自動化控制在球團生產(chǎn)制造領域的應用

摘 要：目前，隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術、通信技術以及控制技術的不斷發(fā)展，在球團生產(chǎn)制造領域已經(jīng)基本實現(xiàn)自動化控制。自動化控制具有很強的安全性和可靠性，能夠對生產(chǎn)全過程進行實時監(jiān)控和管理，降低了故障發(fā)生的概率，節(jié)約了資源成本，提高了企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營水平，實現(xiàn)了球團生產(chǎn)制造領域的科學發(fā)展。

關鍵詞：自動化控制；球團生產(chǎn)；操作；監(jiān)控

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.041

球團生產(chǎn)是一個將精礦制成能夠滿足高爐冶煉要求原料的加工過程，其工序復雜，操作要求嚴格，需要專門的設備進行聯(lián)鎖控制。在球團生產(chǎn)制造領域應用自動化控制，能大大提升從原料入口到成品輸出全過程的球團生產(chǎn)管理效率。

1 球團生產(chǎn)制造自動化控制的功能實現(xiàn)

球團自動化控制一般可以采用電氣、儀表、計算機等結合在一起的控制辦法，由基礎設備控制、過程監(jiān)控控制、生產(chǎn)管理控制三級網(wǎng)絡控制結構形成，利用以太通訊技術，對設備進行連鎖控制和數(shù)據(jù)調(diào)控，完成對球團整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的集中監(jiān)督，提升設備運行的安全性，提高生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。

1.1 基礎設備控制

基礎設備控制是對整個系統(tǒng)的設備運行狀況、傳感器數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測并上傳可靠數(shù)據(jù)，然后接受控制級所發(fā)出的指令對執(zhí)行端進行控制。基礎設備控制一般由各種傳感器、執(zhí)行器和變送器構成，球團生產(chǎn)自動控制的設備控制級一般設有多個控制站，每個控制站下都設有對個遠程分布式從站，并安裝有接口，實現(xiàn)與總設備控制級的連通。

1.2 過程監(jiān)控控制

過程監(jiān)控控制主要是建立在以太網(wǎng)通訊技術的基礎上，實現(xiàn)控制區(qū)域大容量的數(shù)據(jù)交互。要保證通訊線路的質(zhì)量，一般采用光纜以及先進的以太網(wǎng)交換機。通過利用驅動程序，將通訊程序和組態(tài)軟件聯(lián)系起來，實現(xiàn)主控室對現(xiàn)場設備以及儀表的動態(tài)監(jiān)控。球壇生產(chǎn)自動化控制一般設有3個以上的操作站，并且在主控室設有工程師站以及操作員站，從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控控制，為生產(chǎn)管理系統(tǒng)提高必要數(shù)據(jù)。過程監(jiān)控通過使用PLC控制軟件和監(jiān)控組態(tài)軟件，采用先進的程序編制和文檔處理軟件，組成球團生產(chǎn)自動化控制程序，實現(xiàn)邏輯控制、聯(lián)鎖控制以及信號傳輸、報警和數(shù)據(jù)采集等功能。過程監(jiān)控控制具有數(shù)據(jù)采集和處理，生產(chǎn)設備運行狀態(tài)顯示，物位溫度參數(shù)顯示，報警和事件列表，生產(chǎn)環(huán)節(jié)的模擬，生產(chǎn)數(shù)據(jù)畫面的打印以及過程變量數(shù)據(jù)的記錄打印等畫面監(jiān)控功能，操作員可以對各種設定值以及運行設備進行實時監(jiān)控并實現(xiàn)集中聯(lián)鎖以及遠程控制。

1.3 生產(chǎn)管理控制

生產(chǎn)管理控制可以根據(jù)過程監(jiān)控控制所提供的實時數(shù)據(jù)，進行生產(chǎn)作業(yè)的計劃調(diào)度和資源優(yōu)化配置等工作。生產(chǎn)管理控制具體來講包括以下幾方面功能：一是生產(chǎn)調(diào)度管理，為了保證生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，同時更加設備和有關指標監(jiān)控情況及時對現(xiàn)場生產(chǎn)進行計劃和調(diào)度；二是計劃統(tǒng)計管理，進行月份、年度生產(chǎn)組織和經(jīng)營狀況進行統(tǒng)計和分析管理；三是生產(chǎn)質(zhì)量管理，對質(zhì)量指標數(shù)據(jù)進行分析和控制，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取有效措施處理，保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低風險，增進企業(yè)效益。另外，生產(chǎn)管理人員可以通過訪問管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，對記錄進行修改操作，并將有關調(diào)度、計劃以及庫存等信息錄入數(shù)據(jù)庫，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的狀況以及管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫作出有關生產(chǎn)計劃、調(diào)度和管理的優(yōu)化方案，提升球團企業(yè)生產(chǎn)管理的效率。

2 球團生產(chǎn)制造自動化控制的硬件配置

2.1 網(wǎng)絡

一般采用雙環(huán)工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，使用光纖交換機，對所有節(jié)點設備進行連接，實現(xiàn)整個自動化控制網(wǎng)絡的貫通。

2.2 操作站

設置服務器-客戶機結構，在集中控制室內(nèi)設置操作站，操作站可以同時監(jiān)控和操作不同的畫面。

2.3 工程師站

工程師站采用雙網(wǎng)卡，工業(yè)以太網(wǎng)卡同基礎設備控制網(wǎng)絡連接，普通網(wǎng)卡同過程監(jiān)控控制網(wǎng)絡連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、發(fā)送以及生產(chǎn)調(diào)度、優(yōu)化、管理。

2.4 控制站

控制站必須采用先進的控制技術系統(tǒng)，要能滿足自動化控制的要求。

2.5 電源裝置

各操作站和控制站應該采用先進的智能電源裝置，保證控制系統(tǒng)電源的可靠性和安全性。

2.6 PC服務器

PC服務器是數(shù)據(jù)、指令發(fā)送和接收的主要設備，需要采用硬件級冗余技術的容錯服務器， 以保證系統(tǒng)的運行安全和故障情況下的無擾切換。

3 球團生產(chǎn)制造自動化控制的主要方式

自動化控制系統(tǒng)的集中控制點在總控制室內(nèi)，操作站主要擔任監(jiān)控功能，控制室內(nèi)的操作人員可以利用操作站的工控機完成對生產(chǎn)制造的全程監(jiān)控。目前，有關球團生產(chǎn)制造自動化控制的方式主要有兩種：一是機旁操作方式，也稱為手動操作控制，在操作箱上安裝控制按鈕來對參與連鎖的所以設備進行啟動和停止控制；二是集中聯(lián)鎖方式，也稱為自動操作控制。通過操作站的人機交互界面對各生產(chǎn)控制系統(tǒng)進行全方位的控制。

總之，采用自動化控制系統(tǒng)能完成對球團生產(chǎn)全過程的有效控制，提高了球團生產(chǎn)的安全性和可靠性，自動化系統(tǒng)的自我診斷功能使得對球團生產(chǎn)的控制管理更加方便，再加上人性化的界面設計，使得操作性能大大提升，有助于及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)故障，提高球團生產(chǎn)制造的質(zhì)量和效率。

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