自動(dòng)化控制系統(tǒng)的集成在銅冶煉中的運(yùn)用探析

何富川

巴彥淖爾西部銅材有限公司 內(nèi)蒙古巴彥淖爾 015000

L 企業(yè)銅冶煉技術(shù)在國(guó)內(nèi)較為先進(jìn)，常用技術(shù)主要包括雙頂吹技術(shù)和不銹鋼永久性陰極銅電解技術(shù)，前者工藝流程有五步：第一，實(shí)施頂吹熔煉。第二，進(jìn)行頂吹吹煉。第三，用陽(yáng)極爐進(jìn)行精煉。第四，用不銹鋼的陰極工藝實(shí)施電解精煉。第五，收集所有的銅冶煉陽(yáng)氣并統(tǒng)一輸送到規(guī)定的地方開(kāi)展制酸作業(yè)。后者則是用不銹鋼的陰極工藝實(shí)施電解精煉。為了提高銅冶煉效率，L 企業(yè)為總控制系統(tǒng)DCS 組裝了四個(gè)相對(duì)獨(dú)立的分支系統(tǒng)，分別為A 分支系統(tǒng)、B 分支系統(tǒng)、C 分支系統(tǒng)和D 分支系統(tǒng)。本文將簡(jiǎn)單介紹L 企業(yè)銅冶煉技術(shù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)分支，并分層淺談自動(dòng)化控制系統(tǒng)的集成在銅冶煉工藝中的運(yùn)用方案。

1 L 企業(yè)銅冶煉技術(shù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)分支

L 企業(yè)為總控制系統(tǒng)DCS 有A、B、C、D 四個(gè)分支系統(tǒng)，其中，A 分支系統(tǒng)是OUTOTEC 公司的產(chǎn)品，其系統(tǒng)為橫河系統(tǒng)，型號(hào)是CENTUMVR-R4.03。B 分支系統(tǒng)是蘇洋公司的產(chǎn)品，雖然也屬于橫河系統(tǒng)，型號(hào)并不等同于A 分支系統(tǒng)。C 分支系統(tǒng)是恩菲公司的產(chǎn)品，型號(hào)不同于前兩個(gè)分支系統(tǒng)，卻也屬于橫河系統(tǒng)。D 分支系統(tǒng)是瑞林公司的產(chǎn)品，其系統(tǒng)為橫河系統(tǒng)，型號(hào)是CENTUMVR-R4.01。因?yàn)檫@四種分支系統(tǒng)的參數(shù)和控制型號(hào)不盡相同，所以會(huì)影響銅冶煉工作中的信息傳遞，這四個(gè)分支系統(tǒng)也難以對(duì)整個(gè)銅冶煉工作進(jìn)行全過(guò)程覆蓋，無(wú)法顯示設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的重要參數(shù)，企業(yè)各部門(mén)之間也會(huì)因?yàn)樾畔鬟f不暢而難以進(jìn)行有效溝通與交流，不利于提高企業(yè)管理水平，很容易造成損失。其次，L公司整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)的小型設(shè)備是由西門(mén)子公司所提供的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品的編程控制也不盡相同，很難實(shí)現(xiàn)兼容，無(wú)法和分支系統(tǒng)進(jìn)行接駁，導(dǎo)致銅冶煉工作處于分離狀態(tài)，公司無(wú)法進(jìn)行銅冶煉連鎖控制和安全監(jiān)視，很難實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和自動(dòng)生成報(bào)表。

2 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的集成在銅冶煉工藝中的運(yùn)用方案

2.1 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)成套設(shè)備的集成連接

L 企業(yè)為了克服自動(dòng)化控制系統(tǒng)現(xiàn)存缺陷，實(shí)現(xiàn)各分支系統(tǒng)設(shè)備的集成連接，通過(guò)引入OPC 通訊系統(tǒng)將A、B、C、D 四個(gè)分支系統(tǒng)與主系統(tǒng)相對(duì)接，從而使整個(gè)系統(tǒng)聯(lián)合更為緊密，同時(shí)，使信息網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)能夠順利銜接，進(jìn)行信息分享與交流，構(gòu)建了完善的銅冶煉生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)。其次，L 企業(yè)非常注重改善自動(dòng)化控制系統(tǒng)兼容性，在DCS 系統(tǒng)中緊密融入了PLC 技術(shù)。從基本定義來(lái)看，PLC 技術(shù)屬于一種可控制編程器，運(yùn)用該技術(shù)對(duì)DCS 自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行全面優(yōu)化，完善銅冶煉設(shè)備結(jié)構(gòu)，使各分支系統(tǒng)安全運(yùn)行功能得到全面改善，同時(shí)，能對(duì)銅冶煉工藝流程進(jìn)行全方位監(jiān)控。從整體結(jié)構(gòu)來(lái)看，融入PLC 技術(shù)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)組合包括中央化處理單元（即CPU）、電源、存儲(chǔ)器（分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器）、輸入單元、輸入設(shè)備、外設(shè)單元、輸出單元、I/O 擴(kuò)展口（分為I/O 擴(kuò)展單元和特殊功能單元）。CPU是融入PLC 技術(shù)的核心部件，能夠指揮總系統(tǒng)正確編制程序，執(zhí)行后臺(tái)起勵(lì)邏輯，完成指令。融入PLC 技術(shù)的電源模式為開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源，用于為銅冶煉工作提供穩(wěn)定供電。存儲(chǔ)器能夠存儲(chǔ)所收集的信息以及整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行信息和工作數(shù)據(jù)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和報(bào)表生成。輸入單元和輸出單元均是融入PLC 技術(shù)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)連接外部設(shè)備的重要窗口，前者能為分揀系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)信號(hào)，后者用于轉(zhuǎn)換信號(hào)，滿足執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)。I/O 擴(kuò)展口是通過(guò)設(shè)置I/O 點(diǎn)數(shù)與類型來(lái)滿足銅冶煉工藝的持續(xù)近中。設(shè)計(jì)新型智能化PLC 勵(lì)磁系統(tǒng)，則需要正確編制起勵(lì)邏輯和后臺(tái)程序，融入計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)、控制網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)化編程技術(shù)。另外，L 企業(yè)通過(guò)電纜接駁、ALP111 接駁和裝置DCS 卡件、EM277 卡件以及實(shí)現(xiàn)PROFIBUS-SP 協(xié)議的方式緩解系統(tǒng)容量壓力，自動(dòng)收集數(shù)據(jù)信息，保護(hù)機(jī)密數(shù)據(jù)，優(yōu)化銅冶煉生產(chǎn)過(guò)程，自動(dòng)生成報(bào)表。

2.2 優(yōu)化銅冶煉生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)

L 企業(yè)為了優(yōu)化銅冶煉生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，為系統(tǒng)設(shè)置安裝了PIMS 交換機(jī)，對(duì)銅冶煉生產(chǎn)控制系統(tǒng)S7-300 和S7-200 實(shí)施了接駁處理，將PCL 控制裝備與DCS 系統(tǒng)作為接口，同時(shí)，以WINCC 所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為信息接口，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的有效連接。銅冶煉生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)具有自動(dòng)采集信息和生成報(bào)表功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)密數(shù)據(jù)安全保護(hù)與數(shù)據(jù)信息二次開(kāi)發(fā)。從軟件功能來(lái)看，對(duì)信息進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的主要支撐軟件是PIMS，該軟件具備數(shù)據(jù)信息收發(fā)功能，可以對(duì)來(lái)自管理信息渠道與控制網(wǎng)絡(luò)渠道的信息實(shí)施完全分離，從而有效提高銅冶煉生產(chǎn)過(guò)程中的不同工藝數(shù)據(jù)傳遞速率，確保生產(chǎn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。其次，L 企業(yè)為構(gòu)建綜合生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)裝置了各種先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和相關(guān)應(yīng)用軟件，各系統(tǒng)能夠疊加使用，因此耗費(fèi)成本較低。另外，L 企業(yè)會(huì)對(duì)信息管理系統(tǒng)的不足之處進(jìn)行定期修補(bǔ)，搭建綜合生產(chǎn)信息管理平臺(tái)，使信息管理效率和銅冶煉質(zhì)量得到了更為充分的保障。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，優(yōu)化銅冶煉自動(dòng)化集成系統(tǒng)，提高銅冶煉質(zhì)量，則需要努力實(shí)現(xiàn)各分支系統(tǒng)設(shè)備的集成連接，通過(guò)引入OPC 通訊系統(tǒng)將A、B、C、D 四個(gè)分支系統(tǒng)與主系統(tǒng)相對(duì)接，從而使整個(gè)系統(tǒng)聯(lián)合更為緊密，同時(shí)，使信息網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)能夠順利銜接。其次，應(yīng)通過(guò)電纜接駁、ALP111 接駁和裝置DCS 卡件、EM277 卡件以及實(shí)現(xiàn)PROFIBUS-SP 協(xié)議的方式緩解系統(tǒng)容量壓力，自動(dòng)收集數(shù)據(jù)信息。另外，須著重優(yōu)化銅冶煉生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，健全綜合生產(chǎn)信息管理平臺(tái)，以便于實(shí)現(xiàn)信息共享與高效傳遞。