金属镁冶炼分布式控制系统.doc

金属镁冶炼分布式控制系统一、概述工业生产过程自动化系统经过长期不断的发展，特别是在充分利用计算机技术的基础上取得了很大的进步，在生产过程中已发挥其重要作用，成为生产过程安全，稳定，自动化运行不可缺少的工具。利用工业自动化技术改造传统产业和产业结构，提高自动化、智能化、信息化水平，增强企业竞争能力，是一项非常迫切的任务。金属镁冶炼自动化控制及管理系统的实施，为提高镁的产量、质量、降低原材料消耗及安全生产提供有力的保障，为企业生产、决策提供依据。二、生产过程自动化系统和生产管理系统的融合在 ISO的六层功能模型中，把从检测、执行、驱动到公司(总厂)一级的控制和管理共分成六层功能。构成这种多层功能结构的出发点，是按工厂经营、生产管理、控制功能的划分，把工厂的计算机管理系统分成四级计算机系统的多层次结构，如下图所示：随着计算机技术和网络技术的发展，越来越暴露多层次计算机系统在数据采集，管理，数据和知识的共享，硬软件资源共享，数据通信，软件开发等等中的各种弊端，特别是在设备控制，过程控制，生产控制之间。以至很早就有人提出管控一体化，或者控制系统就是管理系统的观点。可以预计今后更多的工业过程自动化系统将会朝着这个方向发展。通过金属镁冶炼自动化控制及管理系统在企业的应用，使资源能充分利用，能耗大大下降，生产效率大大提高，从而使企业的竞争力有大大提升，也就达到了信息化带动工业化的目的。随着企业大量的广泛应用 DCS，也实现了工业化促进信息化的发展。三、金属镁冶炼过程自动化金属镁冶炼自动化系统的功能如下：1）窑尾下料计量,可动态监视煅烧产量。2）窑尾气体测温，通过对温度的检测，可以降低煤气、氧气的使用量，降低生产成本。3）窑尾氧气浓度监测，通过监测氧气浓度，可以判断煤气是否燃烧充分，是否可以安全释放，为减少原材料消耗及安全生产提供可靠的依据。4）窑头煤计量，通过对煤的计量，可精确测算单位煅白的煤用量，为节能降耗提供原始依据。5）配料系统，实现对煅白、硅铁、莹石粉按比例精确、均匀混合，可以有效提高产品质量和降低成本。配料系统的数据按班次存储到数据库服务器，可作为班产量的原始数据。6）压球前计量，通过计量可以控制还原前的库存量，既保证还原过程中的使用量，又可减少还原过程前的库存量，库存量过大，必然延长物料的使用周期，降低原料的还原性能，从而严重影响产品的数量及质量，同时把计量数据做为中间产品量输入到仓库管理系统，为定期盘点产量提供原始数据。7）还原过程控制，通过测量还原炉温度、真空度、水套温度及煤气计量，可以有效控制温度范围、减少煤气用量，降低能却用水量，加快镁结晶速度，从而降低原料消耗，提高生产效率。水系统水温检测，通过对镁结晶过程中进、出口水温的检测可以减少水用量，实现降耗目的。真空度检测，是还原过程中不可缺少的过程。8）精炼前计量，可以检测还原炉的还原效率及粗镁量，同时把计量数据做为中间产品量输入到仓库管理系统，为定期盘点产量提供原始数据。9）精炼过程温度检测，精炼过程温度一般小于 850度，由于还原后的粗镁温度很高，如果能连续高效地送入精炼系统中，可以减少煤气使用量。通过温度检测，也可减少人为操作过程中煤气用量。10）回转窑、磨机软启动，由于回转窑及磨机启动电流大，如果不用软启动系统对电机的保护，可能造成电机在启动过程中烧毁，甚至酿成事故。11）安全监控系统，该系统作为生产过程中的辅助设备，可以有效监视厂区周边的各种情况，在传输到门卫的同时进行录像，为后期的事件追查提供参考。同样对生产厂区的监视，可以有效监视设备、员工的工作状况，从而可以延长设备寿命，实现安全生产。12）网络功能，本系统所有采集的数据可通过局域网，在公司内部传送，总经理、经理、生产厂长及总工程师都可以经过授权，输入密码后可以同步观看各种数据或查询生产过程中相关数据。视频监控的图像也可以在局域网内同步传输，也可以远程控制各摄像机的各种动作，如变焦、放大、云台转向等。13）仓库管理系统，目前许多厂家的仓库管理还保留在原始的手工记帐凭证的基础上，采购、入库、出库、转库、结帐、盘点等工作量大、繁琐，人工处理数据无法满足生产需求，本方案把自动化控制及仓库管理有效结合，整个系统构成了管理控制一体化，为企业的生产决策提供原始数据，是金属镁冶炼行业完善的分布式控制管理系统。本系统的有效实施必然能提高效益、降低成本，促进企业发展。上述各功能，可根据自动化程度要求进行有效搭配1集成度比较高的自动化系统，如下图所示：该结构完整的实现各项功能，是自动化集成度比较的方案。2中等自动化系统方案：3基本配置方案第一部分：计算机配料及管理系统系统主要由皮带秤/螺旋秤、工控机、开关量输入/输出卡、数据采卡集、变频器及 SuperView组态软件平台等组成。计算机配料计量管理系统，是一种分布式微机配料计量管理系统，采用计算机测控技术和多托辊双杠杆结构或螺旋给料结构，由远程数据采集部分、通讯接口、工控机组成，可以对多组秤同时监测，数据集中处理，长期保存，自由组态，自定义报表，该系统可以以节点方式在局域网系统内组网，实现数据共享，资源共享。系统用户界面非常友好、功能丰富、图表并茂、显示直观、性能可靠、精度高。数据以 C/S或 MIDAS方式在局域网上发布，也可以把数据以 WEB方式发布。提供第三方接口，便于别的软件访问。系统自带报表设计器，可编辑个性化报表。系统多台秤集中监测,性能价格比高，维护方便，给生产管理带来了极大便利。该系统为华东电力局获奖产品。通过上千次静、动态校验,证明精度高、稳定性好,对物料适应性强,不受皮带跑偏影响。可广泛应用于冶金、电力、煤炭、矿山、化工、粮食、港口等行业,对皮带运输机上散状物料进行动态连续精确计量。本系统提供的功能1）实时显示皮带秤/螺旋秤的负荷、流量、速度、累计量。2）实现无人值班，自动化管理，数据定时保存，设定流量范围，越限可以通过声光报警。3）提供报表编辑功能，定义个性报表。4）提供校零和校准功能。5）系统自由组态，编辑个性化人机界面。6）数据刷新时间1秒。7）数据可以保存到数据库服务器，以便公司内部查询。8）提供动态数据跟踪，监测皮带运行状况。9）提供数据查询、打印功能。10）提供 OPC接口，实现数据远传。11）采集的各种数据可根据需要转化为 Word/Excel等数据格式12）流量动态跟踪，实现 PID自动调节，11本系统技术特点及优势系统采用先进的 OPC技术，分布式体系，高精度计量数据采集卡，高速脉冲速度计数器，变频器平滑调速，高效、独到的软件算法很好得解决了 PID振荡问题，计算机集计量、调速、管理于一体，从而具有无可比拟的技术特点及优势：1)系统精度高动态累计误差小于1%，满足配料系统要求2）系统运行稳定系统运行在 WindowsXP/2000平台上，连续工作，掉电数据不丢失3）实时性好数据采样频率高，保证高精度，快速远传，保证远端电脑 0.5秒接收数据一次，实时动态显示数据4）动态报表设计功能提供现场报表设计功能，自定义个性化报表5）优良的组态功能以 OPC为核心的组态系统，快捷的编辑能力，丰富的数据表达能力，可编辑出友好美观的人机界面，提供直观的数据统计分析功能，还可以整合第三方OPC数据6）数据资源共享数据远传采用 DataSnap技术，实现数据共享，多终端同步显示数据7）系统提供内存数据库，实现快速存储，高效查询。8）价格优势本系统性价比高，是其它高精度计量系统无法比拟的。大大降低用户成本9）CRT显示,信息量大,内容丰富。可同时显示多台秤的开机时间、运行时间、零点、荷重、皮带速度、瞬时流量、累计量、班次等运行参数 .实时性强,数据每秒刷新一次。从而使管理人员对系统运行情况一目了然,保证生产正常进行。10）做到了无人值班,自动化管理,掉电数据不丢失,且来电时自动进入实时监测状态,数据自动存盘,超载、负载、故障等自动进行声光报警. 事件自动打印、存盘,可从报表模拟显示中反映出事故发生的起始时间、终止时间,特别对超载进行了完整的跟踪.自动生成各种报表,也可根据用户需要制作报表.报表可模拟显示、在线修改.定时或召唤打印,报表可连续打印,自动换页,一次完成各种报表输出.11)成功地解决了小信号长线传输所存在的衰减、干扰等问题.系统计量精度高,运行稳定可靠.12)可实现对皮带秤/螺旋秤的开停、流量等进行控制，按配方要求动态控制流量13)校零功能完善:自动、手动或零点自动跟踪三种方式任选.14)各种运行方式独立,互不影响,标定和运行可同时进行,并自动算标定系数和下发零点.15)系统数据可上模拟盘实时显示或运行.并能与计算机系统联接,构成实时网络.16)具有自检功能,可随时检测系统工况,指明故障部件或芯片,维护极方便.配料系统界面第二部分：还原炉测控系统系统主要构成单元智能数字仪表：智能数字仪表主要用于采集热电偶的温度信号，并连续不断比较实际温度与设定温度，当实际温度高于设定温度的上限时，智能数字仪表输出控制信号给智能执行控制器，智能执行控制器关闭进气通道，实现停止加热；当实际温度低于设定温度的下限时，智能数字仪表输出控制信号给智能执行控制器，智能执行控制器打开进气通道，实现加热功能；同时智能数字仪表通过 RS485总线，向工控机发送实时数据。工控机组态软件部分：组态软件（SuperView）负责监视各智能数字仪表及 RS485总线是否正常工作，定时读取各智能数字仪表温度数据，并显示、保存读取的数据，该组态系统以多种仪表/图表方式显示读取的数据；智能执行控制器部分：智能执行控制器用于控制管道气体通/断，根据实际温度动态调整比例阀及点火机构。热电偶部分：热电偶是一种温度传感器，把温度信号转换成电信号，传送到智能数字仪表。接近气浓度监测：通过监测接近气的氢、氧浓度，判断还原是否充分及安全排放，当超标时 PLC发出报警信号。温度测控系统界面第三部分：回转窑测控系统实现功能：1测量冷却槽温度，避免回转窑的窑体因高温损伤，延长使用寿命。2回转窑电机保护，由于回转窑启动功率大，电机在没有保护措施下，很容易烧毁，必须增加变频器，通过变频方式，减小电流，增加力矩，以保护电机并安全启动。3通过电脑读取变频器的各种运行参数，有效地监测回转窑的运行状况。第四部分：组态系统SuperView组态功能简介SuperView系统介绍SuperView系统是操作方便、控件丰富的人机界面系统。SuperView系统，是基于 OPC的数据采集和监控系统，它可以采集当地或远程的各种数据，也可以对支持 OPC的智能终端及控制器进行远程遥控，实现人机界面功能。系统提供丰富的仪表仪器控件，方便组态，用户通过设定控件的属性，设计出丰富多彩的组态界面。SuperView系统也是软 PLC：SuperView系统具有软 PLC功能，可以通过最新的方块图编辑技术，实现各种通用继电器功能，集逻辑运算和数学运算于一体，实现对数据的采集、统计、分析和管理，该系统为国内为首创，集 OPC、软 PLC为一体，用户通过简单的绘图，实现人机界面和 PLC逻辑控制功能，不必象传统的组态系统首先需要定义变量，然后再进行繁琐的连接，入门太难，用户组态费时费力，效率低。SuperView系统构成SuperView系统既可以单机方式运行，组成独立的当地功能，也可以以局域网方式组成分布式系统，实现大规模监控功能，系统构成方式见下图：SuperView系统特点 组态方便快捷，真正实现所见即所得； PLC数据与人机界面数据资源共享； 强大的数据表达能力，提供大量的仪器仪表控件，形象直观地显示各种数据； 提供大量的 PLC继电器，实现复杂的逻辑功能，突破传统 PLC各种限制； 系统运行速度快，可以方便移植到嵌入式 WinXP/Win2000/Linux平台。作为当地功能的核心，系统本身也可以作为分布式的一个节点；整个系统可以由局域网互联，通讯速度快，安全可靠。个性化报表定义界面1.数据查询：可对具体时间进行数据查询，操作步骤如下图所示：2报表编辑：如下图，可根据自己的需要设计个性化报表，以方便查看。3报表显示及打印：如下图，可对查询结果直接打印。3.2.6流量曲线1实现功能：通过自动化数据采集或人工录入方式可以把出个一班、二班、三班数据集中到数据库服务器，为三量平衡提供原始数据，整合后的数据可方便各授权部门查询、访问及形成报表，提供数据计算、分析功能，同时可自动绘制出出三班曲线或趋势图，为生产、决策提供依据。三量曲线示意图处理量趋势图定量给料系统设计方案 一、前言 ICS-100微机配料计量管理系统，是一种分布式微机配料计量管理系统，采用计算机测控技术和多托辊双杠杆结构或螺旋给料结构，由远程数据采集部分、通讯接口、工控机组成，可以对多组秤同时监测，数据集中处理，长期保存，自由组态，自定义报表，该系统可以以节点方式在局域网系统内组网，实现数据共享，资源共享。系统用户界面非常友好、功能丰富、图表并茂、显示直观、性能可靠、精度高。数据以C/S或MIDAS方式在局域网上发布，也可以把数据以WEB方式发布。提供第三方接口，便于别的软件访问。系统自带报表设计器，可编辑个性化报表。系统多台秤集中监测,性能价格比高，维护方便，给生产管理带来了极大便利。 该系统为华东电力局获奖产品。 通过上千次静、动态校验, 证明精度高、稳定性好,对物料适应性强, 不受皮带跑偏影响。可广泛应用于冶金、电力、煤炭、矿山、化工、粮食、港口等行业, 对皮带运输机上散状物料进行动态连续精确计量。 一、方案介绍 1. 信息化集成管理的理念 过去的电子配料秤均为单台仪表系统, 各计量系统相互之间没有联系, 配料、抄表、统计、汇总、计算都由人工完成, 工作量大, 可信度低, 更谈不上实时性,不能及时指导生产.若采用该计算机分布控制系统, 不但能节约大量投资, 而且能使计量管理工作规范化、上台阶, 并能实时监控设备运行状态, 保证生产安全, 可产生较大的经济效益和社会效益. 2. 本系统提供的功能 1）实时显示皮带秤/螺旋秤的负荷、流量、速度、累计量。 2）实现无人值班，自动化管理，数据定时保存，设定流量范围，越限可以通过声光报警。 3）提供报表编辑功能，定义个性报表。 4）提供校零和校准功能。 5）系统自由组态，编辑个性化人机界面。 6）数据刷新时间1秒。 7）数据可以保存到数据库服务器，以便公司内部查询。 8）提供动态数据跟踪，监测皮带运行状况。 9）提供数据查询、打印功能。 10）提供OPC接口，实现数据远传。 11）采集的各种数据可根据需要转化为Word/Excel等数据格式 12）流量动态跟踪，实现PID自动调节， 3. 本系统技术特点及优势 系统采用先进的OPC技术，分布式体系，高精度计量数据采集卡，高速脉冲速度计数器，变频器平滑调速，高效、独到的软件算法很好得解决了PID振荡问题，计算机集计量、调速、管理于一体，从而具有无可比拟的技术特点及优势： 1) 系统精度高 动态标定累计误差小于0.3%，满足配料系统要求 2）系统运行稳定 系统运行在WindowsXP/2000平台上，连续工作，掉电数据不丢失 3）实时性好 数据采样频率高，保证高精度，快速远传，保证远端电脑0.5秒接收数据一次， 实时动态显示数据 4）动态报表设计功能 提供现场报表设计功能，自定义个性化报表 5）优良的组态功能 以OPC为核心的组态系统，快捷的编辑能力，丰富的数据表达能力，可编辑出友好美观的人机界面，提供直观的数据统计分析功能，还可以整合第三方OPC数据 6）数据资源共享 数据远传采用DataSnap技术，实现数据共享，多终端同步显示数据 7）系统提供内存数据库，实现快速存储，高效查询。 8）价格优势 本系统性价比高，是其它高精度计量系统无法比拟的。大大降低用户成本 9）CRT显示,信息量大, 内容丰富。可同时显示多台秤的开机时间、运行时间、零点、荷重、皮带速度、瞬时流量、累计量、班次等运行参数.实时性强,数据每秒刷新一次。从而使管理人员对系统运行情况一目了然, 保证生产正常进行。 10）做到了无人值班, 自动化管理, 掉电数据不丢失, 且来电时自动进入实时监测状态, 数据自动存盘, 超载、负载、故障等自动进行声光报警. 事件自动打印、存盘, 可从报表模拟显示中反映出事故发生的起始时间、终止时间, 特别对超载进行了完整的跟踪. 自动生成各种报表, 也可根据用户需要制作报表. 报表可模拟显示、在线修改. 定时或召唤打印, 报表可连续打印, 自动换页, 一次完成各种报表输出. 11) 成功地解决了小信号长线传输所存在的衰减、干扰等问题.系统计量精度高, 运行稳定可靠. 12)可实现对皮带秤/螺