。我们这个方案的核心，就是基于腾控科技完全分布式控制系统TCS，利用现在最成熟的网络化技术，结合现场的生产等实际情况和工艺等要求，结合相关的国家和国际标准，充分听取业主的要求和建议，在业主的领导下，保障目标的完成和实现。TCS系统网络化的分布式架构，意味着一个专用的基于光纤的网络将布置在整个厂区，并配上WIFI无线局域网络，实现数据在整个厂区的自由获取和流动。为此，我们在深入调研，交流的基础上，给出整个系统的架构，描述整个系统的特点，以及介绍整个系统的优势和带给业主的长期价值。整个方案的介绍是全局性的，结构性的，能完整说明我们的想法和思路，具体的细节设计和实现，还需要在合作过程中进一步的落实。有关TCS系统的通俗的介绍，请参照第五部分。第二部分2.1管控营一体化系统构成 本系统是由软件、硬件、通信、测控、仪表、阀门等构成，实现从现场的信息获取，处理，传输到计算机监控中心的数据显示、报警、存储、打印、分析和处理，最后通过WEB网络发布，供相关各方获取信息。其核心是基于腾控科技网络化完全分散式控制系统TCS，在上面作了系统的延伸和拓展，有关TCS系统的通俗介绍，请参考第五部分。C区B区A区调度中心光纤等构成的测控局域网络管控营一体化信息平台A部门B部门C部门D部门按业主的要求，C区将来设立调度中心，统一管理整个园区，汇集整个园区相关的所有数据，包括的生产数据和水电气等辅助系统数据。整个管控营一体化信息平台，抽象出来，就是为各个部分相关人员和领导等使用，获取需要的相关数据。这个大的平台就是一个服务器，获取信息的各单位就是客户，每个都有相应的权限管理，只能获得权限有关的数据，执行受权的相关操作。管控营一体化信息平台WIFI无线局域网络布置整个园区防火墙IPAD等手持终端无线WIFI接入IPAD等手持终端无线WIFI接入IPAD等手持终端无线WIFI接入 建议在整个园区布置基于WIFI的无线局域网，这样可以充分发挥手机和IPAD这样的移动终端的作用，让有关人员可以，登录服务器，在厂位范围内查看现场有关状态，及时发现和处理故障。对于能通过有线接入局域网的计算机，则可以直接通过有线方式访问这个系统，信息平台与外部访问之间通过防火墙进行隔离，只对企业内部相关人员开放，不与互联网等相连，保障企业的信息安全。智能测控箱本地显示智能测控箱本地显示就近接入光纤环网生产现场生产现场根据实际需要，现场布置智能测控箱，就近接入附近的仪表和各种阀门位置等信号，这样可以大量减少信号电缆的材料成本、施工成本、维护成本，减少施工的周期。维护相关的人员，可以就近查出故障，及时处理和分析问题，解决问题，便于将来的长期维护，避免了大量信号电缆集中，大量的查线、对线工作。每个智能测控箱，通过多芯光缆组成的环形工业以太网，保证高速将数据送上网络进行处理，和C区的SCADA系统，将无缝对接。供电方面采用了UPS输出的双回路冗余供电，保障任何一个回路断电，可以立即起用备用的电源，实现控制系统的供电安全。在万一供电故障时，能通过备用的电池，维持一定时间给现场仪表和通信，给检修等提供一定的时间差，避免现场仪表失电，无法监视到供电故障范围内的生产数据。现场智能测控箱组成自UPS双回路供电电源保护和冗余切换工业以太网交换机多芯光缆现场控制器本地显示信号隔离器接线端子排AI:4-20mA等仪表信号DO或AO输出DI或PI输入 现场智能测控箱由带光口的工业以太网交换机、现场控制器、信号隔离器等组成，如果安装于户外，则控制箱需要配置防水的箱子。智能控制箱工作于现场，考虑到生产环境有腐蚀等因素，选用不锈钢的标准柜子。柜门上配备本地显示，以让生产人员方便随时了解相关数据，及时采取相关措施，而不至于来回在现场跑，降低效率。维护人员可以在现场调试智能测控箱，也可以接入在任何位置接入测控网络，对任何一个智能控制箱进行调试和分析处理。这个非常方便维护工程师，及时分析故障出在仪表还是控制器，还是通信网络上或者上位的计算机软件部分。工业以太网交换机带多个网口，对于生产系统已经运行后，再要增加控制器和监测点，可以实现带电插拔，接入交换机，下载相应的工艺控制算法和程序，而不用停相关的系统。智能测控箱的分布将在下一部分进行描述。2.2管控营一体化系统本方案的特点1） 本系统实现基于网络实现了完全分布式的监测和控制。2） 统一标准，传统的仪表如温变、压变等输出全部统一为4-20mA信号，智能仪表带485口的全部统一为开放的国际标准协议：MODBUS RTU，控制器接入网络的协议全部为国际开放标准协议：MODBUS TCP。3） 智能测控箱模块化，标准化，结构等都基本相同，只有IO接入点数的差异，这个根据现场实际情况来定。4） 所选用的核心部件，全部可以工作在零下20到零上70度。控制器全部可以工作在零下40到零上85度。5） 信息的获取在企业内部，任何时间和地点，都可以实时了解状况。6） 核心的控制由本地控制器完成，非核心的数据交换和共享通过网络完成，关键的控制和联锁不因为万一网络中断而受到影响。7） 采用了双冗余的供电保障，对于电网浪涌等，起到有效的保护作用。2.3管控营一体化系统本方案的核心价值 2.3.1高可靠性 本系统是国际上最先进的完全分布式系统，任何一个控制节点万一出现故障，不会导致整个系统崩溃。双冗余的供电安全和保护，保障了系统万一供电方面做出无故跳闸，还能通过UPS等维持关键的仪表供电和通信及控制器的正常运转。在发现某个节点万一有故障之时，可以迅速分析和处理故障，以最短的时间进行恢复。传统的集中式的控制系统，是一个或两个DPU控制器扩展多个控制卡件的模式，一旦某个DPU出故障，比如死机或者复位，整个系统都将崩溃，重新恢复整个生产控制系统，要付出极大的代价。传统的DPU所有的数据都要由一个控制器处理，负荷过重，任务过多，非常复杂，极容易出现故障。而本系统基于网络，不存在这个问题。本系统的抗干扰能力强。由于信号都就近接入控制器，距离较短，受干扰比较小。控制器就地完成数字化后送入网络，误差非常低。而传统的控制系统所有信号电缆都要拉到中控室，拉得距离较长，并且要和大量的高压动力电缆等共用桥架，极易受到干扰。热电阻和热电偶这类传感器，信号微弱，容易受干扰之外，因为信号电缆太长，也会产生极大的误差。本系统主要的靠的是光纤通信形成的工业以太网络，光纤抗干扰能力比传统的总线和信号电缆更不易受动力电缆的影响，目前主要的大型企业都以光纤构建专用测控网络。2.3.2高性价比传统的控制系统，需要将大量的信号电缆全部集中到控制室的控制柜内。信号电缆采用铜为主要材料，目前价格非常昂贵，拉得信号电缆越多或者越长，成本越高。而本系统采用了就近接入智能控制箱的模式，通信主要是光缆，所以，信号电缆非常短，主要的通信光缆的成本目前比电缆还便宜得多，所以能为业主大大降低材料的成本。传统的信号电缆都集中到中控室，需要大量的电缆桥架以及挖电缆沟等，工程量巨大，施工难度大，周期长，这也要花不少的土建成本和人工成本以及时间成本。而本系统的架构，铺设光缆为主的遍布整个厂区的工业以太网络，和基于WIFI的无线以太网络，工程量小，成本低，施工快，查线对线等很方便。就近接入智能测控箱的模式，也因为信号电缆近，可以非常快的处理，这方面节约的成本也非常可观。对于一些企业希望能提前生产，缩短整个工期，第一时间开展系统调试，意义重大。对于改造的项目，因为大量的电缆需要更换，成本很高，也因为时间长了的原因，无法获得完整的信号分布等详尽资料，如果还采用旧的模式，代价往往比新建一个还要复杂得多，成本也高得多。而且，在检修期间，也因为查线对线等工作艰巨，不利于维护，对于短短的检修期间要完成那样的工作量，是一个巨大的挑战。而采用本系统，则可以不停产的情况下，对局部进行维护或者更新（根据工艺来决定），对于新建的厂区系统，则可以在就近的仪表或装置到位就可以开始调测，不必等整个系统完全到位再展开工作。对于调测通的现场智能控制箱，最终只需要完成网络接入就行。因为本系统的可靠性高，非常稳定，极少发生故障，这样也在后期维护的成本上，为业主大大减轻了负担和工程师的工作压力。2.3.2开放性好本系统采用标准的模块化的产品和架构，所有的协议都是按国际标准，是一个完全开放的系统。开放性的好处就是支持标准协议的厂商较多，有可以替代的产品，这样业主可以不依赖于某个厂商，对于服务和质量低劣的厂商，完全可以更换别的厂商的产品实现功能替代。开放性还表现在将来别的智能仪表或系统接入时，能无缝整合到本系统的信息平台上来。采用开放性的系统，有大量标准的测试软件等工具，更有利于维护工程师分析和诊断故障，及时解决问题。也方便工程师学习和掌握整个系统。2.3.3兼顾先进性和实用性完全分散式的控制系统，是目前国际上最先进的系统，也是因为巨有极大的综合竞争力，受到了国际上大多数企业的重视。全部基于网络，实现分布式安装在现场。通过网络强大的通信能力，实现多TCP链接的并发通信。同时，通过将控制或采集等功能，分布到现场控制器内，避免以前一个控制器带很多IO，控制器负荷太大，容易出故障的毛病，具有非常强的实用性，整个安装调试维护都变得简化，容易由业主的工程师掌握，受到了很多业主多个部门人员的欢迎。2.3.4可扩展性强一个生产系统一旦运行，一般是不能轻易停的。有时候需要增加一些监控仪表或设备，在不停系统的情况下，非常难以实现。本系统采用了基于网络的架构，则不存在这个问题。只要新增的仪表信号，就近接入智能控制箱，增加控制器，接入交换机就可以实现。因为交换机的网口是内部有网络变压器隔离的，可以实现热插拔。整个生产系统有时的数据，要保证连续性，为将来的数据积累和分析打下基础，所以，也不希望这个系统增加一个节点或者设备，就要停整个系统，传统的集中式控制系统是做不到的，也只有基于网络的完全分布式系统可以实现。在线扩展增加的控制器，工程师需要编一定的逻辑，就可以用接入网络的电脑在线下装程序，通过网络口实现，不在需要另外增加编程电缆，或者停下整个系统再编程序。如果不需要编程，则直接在上位机配置软件，就可以立即获得相关现场数据。2.3.4维护简单传统的集中式架构的控制系统，维护起来非常复杂。一是大量的IO卡件集中在一起，查线对线的工作就非常大，每个IO是否正常，对于一个正在运行的系统来说，诊断起来决非易事。二是软件的调整很复杂，因为IO众多都集中在一起，程序非常大，对于改进某些工艺，则需要大量的工作进行分析和测试。涉及到的网络通信，总线通信包括上位机软件等，要做大量的改动。也就是牵一发而动全身！本系统基于网络实现完全分布式的控制系统，维护起来极为简便。只要维护的计算机接入网络，就可以通过网络在线下载程序，在线分析故障，在线诊断任何一个仪表和控制器。而因为程序不用全部集中在整个传统系统的DPU内部，而是分布在一些需要逻辑运算或控制的控制器内，就变得极为简单，很容易修改某个工艺或者信号处理。而这一切都不用停下整个系统，一切都可以基于网络在线实现。采用的MODBUS TCP协议，是国际标准，有大量的测试软件工具和资源，可以为工程师提供支持，比如常用的MODSCAN等，就可以在线调测系统中任何的MODBUS TCP设备。通过类似的资源和工具，工程师可以较快的理解整个通信过程，可以分析故障出在仪表，控制器，通信网络，软件的任何一个环节。工程师在办公室内，就可以确定任何一个系统元件的故障，这大大降低了工程师来往于现场的工作强度。在系统任何一个节点发生故障时，工程师不用对其它的部分进行处理，只需处理好故障点这部分的设备和程序就可以，不会牵一发而动全身。本系统智能测控箱都带本地显示的触控屏，维护工程师也好，现场的生产人员也好，都可以较快的通过多个途径获取现场动态，及时处理现场故障。现场的模块化设计，也让工程师更换一些设备或者元件变得极为简单，可以在线更换，在线测试，而对系统没有任何影响和隐患。工程师对于改造的项目，可以实现局部的项目改造，分阶段分批的处理。象国大黄金A区的改造，就可以分阶段的进行，而不必全部停产，只能在大修期间去完成。对于整个系统的维护，工程师只需要学习和熟悉核心控制器的使用，比如接线和测试方式，就可以完全掌握整个系统。在除非非常复杂的问题上解决不了时，需要我们从北京赶过去支持，对于一般性的问题，都可以自行排除。这样也缩短了系统的故障处理时间。在建设整个系统时，保障整个通信网络的正常使用和维护，其它的都变得容易了。现场智能测控箱采取了双电源安全冗余供电，一般极少故障，对整个系统有非常重要的意义。对于这部分来说，工程师用万用表等都能轻松分析问题和处理问题（最多更换一个开关电源）。在供电方面，实现了对仪表及隔离器，对控制器，对通信交换机分别供电，以保障在必要是维护控制器时，仪表现场带有指示，能看到数据，不影响生产。（建议相关的新增变送器等仪表，尽量带本地显示）。所以，系统改造或建设完之后，能很容易的被工程师掌握和接受，能高效保障系统的长期有效运行，必然对业主带来巨大的价值。第三部分3.1调度中心调度中心是整个信息平台的总部，包括了数据库、通信软件、HMI软件、网络发布软件等软件，以及服务器、操作员工作站、维护工作站、UPS供电等硬件，是整个生产管理运营企业的核心。对于建设这样的一个大的信息平台，对于企业的良好管理，起着非常重要的支撑作用。下面几张图可以参考一下：调度中心设通信服务器，负责和现场的智能测控箱进行通信，将数据接收到调度中心汇集（也可以从现有的DCS系统中获取）。历史数据库服务器和实时数据库服务器分别从通信服务器获取数据，在历史数据库服务器形成历史数据，在实时数据库服务器形成实时数据。历史数据库服务器完成数据的历史积累，然后由操作员工作站等获取数据，形成历史的数据曲线。实时数据库服务器则实时将数据进行刷新，操作员工作站将实时数据进行显示和报警以及打印等。实时数据显示分为两种，一种象股票大盘一样，将各点的数据列表显示，直观的展示各个点的状况。另一种象地图一样，实时根据现场工艺流程图进行动态展示，方便操作员进行调度。对于这些数据和图形，以及形成的报表等，送入WEB网络发布服务器进行发布，通过防火墙，提供给企业相关人员按权限进行浏览，比如维护的工程师关心系统本身的状况的数据，设备的管理者关心所有设备的数据，生产管理者关心相关的生产数据，车间的主任关心车间的数据等等。每个需要数据的人，都可以通过调度中心获得服务，只是根据不同的权限和工作需要，内容不一样而已。3.2通信网络本系统是基于专用测控网络实现的，所以，网络是整个系统的核心所在，一般可以建设100M及以上的光纤工业以太网环形网络，接入分布在现场的各个工业以太网交换机。对于图像这样的应用，我们还是建议走原有的网络，因为图象占有带宽非常大，从安全性和可靠性的角度看，不必将视频和数据集中在一起。但通过现场的智能控制箱，可以做一些摄像头的控制和联动，及时真实的反馈现场信息。 除了网络通信之外，现场也有一些智能仪表，通过串口485或232接入智能控制箱，由控制箱内的T9系列控制器，完成信号的转换，通过网络，将数据送到调度中心。串口通信协议采用标准的MODBUS RTU协议，统一标准，避免一些非标仪表，增加不必要的协议转换成本和维护成本。3.3现场测控箱现场测控箱前面有所提及，主要是放置在生产现场或附近的不锈钢的标准控制柜（户外的要求防水）。每个控制柜都包括了通信交换机接入测控网络，双回路供电电源模块，T9系列可编程控制器，本地触控屏以及信号隔离器等组成，就近解决现场的信号采集、分析、控制、数据本地显示、数据远程传输等工作。可以支持现场手动控制或自动运行，也支持调度中心远程控制，方式灵活。对于变频器等设备，可以通过控制器的AO输出，来调节变频器，可以做PID等运算，实现本地的逻辑控制和运算。对于电动调节阀，也可以通过DO或者AO来控制，调整调节阀的开度。现场的各种采集信号，如模拟信号AI、开关信号DI、脉冲信号PI（电表等），都可以接入控制器本身。对于配电柜的三相电压、电流、功率、功率因数以及积分电度等电信号，则可以扩展腾控公司的MDS-101等电力专用模块实现数据的上传和对电机的控制，以及缺相、过载等电机综合保护。对于变电站的供电和发电厂的输出高压综合保护，则可以通过网关集中以后，直接接入网络，由调度中心通信服务器完成数据的接入和相关的控制。传统的有毒气体、可燃气体等变送器，也可以通过AI接入控制器，传到测控网络。本地显示的触控屏，全部采用基于网络接口的屏，可以实现工艺上的显示以及相应的控制，除了本地控制器的数据可以监控之外，也可以监控其它的控制器，这个根据如何方便我们现场的生产人员来决定。3.4现场仪表 现场仪表包括各种变送器和阀门等，具体的型号需要和业主来确定，必须考虑到现场的环境参数和工艺要求，选择高可靠性的产品。所有仪表统一要求输出4-20mA，尽可能选择带显示的变送器。智能仪表尽可能的选择标准接口和标准协议，便于统一维护。对于电动调节阀等，我们建议根据调节的频度来确定是否选择电动的，如果一年两年都不需要调节的，从使用效率的角度来看，还是选传统的阀较好。毕竟电动阀的成本太高，不值得。对于经常需要调整开度和开关的阀，可以选择电动阀，最好选型带升降的电动阀，也就是控制信号一旦失去，还能保证维持阀位的，这样有利于将来维护，更换控制器等个别设备。具体的选型，在确定了双方的合作关系后，进一步细化。3.5现场供电网络现场的供电我们建议在一些公司或者车间设UPS，能对各个智能测控箱进行双回路供电，平时用电网的电进行供应，当电网故障时，UPS自带的电池发挥作用，给各个测控箱进行备用供电。由于智能测控箱的功耗不大，所以一般都能满足要求。在断电后UPS支撑的时间长短，取决于UPS的容量大小，这个需要和业主进行沟通交流来共同确认。第四部分4.1系统设计本部分为简单的设计，主要是将每个生产工艺进行一定的统计，包括智能测控箱的数量以及接入的仪表信号类型和数量，作一个简要的分析。具体的细节的设计，需要和业主进行更深入的沟通和确认。设计原则本着按照工段控制，按照装置控制，按照工艺控制和最短接线控制的原则设计一公司氰化车间该车间的控制柜的设置基本按照装置设置的原则，尽可能减少接线的数量和长度酸浸18m浓密机1，胶带过滤机1，真空泵1，清水泵1，清水泵2， 储水池1，储水池2，调浆槽 1#，调浆槽2#等设备算作一个工段。这些设备设置12个控制柜，把仪表信号接入控制柜内的控制器，控制器的控制信号引出到现场被控设备，信号类型和数量参见贵公司给出的点表。选择柜子数量取决于柜子安装的位置和仪表及控制信号引线的长度和复杂度。旋流器，球磨机，罗茨风机等设备作为一个集合设置1个控制柜，仪表信号接入控制柜内的控制器，控制器的控制信号引出到现场被控设备，信号类型和数量参见贵公司给出的点表。I#浸出槽，2#浸出槽，氰化钠储罐作为一个工段设置12个控制柜，把仪表信号接入控制柜内的控制器，控制器的控制信号引出到现场被控设备，信号类型和数量参见贵公司给出的点表。选择柜子数量取决于柜子安装的位置和仪表及控制信号引线的长度和复杂度。氰化18m浓密机，9米三层浓密机，12米三层浓密机作为一个工段设置13个控制柜，把仪表信号接入控制柜内的控制器，控制器的控制信号引出到现场被控设备，信号类型和数量参见贵公司给出的点表。选择柜子数量取决于柜子安装的位置和仪表及控制信号引线的长度和复杂度。尾渣压滤机 ，2#储浆槽，绞龙，酸化压滤机，调浆槽，酸化槽，返液槽作为一个工段，设置13个控制柜，把仪表信号接入控制柜内的控制器，控制器的控制信号引出到现场被控设备，信号类型和数量参见贵公司给出的点表。选择柜子数量取决于柜子安装的位置和仪表及控制信号引线的长度和复杂度。贵液池，净化压滤机，净化后贵液储罐，脱氧塔，清水槽，加锌，金泥压滤机，贫液池作为一个工段，设置12个控制柜，把仪表信号接入控制柜内的控制器，控制器的控制信号引出到现场被控设备，信号类型和数量参见贵公司给出的点表。选择柜子数量取决于柜子安装的位置和仪表及控制信号引线的长度和复杂度。在氰化车间建议设置2个操作台，采用一体化电脑方式，其安装位置要远离车间有毒气体存在，通风良好的位置，这样尽可能减少操作工人接触氰化物液体和气体的机会，保证操作工人的身心健康。一公司焙烧车间焙烧车间的控制柜设置基本按照工段设置的原则。调浆工段调桨工段输入输出信号包括模拟量输入信号：压力信号 1路，液位 1路，矿浆流量1路，水流量4路矿浆浓度1路，电机电流4路，称重计1路。状态量输入信号： 6路调节反馈信号：软管泵转速 1路AI/AO。该工段设置一个控制柜。该工段建议安装12面触摸屏，显示工艺数据和报警信息，记录运行数据。焙烧工段焙烧工段包括输入输出包括模拟量输入信号：K型热电偶 27路PT100热电阻 21路压力信号 13路液位信号 3路流量信号 4路分析仪表 4路电机电流 30路电场电压信号 4路调节反馈信号：调节阀 1路 ，需要1路AI/AO软管泵转速 1路AI/AO还原炉风机转速 1路AI/AO氧化炉风机转速 1路AI/AO星形转速 3路AI/AO酸浸打矿泵 2路AI/AO该工段设置23个控制柜。该工段建议安装12面触摸屏，显示工艺数据和报警信息，记录运行数据。 净化工段净化工段的输入输出包括模拟量输入信号K型热电偶 1路PT100热电阻 23路压力 14路液位 4路流量 5路分析仪表 1路电机电流 16路电压信号 2路状态信号 14路调节反馈信号阀位调节 7路 AI/AO该工段设置23个控制柜。该工段建议安装12面触摸屏，显示工艺数据和报警信息，记录运行数据。转化工段转化工段的输入输出包括PT100热电阻 5路K型热电偶 10路压力 13路分析仪表 2路电机电流 1路运行状态 1路调节反馈信号：阀位调节 7路 AI/AO该工段设置12个控制柜。该工段建议安装12面触摸屏，显示工艺数据和报警信息，记录运行数据。干吸工段干吸工段的输入输出包括PT100 14路压力 12路液位 9路流量 2路电机电流 6路分析仪表 4路状态信号 6路调节反馈信号：阀位 9路铜业公司自动化控制根据铜业公司的布局和仪表分布，按照装置和工段的原则作出如下的划分酸浸液储池算作一个工段输入输出信号包括流量计 2台变频器 4台（控制/反馈）液位计 3台PH计 1台该工段设置1个控制柜。该工段建议安装12面触摸屏，显示工艺数据和报警信息，记录运行数据。萃取算作一个工段输入信号上限报警器 6套搅拌器 6套液位计 7套变频器 11 套（控制/反馈）电调阀 12套 流量 12套 该工段设置13个控制柜。该工段建议安装12面触摸屏，显示工艺数据和报警信息，记录运行数据。电解槽，水槽，整流柜，配电柜算作一个工段主要信号 用水量，用电量，整流柜电压电流，电解槽温度，酸度该工段设置1个控制柜。该工段建议安装12面触摸屏，显示工艺数据和报警信息，记录运行数据。硫酸发电公司已接入现有DCS二公司东区二公司东区的工艺类似于一公司的焙烧车间，其控制柜设置也参照一公司进行调浆,焙烧,净化,转化和干吸工段的控制柜设置也参照一公司进行，差别在于输入输出数量上的差别。二公司西区二公司西区的工艺类似于一公司的焙烧车间，其控制柜设置也参照一公司进行调浆,焙烧,净化,转化和干吸工段的控制柜设置也参照一公司进行，差别在于输入输出数量上的差别。三公司氰化一段三公司氰化一段的原料是高铅金矿，其工艺除了获取金泥还要提供铅精矿。该车间的控制柜的设置基本按照装置设置的原则，尽可能减少接线的数量和长度调浆槽设置一个控制柜球磨机，旋流器设置一个控制柜氰化西18米浓密机，软管泵设置一个控制柜1#浸出槽，2#浸出槽，贫液池，氰化钠罐，空压机等设置2个控制柜氰化东18米浓密机，软管泵，储液池设置一个控制柜南12米三层浓密机，软管泵，北12米浓密机设置12个控制柜尾矿压滤机，储浆槽，返液槽，绞龙 设置1个控制柜1#调浆槽，2#调浆槽，缓冲槽，空压机，铅精矿储浆槽，铅尾矿储浆槽，浮选槽设置12和控制柜贵液池，木耳过滤机，脱氧塔，清水槽，真空泵，加锌，金泥压滤机等，设置12个控制柜东9米三层浓密机，软管泵，储浆槽，铅精矿压滤机，返液槽等，设置12个控制柜三公司氰化二段三公司氰化一段的原料是高金矿，其工艺是获取金泥和氧化锌矿。该车间的控制柜的设置基本按照装置设置的原则，尽可能减少接线的数量和长度。调浆槽，振动筛设置一个控制柜1#浸出槽，2#浸出槽，贫液池，氰化钠罐，空压机等设置12个控制柜东12米三层浓密机，中12米三层浓密机，西12米三层浓密机，15米二层浓密机设置14个控制柜尾矿压滤机，储浆槽，返液槽，绞龙 设置1个控制柜贵液池，贫液池，净化压滤机，脱氧塔，清水槽，真空泵，加锌，金泥压滤机等，设置12个控制柜机电变电站东变电站数据通过网关接入西变电站数据通过网关接入供水按照就近原则，采集数据，通过光纤传输。A区一个控制柜B区一个控制柜后郝家水源地一个控制柜前郝家水源地一个控制柜东水库一个控制柜中水一个控制柜供暖按照就近原则，采集数据，通过光纤传输。供暖总管 一个控制柜A区一个控制柜B区一个控制柜4.2系统实施系统实施原则上以最需要先做的部分着手，先行实施。先进行仪表的安装和测试，然后实现和智能测控箱的连线和测试，直到数据正确，各个工作正常之后，再转移下一个工段或者智能测控箱。智能测控箱一旦确定安装位置以后，在货到以后就可以放置到指定位置，首先通电进行调测，与仪表的安装和调试可以同步进行。先局部再全局，象搭积木一样，按流程最终构建整个系统。光缆的铺设也可以和测控箱等调试同步进行，也可以先进行后留出接入口。本系统模块化的分布式的结构，都可以实现类似的同步并发进行的工作，这样可以大大压缩系统的改造时间和施工调期。4.3系统调试系统采用分布式的网络化架构，调试非常简单。只要现场的网络能通或者就近智能控制柜接入交换机，就可以用现成的测试工具，一个一个进行调试检查。需要进行复杂运算和逻辑控制的，就可以在现场下载相关程序，不需要的，只要数据传送上来是正确的，就调试完毕。 中心软件部分，在通信服务器上配置相关信息，就可以实现在线增加数据点，在线组态。操作员等工作站，可以在项目一旦确定，就可以开始调试和工程组态等，只需要通信通上，数据就自然能实现展现。基于网络的好处，在调试时，也可以同步进行，不受大的影响。大家可以基于网络，协同工作。4.4系统维护系统的维护前面已经讲了不少，和系统的调试一样，接入维护计算机，可以在线维护系统，分析系统。因为系统采用成熟的架构和技术，故障率极低甚至没有，可以大大减少维护的工作量和工作压力。4.5系统培训在系统建成或者改造完成后，腾控科技将针对不同的部门和人员对系统的需求，制定相应的培训计划，有针对性的制定培训的内容和材料，让企业相关人员都能很好的学习和使用这个系统，真正发挥其作用。一个是在企业内部做现场的培训，另一个是派工程师等需要进一步深入系统的相关人员到腾控科技公司参加培训，学习系统的组成、原理、测试方法，包括涉及的有关软件、硬件、通信等技术。良好的培训对于提升维护工程师等高效的维护好整个系统，有着重要的意义。 4.6售后服务通过培训等让业主的工程师学习和掌握相关的产品使用和测试，系统的分析和故障处理方法。在系统建成之后，一般的技术问题，业主的工程师都可以自行解决，也可以通过电话和网络等手段，由腾控科技远程协助。对于比较复杂的技术问题，则由腾控科技派高级工程师去现场支持。一个良好的系统运行和维护下去，必然需要双方互相配合，分工协作，实现双方携手共同发展。4.7系统的注意事项系统改造以后，腾控科技将针对系统的情况和现场实际情况，制定系统需要注意的详细的注意事项列表，方便使用系统的各部门相关人员，能很好的应用这套系统，避免不必要的行为（如带U盘中毒）影响系统的健康运行。第五部分5.1腾控科技简介北京腾控科技有限公司，致力于成为本土一流的自动化产品和系统供应商。腾控的意思是：腾飞的中国工控，代表了我们的团队，通过努力实现中国工控腾飞的理想，改变中国自动化行业长期为国外巨头垄断的局面，为中国的工程师争一口气。历经多年创业，在一穷二白的基础上，腾控已经初具规模，产品和系统已经大量应用于电力、交通、环保、石化、冶金、煤矿、农业等多个行业，应用在包括了扬子石化、宝钢集团、中芯国际、富士康、日立等多个大型企业，应用在包括西气东输、天津路灯监控、苏里格整装气田、杭州湾大桥、舟山跨海大桥、奥运会、世博会等重大项目，以稳定可靠的品质，和良好的服务，得到了业界的高度肯定。北京腾控科技有限公司，目前是包括一个母公司和三个子公司的发展架构，通过了ISO9000质量管理体系认证，以及CE和FCC国际认证，产品部分出口多个国家和地区，发展迅速。 5.2 TCS系统通俗说明控制系统的发展，一直伴随着新技术的发展，向前推动。由于处于生产活动的核心，要求稳定可靠，保证生产的安全和连续性，表现出对新技术的一种滞后效应！目前的控制系统，主流的，还是延续了上个世纪的通信、软件、测控技术和理论，控制系统受制于当时的各种技术条件，比如CPU的性能受限，芯片的选择余地受限，网络通信还不够发展和成熟，以及相关的新技术成本居高不下等。所以，很多的DCS控制系统架构，还是采用集中的方式，通过一个或两个DPU核心部件，外挂多种多个IO等方式实现。DPU部件，作为全部统一的管理者，对各个IO卡件进行信号的处理和运算，包括所有信息的统一管理和分析处理。这相当于所有的现场数据，全部要经过DPU部件这个总管家，进行