大規模鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產綜合管理研究

苗應龍，曾 勇，吳國明

（江西銅業鉛鋅金屬有限公司，江西 九江 332500）

1 大規模鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產綜合管理的實施意義

金屬冶煉工業是重金屬污染的主要源頭，其對自然環境質量具有嚴重的危害性。現階段，我國遭到重金屬污染的耕地面積高達2000萬公頃，約占全國耕地面積的五分之一。同時，在多種重金屬污染類型當中，又以鉛及相關化合物的污染最為嚴重。鉛元素一旦通過飲水、呼吸等途徑進入到人體后，很難被自動排除，進而在積累一定量級后造成人出現疲勞、關節痛、頭痛等中毒癥狀，嚴重時甚至會導致肝腎永久性損害、心臟衰竭等問題，對人的生命安全造成嚴重威脅。在此背景下，煙氣治理現已成為金屬冶煉工業的主要發展點，且保有迫切的技術升級與管理優化需求。由此，做好煙氣治理自動化生產的綜合管理工作，對鉛鋅冶煉企業的現代化發展具有重要作用，同時也是響應國家工業環保政策的必要舉措[1]。

2 大規模鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產綜合管理的實施策略

（1）大規模鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產中現場總線系統的控制管理。現階段，鉛鋅冶煉工業中的煙氣治理自動化生產體系主要以現場總線傳輸數字信號的方式實現綜合管理。相比傳統中的集中控制方式，現場總線控制具有布線方便、通信效率高、干擾影響小等特點。同時，基于現場總線控制的標準化運行模式，相關人員可通過布線結構的調整，實現不同型號設備間數據信息的靈活轉換，從而對生產體系中不同環節、不同設備的運行狀態進行針對性采集，進而達成煙氣治理生產線整體的精準控制與自動管理。

通常情況下，僅需一條總線即可完成煙氣治理生產線的全面控制，其涉及到的程序編寫結構、數據交換方式也相對簡單。但如果存在多條煙氣治理生產線、鉛鋅冶煉生產線的大規模控制需求，則需要進行相對復雜的控制網絡布設處理。具體來講，可同時應用FF（H1）、Profibus-DP等多種總線類型，實現拓撲結構控制網絡的集成架設。

首先，在Profibus-DP總線下方掛設PLC主站、PLC從站及變頻設備，在FF（H1）總線下方掛設EJA FF協議變送設備及總線變送設備。由此，可通過PLC端實現生產線中電氣設備的控制管理，并用任一總線接口的分散I/O實現信息采集。

其后，將工業以太網作為生產線運行過程的監控基礎，建立RTU通信協議實現FF（H1）總線與Profibus-DP總線的數據交流，并在平臺系統服務器中裝設OPC軟件，以此實現采集層與監控層之間生產線數據的實時傳輸與控制反饋。

再后，通過現場環境中總線線路的合理布設，以及平臺系統中數據庫、操作站等軟件模塊的足量安裝，實現不同生產環節、不同控制對象的信息集成。基于此，再應用專業的工作站軟件提供網絡服務功能，從而在達成工程師站、操作員站、監視站等子站協同控制的同時，搭建出子站間雙向瀏覽操作信息的通信渠道。

最后，基于鉛配料燒結、動力波洗滌、WSA制酸、鋅沸騰焙燒四個重要工藝環節之間的參數聯系性，將DeltaV系統內邏輯模塊（如“OR”、“AND”、“NOT”等）、RS寄存器與總線上的PLC控制設備進行聯結，從而構建出連鎖化的參數控制體系。這樣一來，大規模鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產中的各條生產線便可達成一體化，進而形成由下至上的“現場監控層—過程監控層—調度監控層—總廠辦公室監控站”網絡控制結構。在此結構的應用背景下，當某一工藝環節的運行參數出現問題時，系統便會自動控制設備停車，并向遠程監控人員發出報警信號，繼而降低系統整體的異常運行風險，為鉛鋅冶煉煙氣治理生產線的高質高效運行保駕護航[2]。

（2）大規模鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產中優化調度系統的控制管理。鉛鋅冶煉煙氣治理生產的優化調度系統以C++Builder5軟件工具與Oracle8數據庫作為功能基礎，并引入了COM/DCOM技術作為數據共享的條件支持。在優化調度系統的實際運行當中，主要涉及到數據管理、調度管理、系統管理三個功能分區。其中，數據管理功能主要用于鉛鋅冶煉煙氣治理生產中基礎數據的維護與管理，如產品信息、設備信息、工藝信息等；調度管理功能是優化調度系統的功能核心，其主要通過多種有權重算法和優化算法，實現物料信息、生產工單、下層數據接口等數據的傳輸與反饋；系統管理功能則主要針對操作用戶設置，用于用戶信息、用戶密碼、用戶權限的修改與保存。

其中，調度管理功能模塊對優化調度系統的管理價值具有決定性作用。在實際的運行過程中，調度管理模塊可根據上方信息管理信息的生產數據，通過優化算法對當月的鉛產量、鋅產量進行科學預測，繼而推斷出相應的煙氣產生量級。由此，再制定出各生產線的月度生產計劃，并將計劃信息以數據形式傳輸至下層數據接口，以此驅動總線控制系統中的PLC控制設備，達成相關設備動作的優化調整。這樣一來，便可在保證鉛鋅產量的同時，實現煙氣量級的有效降低，將鉛鋅冶煉煙氣治理生產活動控制在經濟效益與環保效益俱佳的理想水平當中[3]。

（3）大規模鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產中集中監測系統的控制管理。集中監測系統是鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產活動穩定運行的重要保障，其主要采用“客戶機—服務器”為系統運行模式，在工業以太網、TCP/IP通信協議、SQL數據庫的功能支持下，實現各生產線的實時化、開放化監控管理。在集中監測系統的實際運行過程中，主要涉及到生產管理、設備管理、儀表管理三個功能分區。其中，生產管理功能主要基于生產計劃，對當前生產信息與既往生產信息進行監管分析；設備管理功能主要圍繞各類生產設備展開，實施運行狀態檢查、運行趨勢預測、遠程故障診斷與庫存量級管理等監管行為；儀表管理功能主要基于人工錄入的預設參數，對儀表設備的運行狀態進行檢查，并發出異常儀表數據的報警信號。在集中監測系統的功能支持下，相關人員可快速發現生產線運行過程中存在的故障問題，還可了解當前設備、儀表應用中存在的安全隱患，進而及時實施出設備更換、現場檢修等行為，為鉛鋅冶煉煙氣治理生產線的安全持續運行提供支持。

3 總結

總而言之，明確重金屬煙氣污染的危害性，實施出自動化、信息化的綜合管理策略，對鉛鋅冶煉生產線的綠色安全運行具有重要意義。由本文可知，通過現場總線系統、優化調度系統、集中監測系統的科學設置，搭建出大規模鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產的綜合管理體系，能有效實現生產線運行狀態的全面、實時監控，進而將故障問題的影響能力降至最低水平。