自動化控制系統(tǒng)的集成在銅冶煉中的運用探析

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，實施頂吹熔煉。第二，進(jìn)行頂吹吹煉。第三，用陽極爐進(jìn)行精煉。第四，用不銹鋼的陰極工藝實施電解精煉。第五，收集所有的銅冶煉陽氣并統(tǒng)一輸送到規(guī)定的地方開展制酸作業(yè)。后者則是用不銹鋼的陰極工藝實施電解精煉。為了提高銅冶煉效率，L 企業(yè)為總控制系統(tǒng)DCS 組裝了四個相對獨立的分支系統(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)。本文將簡單介紹L 企業(yè)銅冶煉技術(shù)自動化控制系統(tǒng)分支，并分層淺談自動化控制系統(tǒng)的集成在銅冶煉工藝中的運用方案。

1 L 企業(yè)銅冶煉技術(shù)自動化控制系統(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，型號不同于前兩個分支系統(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)，型號是CENTUMVR-R4.01。因為這四種分支系統(tǒng)的參數(shù)和控制型號不盡相同，所以會影響銅冶煉工作中的信息傳遞，這四個分支系統(tǒng)也難以對整個銅冶煉工作進(jìn)行全過程覆蓋，無法顯示設(shè)備運行過程的重要參數(shù)，企業(yè)各部門之間也會因為信息傳遞不暢而難以進(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公司整個自動化控制系統(tǒng)內(nèi)的小型設(shè)備是由西門子公司所提供的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品的編程控制也不盡相同，很難實現(xiàn)兼容，無法和分支系統(tǒng)進(jìn)行接駁，導(dǎo)致銅冶煉工作處于分離狀態(tài)，公司無法進(jìn)行銅冶煉連鎖控制和安全監(jiān)視，很難實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動采集和自動生成報表。

2 自動化控制系統(tǒng)的集成在銅冶煉工藝中的運用方案

2.1 實現(xiàn)自動化控制系統(tǒng)成套設(shè)備的集成連接

L 企業(yè)為了克服自動化控制系統(tǒng)現(xiàn)存缺陷，實現(xiàn)各分支系統(tǒng)設(shè)備的集成連接，通過引入OPC 通訊系統(tǒng)將A、B、C、D 四個分支系統(tǒng)與主系統(tǒng)相對接，從而使整個系統(tǒng)聯(lián)合更為緊密，同時，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)。從基本定義來看，PLC 技術(shù)屬于一種可控制編程器，運用該技術(shù)對DCS 自動化控制系統(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)安全運行功能得到全面改善，同時，能對銅冶煉工藝流程進(jìn)行全方位監(jiān)控。從整體結(jié)構(gòu)來看，融入PLC 技術(shù)的自動化控制系統(tǒng)組合包括中央化處理單元（即CPU）、電源、存儲器（分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器）、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)行后臺起勵邏輯，完成指令。融入PLC 技術(shù)的電源模式為開關(guān)式穩(wěn)壓電源，用于為銅冶煉工作提供穩(wěn)定供電。存儲器能夠存儲所收集的信息以及整個自動化控制系統(tǒng)運行信息和工作數(shù)據(jù)，自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和報表生成。輸入單元和輸出單元均是融入PLC 技術(shù)的自動化控制系統(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，后者用于轉(zhuǎn)換信號，滿足執(zhí)行元件驅(qū)動。I/O 擴(kuò)展口是通過設(shè)置I/O 點數(shù)與類型來滿足銅冶煉工藝的持續(xù)近中。設(shè)計新型智能化PLC 勵磁系統(tǒng)，則需要正確編制起勵邏輯和后臺程序，融入計算機(jī)自動化技術(shù)、控制網(wǎng)絡(luò)和自動化編程技術(shù)。另外，L 企業(yè)通過電纜接駁、ALP111 接駁和裝置DCS 卡件、EM277 卡件以及實現(xiàn)PROFIBUS-SP 協(xié)議的方式緩解系統(tǒng)容量壓力，自動收集數(shù)據(jù)信息，保護(hù)機(jī)密數(shù)據(jù)，優(yōu)化銅冶煉生產(chǎn)過程，自動生成報表。

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)，對銅冶煉生產(chǎn)控制系統(tǒng)S7-300 和S7-200 實施了接駁處理，將PCL 控制裝備與DCS 系統(tǒng)作為接口，同時，以WINCC 所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為信息接口，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)的有效連接。銅冶煉生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)具有自動采集信息和生成報表功能，實現(xiàn)機(jī)密數(shù)據(jù)安全保護(hù)與數(shù)據(jù)信息二次開發(fā)。從軟件功能來看，對信息進(jìn)行二次開發(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，可以對來自管理信息渠道與控制網(wǎng)絡(luò)渠道的信息實施完全分離，從而有效提高銅冶煉生產(chǎn)過程中的不同工藝數(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，因此耗費成本較低。另外，L 企業(yè)會對信息管理系統(tǒng)的不足之處進(jìn)行定期修補，搭建綜合生產(chǎn)信息管理平臺，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

綜上所述，優(yōu)化銅冶煉自動化集成系統(tǒng)，提高銅冶煉質(zhì)量，則需要努力實現(xiàn)各分支系統(tǒng)設(shè)備的集成連接，通過引入OPC 通訊系統(tǒng)將A、B、C、D 四個分支系統(tǒng)與主系統(tǒng)相對接，從而使整個系統(tǒng)聯(lián)合更為緊密，同時，使信息網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)能夠順利銜接。其次，應(yīng)通過電纜接駁、ALP111 接駁和裝置DCS 卡件、EM277 卡件以及實現(xiàn)PROFIBUS-SP 協(xié)議的方式緩解系統(tǒng)容量壓力，自動收集數(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，以便于實現(xiàn)信息共享與高效傳遞。