企业信息

    浔之漫智控技术(上海)有限公司

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  • 公司认证: 营业执照已认证
  • 企业性质:私营企业
    成立时间:2017
  • 公司地址: 上海市 松江区 永丰街道 上海市松江区广富林路4855弄52号3楼
  • 姓名: 聂航
  • 认证: 手机已认证 身份证已认证 微信未绑定

    6ES7221-1BF22-0XA8品质好货

  • 所属行业:电气 工控电器 DCS/PLC系统
  • 发布日期:2024-07-08
  • 阅读量:7
  • 价格:面议
  • 产品规格:模块式
  • 产品数量:1000.00 台
  • 包装说明:全新
  • 发货地址:上海松江永丰  
  • 关键词:西门子代理商,西门子一级代理商

    6ES7221-1BF22-0XA8品质好货详细内容

    6ES7221-1BF22-0XA8品质好货

    钢铁冶金行业的特点:
    ·自动化程度高,控制实时性高,网络结构复杂;
    选择杰控的原因:
    ·杰控FameView是一系列软件,从控制到数据管理,从客户机到服务器的复杂网络结构,能将炼铁、烧结、炼钢、调度四个大系统通过环网连接。
    ·符合钢集团ERP建设的总体规划要求;
    ·系统具备较强的可扩展能力;
    ·FameView和各种PLC通讯的稳定性、性;
    ·FameView强大的数据库连接功能,和Oracle稳定的连接;
    ·灵活的画面事件处理和强大的bbbbbbbb编程;
    ·FameView强大的数据处理、报表功能;

    在秦项目设计中,烧结系统有原料仓和炼铁联合料仓,矿石原料由火车运入经翻车机和皮带机运输到烧结用的原料仓和炼铁联合料仓。付原料用皮带机运输到烧结用的原料仓和炼铁联合料仓。烧结矿再进炼铁联合料仓。炼钢用的付原料经皮带机运输到炼钢厂的高位料仓。原料的称量有轨道衡和汽车衡进行称量,原料的使用量由各个工序的皮带秤或料斗进行称量。本系统有有2台150㎡烧结机。
    炼铁系统有2座高炉,每座容积1200立方米。高炉的原料,从炼铁联合料仓,经过料斗称量,通过皮带运输机向高炉上料。高炉有喷煤系统,采用中速磨直接喷吹。铁水经罐车、轨道衡进行铁水称量以后,送至炼钢厂。采用燃式热风炉,全部烧高炉煤气。
    炼钢系统有3座80吨转炉,年产量可达250万吨。2套脱硫系统(1座真空,1座RH精炼炉)一台板坯连铸机。没有混铁炉,直接从高炉来的罐车兑铁水。有吊车秤进行铁水的重量称量。往转炉炉内下料时,采用料斗进行秤重。精炼一期采用吹氩或LF炉,二、三期考虑采用RH精炼方式。
    在软件应用中,结合生产工艺,通过FameView的数据采集,完成了各种报表处理,高炉炉体各部温度和冷却水等参数的数据保存,历史数据统计查询及定期备份;原燃料、生铁化学分析及重量等计量数据传送;各种动力能源消耗量的数据传送统计分析;办公室对生产曲线和各类报表的查询;生产报表比较完善,主要包括 铁水倒罐站、脱硫操作记录、炼钢主控室操作记录、一次除尘风机记录、OG煤气回收巡检记录、二次除尘风机记录、连铸主控记录、LF炉操作记录、精炼操作、吹氩操作记录、化验成分记录、钢包周转、坯材管理、原料供应站。
    炼钢综合管网能源量的数据采集程序和原燃料采集以及调度加完善,尤其调度,又分为原料台、能源台、生产台三个部分,主要:
    ① 监控全厂的能源量情况;② 监控全厂的原、燃料量情况;③ 生产部经营日报。FameView从环网的各个网段、各个子站将数据集成到调度,完成了一个工厂的调度。


    一、 系统概述:
    秦ERP系统L2级子系统(生产控制系统)主要是对L1级系统数据的整合并配置简单的管理功能。整个子系统分为8个大部分。具体为烧结系统、炼铁系统、炼钢系统、能源系统、调度系统、质检系统、物资网、办公邮件系统。
    北京杰控的FameView软件用在其中的烧结、炼铁、炼钢、能源、调度系统 5个部分。主要是用于通过环网从现场的PLC采集数据,通过网络将数据传递到总调系统或者是将现场数据写入到相应的数据库服务器,存储数据。为ERP系统的L3级和L4级提供有利的数据。FameView从2004年8月份投入使用到现在,运行稳定,受到了用户的。
    二、 网络硬件方案:
    整体设计思路:秦信息化处于整个ERP系统的L2级。整个控制系统星型结构和环型结构的混合结构网络。
    整个星型结构的为炼钢综合办公楼(设置L2级交换机)。向外辐射节点。包括:L楼楼内、烧结(烧结主控室)、炼铁(炼铁主控室)、炼钢(炼钢主控室)、公辅(联合泵站)、连铸(连铸主控室)、套筒窑、11万变电站、制氧站、轨道衡、北门汽车衡、炼钢30吨汽车衡、。。。。。。。。。。。。。
    整个L1级的控制网分为烧结、炼铁、炼钢、公辅四个大的环形网络。每个大环采用采取TCP/IP协议。在每个大环加一台通讯机FameView,作为环网数据采集用,并分析数据后向数据库添加数据。每个通讯机加双网卡,用于连接L1和L2两级网络,并从硬件上实现隔离。
    控制网做成环形结构有利于系统的稳定。当构成环的某一处光纤发生通讯中断后,也不影响整个系统的通讯。目前连铸自动化采用AB系统,采用CONTRAL NET网络结构,制氧系统采用DCS系统,11万变电站站内的电表不具备网络传输功能。以上3个系统目前和L2级整个系统(TCP/IP)网的接入存在问题。轨道衡和汽车衡有软件提供。后期上的物资网会解决轨道衡和汽车衡的联网问题。

    三、简单工艺说明
    (一) 烧结系统:
    ① 原料:
    设置烧结用的原料仓和炼铁联合料仓,矿石原料由火车运入经翻车机和皮带机运输到烧结用的原料仓和炼铁联合料仓。付原料由汽车运入,用皮带机运输到烧结用的原料仓和炼铁联合料仓。烧结矿经皮带运输到炼铁联合料仓。炼钢用的付原料由汽车运输入厂,经皮带机运输到炼钢厂的高位料仓。原料的称量有轨道衡和汽车衡进行称量,原料的使用量由各个工序的皮带秤或料斗进行称量。
    ② 烧结:
    有2台150㎡烧结机,其配料采用烧结用的原料仓进行配料。用园盘给料机进行给料,用皮带秤进行用料的称量

    (二) 炼铁系统:
    有2座高炉,一期一座,容积1200立方米。二期一座,容积1200立方米。
    高炉的原料,从炼铁联合料仓,经过料斗称量,通过皮带运输机向高炉上料。
    高炉有喷煤系统,采用中速磨直接喷吹。铁水经罐车、轨道衡进行铁水称量以后,送至炼钢厂。水渣采用汽车运输。采用电动鼓风机 ,功率14000kw。预留TRT系统。采用燃式热风炉,全部烧高炉煤气。
    (三)炼钢作业部
    炼钢有3座80吨转炉,年产量可达250万吨。2套脱硫系统(1座真空,1座RH精炼炉)一台板坯连铸机,板坯尺寸1700x250x6000mm没有混铁炉,直接从高炉来的罐车兑铁水。有吊车秤进行铁水的重量称量。付原料采用汽车运输,通过皮带运输到炼钢的高位料仓。往转炉炉内下料时,采用料斗进行秤重。加工合格的外购废钢,经北门2台100汽车衡称量,放入废钢坑,经磁盘吊加入转炉。
    铁合金采用汽车运输,经汽车衡进行秤重。铁合金向转炉加料时,采用料斗秤进行称重。精炼一期采用吹氩或LF炉,二、三期考虑采用RH精炼方式。板坯的出库全部采用汽车运输。连铸的大包回转台有称量装置。铁水天车、钢水天车有160吨的称量装置,拟采用无线通讯方式与L1/L2系统及管理系统连接。目前连铸机没有板坯喷印装置和板坯在线称量装置。炼钢、连铸有较完整的L1/L2系统。没有转炉吹炼控制模型。钢水化学成份数据和LF炉化学成份数据集中在转炉炉前和化验室进行分析。
    (四)调度
    分为能源子系统、原料子系统
    全厂设置一处水处理系统、氧气站、变电站及高炉煤气和转炉煤气柜以及气站。能源是集中管理和控制。
    (五)检、化验
    全厂设置检验分析,对物料的成份、铁水成份、钢水成份以及其他的分析检验进行集中处理。

    四、FameView在秦项目上的应用特点:
    1、强大的通讯处理
    ¨ 通讯驱动程序是组态软件关键的部分,其工作性能的好坏直接关系到整个系统的优劣;
    ¨ 杰控FameView精心设计了一套性能优越的通讯系统,在速度、易用、移植等方面具特色;

    设备数据表
    ·通讯系统的设计特别适合与可编程控制器设备通讯,通讯数据量越大,越能体现其优越性;
    ·引进特有的设备数据表概念,作为通讯系统的缓存,可加快系统的读写速度;
    ·把组态软件系统与外部的控制设备隔离,系统的实时数据库变量只与设备设备数据表打交道,使不同的控制设备具有了相同的变量地址;
    ·解决了组态软件中不同控制设备具有不同地址表示方式的烦人问题,不用再去记忆控制设备的地址表达方式;
    ·设备数据表有100个设备号组成,每个设备号中可以包含1024个字节的数据单元,可以每次读写一批过程数据,大的提高了通讯的效率,使通讯系统的速度大幅提高;
    ·以批量的方式对通讯数据进行读写,通讯速度肯定快;
    ·通过级能优化多个设备号的通讯速度,使者快;
    ·统一了通讯设备的组态界面,使所有的控制设备具有相同的组态界面;
    ·能同时与多种外部设备通,并可测试;
    ·快捷的项目移植,例如想把某个与西门子的PLC通讯的系统转换为与GE的PLC通讯的系统时,只需重新定义设备数据表即可,不用修改组态数据库及其他部分;
    2、数据库连接
    ¨ 生产数据是现代制造业正常生产、工艺优化、数据管理的基础,如果生产数据能很容易的进入数据服务器或决策者的计算机上,可以节约大量的开发费用,又可以快速的作出为灵活的生产决策;
    ¨ 许多行业都希望需要有一个快速、经济的软件来实现生产过程数据到通用数据库的转换,使生产过程中的实时数据进入用户自定义的数据库中,并且不需要用户具有特别的软件技术,不需要用户进行任何开发工作,不需要任何额外的投资;
    ¨ 杰控FameView组态软件中集成了一个称为“数据库连接”的功能程序,来实现您的各种实时数据到通用数据库的连接;
    ¨ 充分利用企业的ERP投资,如果您已经投资了ERP系统,系统的关键是能够访问现场的实时数据,数据库连接功能是您系统成功的的重要组成部分;
    ¨ 数据连接功能已集成在杰控FameView组态软件中,使您的开发费用降为;

    主要特色:
    ·将各种现场数据转换成企业智能数据(如累加值、平均值、变化值、增加值等30多种),进入数据库;
    ·支持多种ODBC数据库源(如ACCESS、SQL Server、Oracle…等);
    ·可以自己选择数据库的类型,并规定数据库的格式,随心所欲,灵活无比;
    ·被连接的数据库可以位于本地计算机,也可以存在于多台网络计算机上;
    ·能同时支持多个数据库进行连接,使您能用各种格式存储数据,
    ·实时变量和数据库字段产生对应关系, 每个数据库连接可以关联多个字段;
    ·不仅可以往您数据库中追加数据,还可以从数据库中读取、修改数据字段;
    ·通过时间和事件来触发数据库连接,可以定时与数据库进行连接,也可以通过某个现场的事件来触发;
    ·能达到毫秒级的数据采集速度,具有的性能;
    ·组态其简便,只需几分钟便可完成连接组态;
    ·利用数据库并配合Crystal报表,实现强大报表功能;
    ·画面中提供了多种数据库管理组件,使您得心应手;
    3、数据报表
    在杰控FameView组态软件中,成功集成了一套完善的报表系统,无缝内置了的Crystal(水晶星)报表,来提供了功能强大的各种报表,自行开发了简单易用的报表组件,使工程报表不再复杂,轻松制作各种报表格式,也可以使用excel作为fameview的报表。
    历史报表
    报表制作由三步完成:
    1) 义数据库连接(进行报表数据库和运行数据库的对应)
    2) 行报表格式设计
    3) 报表内容查询(使用画面中的报表控件)
    使用功能强大的数据库连接程序,通过时间或事件,把现场的实时数据存储到您的数据库中;用Crystal报表制作程序,制作各种样式的报表格式;利用系统内置的报表组件打印各种类型的报表(班报表、日报表、周报表、月报表、季度报表、年度报表、自由报表),同时还支持预览和条件过滤和输出到EXCEL.

    4、数据管理功能
    为方便用户进行数据处理,FameView提供了强大的数据管理功能。
    常用的有用户数据库查询、用户数据库列表、表格控件、数据选择框等等。
    用户数据库查询按钮-方便用户查询ODBC数据源中数据,并以各种图形方式、文字方式显示查询结果。
    用户数据库列表-将ODBC数据源中的数据库对应于运行数据库中的各种变量,不需要多的数据库语言,就可以通过脚本操作运行数据库,完成对外部数据库的读取、修改。


    1 引言

    近年来在城市污水处理的工艺中,投资少、运行灵活的SBR处理工艺得到广泛的应用。SBR(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)序批式活性污泥工艺早在1904年就被开发,并了较好的效果,只是由于当时的自动化水平和设备制造工艺的限制,所以没有得到推广应用。而近年来随着自动化技术及在线监测技术的飞速发展,为SBR工艺的发展和应用提供了前提条件,因为对污水处理工艺进行自动化监测和实时控制是提高污水处理效率、降低处理能耗的关键,所以SBR工艺也是各种污水处理工艺中对自动化系统要求较高的一种工艺。SBR反应过程主要是在生物反应池内进行的,该工艺主要由进水、曝气、沉淀、排水和闲置等五个阶段组成。SBR工艺的处理效果主要取决于其运行参数,其中主要参数包括各反应段时间以及曝气强度。一般采用以PLC为的工艺过程自动监控系统,实时控制鼓风机、水泵、电动阀等设备及各反应段时间,使水质达到国家规定的排放标准。

    由此可见,SBR污水处理工艺是一个多参量(如液位、流量、压力、生物指标等)、多任务(如污水输送、风量控制、水泵的启停等)、多设备(如格栅机、水泵、鼓风机、阀门等) 且具有随机性 、时变性和耦合性的复杂系统。因此,应由稳定的数据信息交换网络与综合管理系统来进行自动化的管理,使之地运行。


    2 工业以太网PROFINET技术应用

    所谓工业以太网,一般来讲是指技术上与商用以太网(即IEEE802.3标准)兼容,但在产品设计时,在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、性、抗干扰性和本质等方面能满足工业现场的需要。

    PROFINET是Process Field Net的缩写,它是PROFIBUS客户、生产商与系统集成联盟协会推出的在PROFIBUS与以太网间全开放的通信协议。PROFINET是一种基于实时工业以太网的自动化解决方案,它以一整套完整并可升级的方式,可以为PROFIBUS及其他各种现场总线网络提供以太网移植服务;PROFINET标准的开放性保证了其长远的兼容性与扩展性,从而可以保护用户的投资与利益。 PROFINET可以使工程与组态、试运行、操作和维护为便捷,并且能够与PROFIBUS以及其它现场总线网络实现无缝集成与连接。

    这种跨越供应商的开放式标准建立在工业以太网基础之上,覆盖了工厂自动化的所有领域。依赖于现行的IT标准,并且无条件地支持TCP/IP协议,从而确保了公司范围内从办公区域到现场级的集成通讯。 它主要包含3方面的技术: ① 基于通用对象模型(COM)的分布式自动化系统; ② 规定了PROFIBUS和标准以太网之间的开放、透明通信; ③ 提供了一个包括设备层和系统层、立于制造商的系统模型。

    PROFINET采用标准以太网作为连接介质,采用TCP/IP协议加上应用层的RPC/DCOM来完成节点之间的通信和网络寻址。它可以同时挂接传统PROFIBUS系统和新型的智能现场设备。现有的PROFIBUS网段可以通过一个代理设备(proxy)连接到PROFINET网络当中,使整套PROFIBUS设备和协议能够原封不动地在PROFINET中使用。传统的PROFIBUS设备可通过代理proxy与PROFINET上面的COM对象进行通信,并通过OLE自动化接口实现COM对象之间的调用。

    与其他现场总线相比,工业以太网应用主要有以下特点:

    1) 实时通信 采用以太网交换技术、全双工通信、流量控制等技术,以及确定性数据通信调度控制策略、简化通信栈软件层次、现场设备层网络微网段化等针对工业过程控制的通信实时性措施,提高了以太网通信的实时性。

    2) 总线供电 采用直流电源耦合、电源冗余管理等技术,设计了能实现网络供电或总线供电的以太网集线器,解决了以太网总线的供电问题。

    3) 远距离传输 采用网络分层、控制区域微网段化、网络小时滞中继以及光纤等技术实现了以太网的远距离传输。

    4) 网络 采用控制区域微网段化,各控制区域通过具有网络隔离和过滤的现场控制器与系统主干相连,实现各控制区域与其他区域之间的逻辑上的网络隔离。

    5) 性 采用分散结构化设计、EMC设计、冗余、自诊断等性设计技术等,提高基于以太网技术的现场设备性。

    6) 一网到底 即它可以一直延伸到企业现场设备控制层,所以被人们普遍认为是未来控制网络的解决方案,工业以太网已成为现场总线中的主流技术。

    工程实践证明,在组建企业工控网络时采用PROFINET通讯技术可以节省近15%的硬件投资。


    3 控制系统组成及功能设计 现代化的污水处理系统需要实现管理与控制一体化,实现办公自动化。

    控制系统不仅与下层控制设备有良好的接口,而且具有与上层管理系统集成的接口,同时具有可扩展性。所以本系统采用的工业以太网PRIFINET或现场总线PROFIBUS等技术,适应了当前的这种需求。为了加强系统的性,使整个系统能够长时间无故障地运行,上位监控系统还采用容错(冗余)技术。

    3.1系统组成及特点 根据全集成自动化(Totally Integrated Automation)的思想,将污水厂 控制系统分为管理级、控制级、现场级。系统简图如下页图:

    (1)管理级 管理级是系统的部分,完成对污水处理过程各部分的管理和控制 ,并实现厂级的办公自动化。管理级提供人机接口,是整个控制系统与外部信息交换的界面 。管理级的工业计算机具有相互通讯的功能,实现数据交换或共享。考虑到管理层功能结构的层次性和可分割性,采用客户/服务器(Client/Server)的体系结构。服务器选用大型的网络关系数据库,满足开放、分布式数据库管理方式的要求。服务器具有远程控制操作功能、状态显示功能、数据处理功能、报警功能、报表功能、通讯功能和冗余功能等。厂控制室中设备包括:两台安装Siemens公司WinCC监控组态软件的冗余服务器作为上位机 ,安装有WinCC组态软件的版以及冗余软件包,两台服务器互为备用,实现冗余,提高系统的性。装有WinCC运行版的PC机作为监控工程师操作站。这种配置的主要的优点是保证数据的完整性和监控操作的连续性。如果一个WinCC服务器出现故障,该服务器的客户机(工作站)自动从发生故障的服务器切换到备用的服务器上,使所有的客户机始终可以监控生产过程,修复后的服务器回到系统后,自动实现归档数据的匹配,管理级与控制级的数据交换均采用了工业以太网,真正体现了公司范围内从办公区域到现场级的集成通讯。
    (2)控制级 控制级是实现系统功能的关键,也是管理级与现场级之间的枢纽层。 其主要功能是接受管理层设置的参数或命令,对污水处理生产过程进行控制,同时将现场状态输送到管理层。控制器是整个系统的,所以在控制级中,主要采用三套Siemens公司S7_300(CPU315_2PN/DP)型PLC组成,采用光纤和交换机构建成数据交换网络, CPU315_2PN/DP配有集成的PROFINET接口,通过该接口连接I/O现场设备,STEP7包含有所需的驱动,也可以延伸到低端PROFIBUS上的设备,而重新连接编程器.现场设备也能够使用额外集成的PROFIBUS接口进行连接,而且,PROFINET接口可以用于单元级的通讯.PRIFINET CPU 能够使用STEP7在工业以太网上通过编程器/PC进行编程.

    (3)现场级 现场级是实现系统功能的基础。现场级主要由一次仪表(如液位计、DO 传感器等)、控制设备等组成。其功能主要是对系统设备的状态、传感器参数进行监测,并把监测到的数据上传;接受控制级的指令对执行机构进行控制。由于控制设备比较分散,在传统的工厂内,输入/输出设备连接到一个集中的机架,在设备改变和系统扩展时,导致接线工作量大,成本高,柔性度低。通过开放的、标准化的现场总线PROFIBUS系统来连接现场控制部件(一些控制设备可能是三方厂商提供),是解决这些问题的方案。分布式配置意味着可编程序控制 、I/O模块和现场设备通过PROFIBUS_DP现场总线的信号电缆连接。将输入/输出模块转换成就地监测器和执行器,可就地转换和处理过程信号。从而保证了控制级与现场级控制设备的立和兼容 ,同时解决了与三方设备(撇水器、脱水机等)通讯问题,本系统的三方设备均使用了SIEMENS公司性价比较高的S7_200小型PLC,通过其附加通讯模块EM277可与PROFIBUS现场总线相连接,从而方便了运行过程中的系统维护和修理。 污水处理过程中,需要实时地在线监测各种水质参数以保证准确的工艺运行参数和及时显示处理结果。

    在本系统中传感器数量大、种类多,包括pH、SS(固体悬浮 物)、DO(溶解氧)、COD、液位传感器以及电磁流量计、压力计等。 传感器全部采用德国Endress+Hauser公司的产品,这些传感器都带有PROFIBUS_DP接口,利用这些智能接口,这些仪表能与自动化过程控制系统集成,这样获得的所有过程参数可以集中显示, 同时作为工艺的控制参数。


    3.2 工艺控制规律

    软件编程的主要依据为生产工艺提供的控制规律。同一种处理工艺可能会有不同的控制策略,根据目前的研究状况,SBR工艺的控制可以分为三种:

    种是生物浓度法。是指根据在线测得的水质参数与设定参数形成闭环控制;

    二种是反应时间控制。对于时间控制规律而言, 它是根据对SBR反应的五个阶段所需要的时间进行自动控制的。

    三种是流量程序控制。是根据污水流量的变化来调整各个阶段所需时间进行自动控制。

    后两种控制方法都不是根据废水的水质变化来改变某些运行参数进行自适应控制的。 生物浓度控制的基本思想是动态的控制SBR的反应时间,使其中的物浓度(用COD或BOD表示)达到允许的排放标准,就停止曝气。在线测定物浓度的BOD或COD传感器比较贵 ,一般都在几十万元,目前还没有应用报道,而且实时性比较差,反应时间慢。时间控制程序是根据对SBR反应池的五个运行阶段所需要的时间进行自动控制。该方法不是根据污水的水质变化来改变某些运行参数进行自适应控制。对于进水时间、曝气时间、 沉淀时间、排水时间及闲置时间均可由上位机设定。SBR反应池的各段工艺过程及其执行时间均严格按时序进行,每个反应池的任何设备均可通过电气柜上的手动/自动转换开关改变其状态,但均不能改变PLC所设定的工作时序,并且一旦切入自动状态后便进入PLC所设定的时序。在自动状态下,操作人员在控制室可以通过人机界面实现远程遥控操作。现场设备的工作状态均送往上位机显示。


    3.3 控制程序特点 根据以上情况,对应设计了多种控制模式,可根据实际情况由上位机选择运行。

    (1)生物浓度法控制程序 生物浓度法采用反馈控制,利用在线测得的进水水质参数作为输入,按照预先确定好的控制模型进行运算,然后用计算的作为输出控制现场的设备,动态控制反应时间,以达到控制反应的目的。

    (2)时间控制程序
    ①本控制系统严格按照时序、按顺序工作。
    ②允许在工作过程中任意进行遥控、自控切换且不影响工作时序。

    (3)分组工作程序 由于该污水处理厂来水水量不均衡,造成生物处理池的负荷无法平衡,同时吨能量消耗大,运行不经济。故我们采用了分组运行的办法,每两个生物处理池为一组,既可以两组同时运行,又可以一组投运自动运行,另一组备用手动控制的方式。一方面解决了生物处理池的负荷问题,另一方面也解决了处理池相关设备的检修问题。


    4 上位机组态软件

    对SA(数据采集与监控系统)系统要求:通过工业以太网PROFINET,具有与多台下位机系统通讯的能力,实时监控多台下位机的工作状态 ,显示生产过程中的工作曲线;具有远程控制能力;向下位机采集数据,对历史数据进行存储、查询、显示、打印等。因此,在一个自动监控系统中,运行的监控组态软件是系统的数据收集处理、远程监视和数据转发,与各种控制、检测设备(如PLC、智能仪表等)共同构成能快速响应的控制。 本系统选用了Siemens公司WinCC(bbbbbbs Control Center)6.0组态软件。WinCC具有控制自动化过程的强大功能,是基于个人计算机,同时具有高性价比的SA级操作监视系统 。

    在两台服务器上安装服务器版和冗余软件包,工作站上安装运行版。 监控系统的功能及特点:

    (1) 界面显示 具有全中文显示,界面友好,操作方便。操作画面采用主菜单的形式,在每幅画面下通过按钮进行切换。在控制室能对全系统被控设备进行实时控制, 如启停设备,在线设置PLC中程序的某些工艺参数等。 机械处理监控界面





    (2)实时画面显示功能 用图形实时地显示各现场被控设备的运行工况,以及现场的状态参数。用模拟仪表、趋势图、曲线、柱状图动态显示参数的实时变化情况。根据阀门开闭及水泵的启停状态,生产管理人员能够快速、清晰地了解整个系统的生产运行情况。

    (3)数据管理 数据库存储生产过程数据,供统计分析使用。工作人员可以定期把历史数据库备份到其它存储介质,以便于历史数据的查询。利用数据库中的数据进行比较和分析 ,得出一些有用的经验参数,有利于优化SBR工艺的闭环控制。

    (4)报警功能 当参数过设定范围或设备发生故障时,可根据组态发出不同等级的声光报警。在每幅画面的下方都有一个报警框,显示近发生的报警事件。所有报警信息都可显示在报警综合监视画面,所有的报警信息均被记录在报警数据库中,通过此画面可以查看当前系统的所有报警信息,也可查看长达几个月的报警历史数据,便于以后的事故分析使用。

    (5)报表打印功能 可以实现报表和图形打印以及各种事件和报警实时打印。打印方式分为定时打印和事件实时触发打印。

    (6)通讯功能 WinCC是基于标准的bbbbbbs平台开发的SA系统软件,充分考虑了与其它系统交换信息的必要性,支持如DDE,OLE,ODBC,OPC和SQL等标准。可以提供多种方式与上层系统数据交换。

    (7)冗余功能 两台装有WinCC组态软件的服务器互为冗余,确保数据完整,提高了系统的性。


    5 结束语

    在污水处理控制系统中采用工业以太网(PROFINET)改变了传统的现场总线及全模拟量传输的数据交换方式,在现场总线级实现了Ethernet数字传输,达到了提高信息传送距离、传送数据量和传送精度的目的,增强了现场控制灵活性,降低了数据交换网络初装费和设计施工费用,达到了减少电缆敷设,易于维护和扩展的目的。该控制系统2006年底在中科国益涿州污水处理厂已投入正常运行,实现了污水处理SBR工艺的自动控制,网络数据交换及控制功能十分稳定,污水处理的效率和效果十分理想,同时降低了能耗,得到了用户的认可,从而了良好的经济效益和社会效益。



    一、引言 

    可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC,也可称可编程控制器)是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统,综合了计算机、自动控制、通讯等现代科技的一种新型工业自动控制装置,能长期在恶劣的工业环境中运行;编程简单,使用方便,只需软件就能变或增加控制功能,可以满足用户的特定要求;同时还具有很强的输入输出接口,既能处理数字量,又能处理模拟量;在结构上采用了模块式的组合结构,很容易与其它设备或计算机系统(如DCS、FCS等)组成集中控制系统。 

    我公司引进国外的PLC,研制开发了LY低压长袋离线除尘器PLC控制系统,该系统克服了驱动部分采用接触器、继电器所引起的性差、保护功能差等缺陷,它在技术特性、应用功能等方面与我公司除尘器低压控制系统有较强的互补性,能满足不同用户的多种需要。 

    二、PLC选型及系统硬件构成 

    在PLC选型上,经过反复的对比,选用了德国SIEMENS公司的SIMATIC S7-300系列可编程序控制器。SIEMENS公司是世界上较大PLC制造厂家之一,其产品的性是众所周知的。S7-300系列PLC提供了解决成套控制任务的能力和灵活性,具有功能丰富的指令集,的编程工具以及品种繁多的I/O模块,能满足各种行业的控制任务。S7-200系列PLC具有适用范围广,定时中断、自检功能、自定义故障中断服务程序、网络通讯功能等,使维护工作变得简单。CPU根据用户控制点数要求,确定具体型号规格。 

    三、低压控制系统的组成及功能 

    作为生产工艺设备的LY低压长袋离线除尘器,性是的。在系统控制程序中包括定时、定阻和混合的清灰控制程序;定时、料位的输卸灰控制程序;同时还有布袋除尘的在线检修控制程序。其中,低压控制系统主要有脉冲清灰、在线检修、振打与反吹、卸灰与输灰、温度检测与控制、破袋检漏以及其它监测措施等控制系统所组成。

     
    图1 远程监控画面

    3.1 脉冲清灰 

    脉冲清灰袋式除尘器是目前国内外应用广泛的一种清灰袋式除尘器。脉冲清灰系统是袋式除尘器的,也是其技术的关键所在,其设计根据工艺的实际情况进行恰当的配置,这样才能保证除尘器的运行。我公司根据实际工况,采用PLC自动控制低压脉冲离线清灰,主要是定时、定阻和混合控制方式,我们多年来根据现场使用情况所总结出的经验,以定时为主,定阻、混合为辅的方式。 

    3.1.1 定时清灰 

    定时离线清灰要求除尘器设计为多室组合的形式,实现逐室清灰,当某过滤室需要清灰时,要控制挡板使这个气室不再进行烟气过滤,滤室与主气流隔离开来,过滤室被隔离是通过设置在口的提升阀来实现的。采用定时离线清灰,可设置脉冲宽度和脉冲间隔时间。当除尘器工作一段时间后,滤袋外侧的灰层厚度增加,其阻力亦增大,此时应对滤袋进行清灰。脉冲清灰过程中,每台除尘器的每个过滤室上都设置了多个脉冲阀,以压缩空气为清灰动力,由PLC发出控制信号,依次触发各个脉冲阀,在瞬间释放低压空气。由于动能与势能的共同作用,由脉冲阀瞬间喷吹的低压空气,使相应等待清灰的一组滤袋突然膨胀和振动,抖落积附在滤袋外侧的灰尘,以恢复滤袋的除尘功能,使除尘器自始至终保持良好的工作状态。 

    3.1.2 定阻清灰 

    定阻清灰是通过在除尘器进出口的压差变送器来控制的,当压差变送器的检测值大于设定值时,则执行定阻自动清灰。 

    3.1.3 混合清灰 

    清灰的目的是布袋的灰尘,使布袋粉尘保持合适的厚度,除尘器有较高的除尘效率和较低的能耗。早期的除尘系统风量一般恒定,常用的清灰控制方式有定时清灰和定阻清灰。定时清灰是指按照预先设定的清灰周期和脉冲间隔控制清灰机构动作,属于开环控制,不考虑除尘器的实际阻力。若时间设置不合理,会使除尘效率太低或系统能耗太高。定阻清灰是根据除尘器实际阻力来控制清灰。通常设定一个目标阻力,当实际阻力目标阻力一定范围时开始清灰,直到实际阻力小于目标阻力一定范围时停止清灰。这种方式相比定时清灰实现了阻力的简单闭环控制,因此在风量恒定的除尘系统中应用较为广泛。由于本系统中采用了变频调速,除尘风量不再恒定,定时清灰和定阻清灰都不适用,经分析和试验,系统采用了定时定阻混合清灰控制策略。当运行压差小于设定值时,按时间设定启动清灰,当运行压差大于设定值时,则强行启动清灰程序。 

    除尘系统的压差值进入PLC的模拟量输入模块,当除尘系统投入正常运行后;PLC读取除尘系统的进出口压差信号跟预先设定好的参数实时比较来确定布袋是否需要清灰,使除尘器运行在状态。 

    3.2 在线检修 

    除尘器正常工作是采用离线清灰,需要检修时可以分室进行而不影响除尘器整体的正常工作。 

    3.3 振打与反吹 

    振打清灰是除尘器的主要过程,其目的是防止灰斗的堵塞。振打周期对其影响也很大,其控制可分为手动振打和定时振打。在振打力度与均匀性都满足要求时,振打频率是否合理,对除尘器灰斗的堵塞影响大。因此,选择合理的振打周期,将有助于好地防止灰斗的堵塞。 

    3.4 卸灰与输灰 

    除尘器的卸灰方式可分为定时自动卸灰;高、低料位自动卸灰。我公司采用的是定时输卸灰和料位卸灰方式。所谓高料位卸灰指的是当低压控制系统检测到某一灰斗高料位信号时,延时一定时间后启动相应的卸灰装置;当料位低料位时停止相应的卸灰装置。为避免料位计损坏或误报而导致灰斗堵灰,又加入定时自动卸灰功能,以保证系统能够进行自动卸灰。在定时自动卸灰方式下,每个室顺序依次卸灰,循环工作,避免了多室同时工作,致使输灰机阻塞等现象的事情发生,有效的保证除尘系统的正常运行。 

    3.5 温度检测与控制 

    温度采集处理单元由温度传感器、热电阻全隔离信号调理器等组成。温度传感器采用铂热电阻Pt100,它将进出口烟气的温度信号转换为电阻值,经热电阻全隔离信号调理器转换成标准的4~20mA电流信号,送到PLC的模拟量输入模块中,供PLC分析处理用。 

    在生产工况稳定时进入除尘器的烟气温度在100~180℃之间。由于烟气进入除尘器的温度70℃时,容易造成烟气中粉尘粘在滤袋表面,形成一层不透气且不易的结块,使滤袋失效;而进入除尘器的烟气温度220℃时,会造成滤袋使用寿命降低或烧坏滤袋,因此,除尘器另设两只冷风阀,当进气温度达180℃时开始报警要求调整工况,同时控制打开一个冷风阀输入冷空气降温;当进气温度达200℃,同时打开两个冷风阀输入冷空气降温;此外,在设计中增加了旁路系统,主要是考虑系统生产时工况不稳定等因素导致入口烟气温度可能过滤袋的允许范围,确保滤袋。在这时,要采取紧急措施,走旁路系统,避免影响整个系统的正常生产。 

    3.6 破袋检漏 

    操作人员发现标报警后,将控制柜上的清灰选择转换开关扳至“0”位置,终止清灰控制程序,然后单击控制柜上的滤袋破损检测按钮,监控机向PLC发布检漏指令,PLC接到命令后启动除尘器检漏程序,使除尘器内提升阀按预定的节奏逐个依次关闭开启,如果当一个除尘室中的提升阀被关闭时,相应除尘器的排放浓度PD1明显减少,说明此除尘室中有破袋现象,PLC将向环保发送破损室号。可及时有效地发现哪个除尘过滤室有破袋现象,及时换,保证整个除尘系统的正常运行。 

    3.7 监测措施 

    为了保证除尘系统的正常运行,提高除尘效率,节省能源,在系统上设置一些必要的仪表监测措施,设计有除尘器进出口压差;除尘器进、出口温度以及风机的一些检测点(风机轴承、电机轴承、定子温度,风机进出口烟气压力、风机轴承振动、冷却水压力、压缩空气压力等)。 

    四、应用与维护 

    由于采用了的PLC,系统控制结构为合理,控制性能明显提高,系统获得了大的可控性和可扩展性。同时结合的控制算法,使得布袋使用寿命明显增长,气源的利用率得以提高,整个系统的运营成本大幅下降,这一切使得布袋除尘器在工业领域具有了加光明的应用前景。 

    4.1 控制方式 

    除尘系统控制柜体设备与现场设备的距离较远,一般需两地控制。因此,我们增设了就地现场操作箱,便于设备的调试与检修;就地现场操作包括除尘系统上的所有提升阀、脉冲阀、螺旋输灰电机、卸灰阀以及振打器等等。当设备切换至远程状态时一般为PLC自动控制和计算机操作,人员干预。 

    4.2 低压控制柜性设计 

    应用于工业现场的控制设备,提高其性水平是十分必要的,低压控制设备的性设计涉及电器元件的选型、程序编制、结构和总体设计等各个方面。我们在低压程控柜的设计过程中采用了屏蔽、隔离、接地、风冷等多项保证措施,大大提高了设备的性水平。 

    4.3 控制系统维护 

    PLC对物理环境要求高,保证通风与散热。PLC工作环境温度为0~40℃,环境温度较高时,应打开PLC柜部的冷却风扇,以使得PLC工作在适当的环境;控制柜安装场所不得有剧烈震动,不得有导电、易爆炸、有腐蚀的气体尘埃、相对湿度不得过85%、不得有凝结水,否则加相应的防范措施。 

    五、系统特点 

    5.1 控制系统采用国外PLC产品,性高、通用性强; 

    5.2 控制系统采用了模块式组合结构,并集开关量控制和模拟量控制处理于一体,使用方便,维护量少; 

    5.3 控制系统对除尘器清灰、输卸灰、压差、温度等运行参数能实时监控;并可以与计算机实现远程通讯,进行远程控制。 

    总之,的技术使得控制系统自动化程度高,操作使用方便。 

    六、结束语 

    PLC的引进和利用,是现代工业控制领域提高生产效率和管理水平的必然趋势,采用软硬结合的控制方案则是充分利用系统资源,提高系统效率的有效手段,本系统就是在这样的指导思想下进行设计的。现场实际运行表明,本系统稳定,达到了设计要求,具有自动化程度高,操作使用方便等优点。我们相信,技术、功能强大的PLC在LY低压长袋离线除尘器控制系统上的应用会加广泛。同时,该系统也适用于工业自动化生产线的控制。(end)



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