"透明工厂"理念是近年自动化控制领域新提出的控制观念,该观念是针对一个大中型的生产过程,通过网络架构、PLC控制器、智能仪表等控制设备,使各个工艺过程、工艺环节成为一个有机的整体控制工程网版权所有,该体系结构允许最终用户将其设备运行到一个更高的水平上。达到智能、半智能化的生产过程和产品调配www.cechina.cn,各级用户可以凭借授权等级通过上位监控机(HMI)了解、掌握和实际操作,达到生产的高度透明化、开放化,从而大大减少系统集成的工作量,降低了车间操作人员和调度员的劳动强度CONTROL ENGINEERING China版权所有,提高了企业现代化管理的水平。透明工厂是建立在新的信息技术(IT)和通讯技术基础上的,这些技术包括OPC开放软件标准和WEB技术等。主要包含三方面的内容:基于TCP/IP以太网的通讯、WEB模式的网络应用和面向对象的编程。
济钢新近投产的3#1750m3高炉工程的自动化系统开发就是本着"透明工厂"的理念,基于AB控制系统开发完成的。该项目自动化系统采用二级计算机控制系统,一级为基础自动化系统,以AB公司controllogix系列PLC为核心,监控软件RSView SE为实时监控系统完成
二、 网络拓扑结构:
网络系统运行在安全稳定的环境中,是"透明工厂"理念应用是否成功的关键,设计中我们采用环形和放射性组网结合的原则,对高炉生产影响指数高、上下数据传输量大、工艺环节联系紧密的子站,采用冗余的环形组网。对辅助系统,下行数据量小的系统,采用放射性组网方式。同时,为了最大限度的使系统"透明化",一些具备网络功能的智能仪表、控制器和其他厂家的PLC,也通过相应的通讯模板上挂以太网。信息的集散统一在炉顶PLC安装的Prosoft公司的1756-MNET、1756-DNB模块收发,打包信息经编译处理后,再打包传送给Modicon等处理器www.cechina.cn,作为最新的实时的控制条件输入。
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三、 基础控制层(L1级)完成的主要功能:
1、矿槽部分:包括对矿石系统、焦炭系统、焦丁系统及上料主皮带电气设备的控制,完成高炉的供配料(料批周期程序CONTROL ENGINEERING China版权所有, 正常装料程序, 赶料程序, 矿石系统供配料程序, 焦炭供料程序).
2、炉顶部分: 对炉顶布料系统及有关部分的检测与控制:炉顶打水系统,;炉顶气密箱及罐压控制系统;多环布料、炉顶料罐及上料系统检测与控制;
3、炉顶液压站、调节阀液压站、干油站、稀油站;a、b、探尺直流控制.
炉身部分:自动控制、调节炉顶压力,控制高炉的出铁质量。
4、冷却壁部分:控制高炉冷却水,保护高炉本体。控制膨胀罐压力,自动补水,控制膨胀罐液位在正常范围. 同时有事故补水系统 。
5、热风炉部分: 包括三座热风炉和一座液压站,实现了热风炉换炉,燃烧,送风,自动寻优等功能.
6、原燃料系统:原燃料计量、球团供料、烧结供料、生矿供料、焦炭供料。
7、水处理系统:软水系统、净水循环系统、炉役后期供水泵站。
四、 过程控制层完成的主要功能:
过程数据的收集、过程监视、原燃料管理、专家系统数学模型、生产操作指导、数据通讯、历史数据存储和处理、报表打印。
1)过程数据的收集
该系统通过网络接收来自基础自动化系统的过程数据,包括原燃料数据、上料数据、炉顶数据、炉内冶炼数据、煤粉喷吹数据、出铁数据、等等。有些数据不能自动获取,或者通信故障时,操作员可在操作站上人工输入到该系统中。
2)过程监视
过程监视是基于收集到的过程数据完成的。过程监视主要包括下列内容: 原燃料装料数据、 炉顶温度、压力数据、 炉顶煤气数据、 炉体各部温度数据、 炉体各部冷却水流量数据、 喷煤数据、 出铁场渣铁数据、 冲渣数据、 热风炉系统过程数据。
3)原燃料管理
该系统对原燃料入/出槽进行管理,包括:
原燃料数据的输入:每次原燃料入槽时,按料槽输入原燃料的牌号、成份、入槽量等数据。
槽存量管理:根据实际上料数据,管理原燃料槽存量等数据,低于规定量时进行报警。
4)专家系统数学模型
为满足高炉生产稳顺,采用高炉专家系统进行生产指导,提高铁水质量,降低能耗。
高炉数学模型专