CN202331167U - 基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统，包括多个分别对多个区域中兰炭生产工艺参数进行实时采集控制的下位数据采集控制系统、分别对应与多个下位数据采集控制系统相接的多个区域监控中心和与多个区域监控中心均相接的总监控中心，每个所述区域监控中心均包括相接并双向通信的区域监控主机和区域监控从机，所述总监控中心包括相接并双向通信的总监控主机和总监控从机。本实用新型结构简单，设计合理，实现方便，智能化程度高，使用操作便捷，监控精度高，功能完备，实现了兰炭生产过程中各个生产工艺参数的实时监控，工作可靠性高，可维护性好，实用性强，便于推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种兰炭生产配套的自动控制系统，尤其是涉及一种基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统。
背景技术
兰炭是利用神府、榆林、东胜煤田盛产的优质侏罗精煤块烧制而成的，具有固定碳含量高、比电阻率高、化学活性高、含灰分低、铝低、硫低、磷低的特性，被广泛运用于电石、铁合金、硅铁、碳化硅等产品，成为一种不可替代的碳素材料。
上世纪70年代末，传统工艺生产的兰炭都是利用块煤在平地堆积，用明火点燃，等烧透后用水熄灭而制成。由于其工艺简单，不能收集利用块煤燃烧产生的煤焦油和煤气，极其浪费资源，而且严重污染环境，于上世纪末开始逐渐停产。目前鄂尔多斯地区在SJ-VII型低温干馏方炉技术的基础上开发了大型兰炭生产系统进行兰炭生产，克服了传统工艺的缺陷，在生产过程中收集利用兰炭生产时所产生煤气和煤焦油，同时通过改进生产设备和生产工艺，提高了兰炭和焦油的生产率，提高了兰炭生产在煤气方面的利用率，节约了生产用水，减少了污水、烟尘的排放，具有典型的示范作用。但是，现有技术还没有实现对兰炭生产过程中工艺参数的实时监控与优化控制，兰炭生产过程的自动化生产管理水平还比较低。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统，其结构简单，设计合理，实现方便，智能化程度高，使用操作便捷，监控精度高，功能完备，实现了兰炭生产过程中各个生产工艺参数的实时监控，工作可靠性高，可维护性好，实用性强，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：包括多个分别对多个区域中兰炭生产工艺参数进行实时采集控制的下位数据采集控制系统、分别对应与多个下位数据采集控制系统相接的多个区域监控中心和与多个区域监控中心均相接的总监控中心，每个所述区域监控中心均包括相接并双向通信的区域监控主机和区域监控从机，所述总监控中心包括相接并双向通信的总监控主机和总监控从机。
上述的基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：每个所述区域监控中心均包括区域打印机，所述区域监控主机和区域监控从机均与区域打印机连接；所述总监控中心包括总打印机，所述总监控主机和总监控从机均与总打印机连接。
上述的基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：所述区域监控中心和下位数据采集控制系统以及总监控中心和区域监控中心均通过以太网相接。
上述的基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：所述区域监控主机、区域监控从机、总监控主机和总监控从机均为配置有以太网卡、并口和液晶显示器的工业控制计算机IPCH-610H。
上述的基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：每个所述下位数据采集控制系统均包括可编程逻辑控制器模块以及多个用于对炉体温度、桥管温度和热环总管温度进行巡检的温度巡检仪，所述可编程逻辑控制器模块的模拟量输入端接有用于对集气管压力进行检测的集气管压力传感器、用于对回炉空气流量进行检测的回炉空气流量传感器、用于对空气总管压力进行检测的空气总管压力传感器、用于对回炉煤气流量进行检测的回炉煤气流量传感器、用于对回炉煤气压力进行检测的回炉煤气压力传感器、用于对煤气单炉总管流量进行检测的煤气单炉总管流量传感器和对变频器速度进行检测的变频器速度传感器，所述可编程逻辑控制器模块的模拟量输出端与变频器相接并对变频器的速度进行控制，所述可编程逻辑控制器模块的数字量输入端接有用于对煤仓位置进行检测的煤仓位置传感器，所述可编程逻辑控制器模块的数字量输出端接有用于对煤仓到达下限位进行报警的煤仓下限位报警器，所述可编程逻辑控制器模块通过以太网与区域监控中心相接；多个所述温度巡检仪均通过RS-485转以太网模块和以太网与区域监控中心相接。
上述的基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：多个所述温度巡检仪均为多路温度巡检仪SWPMD806。
上述的基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：所述煤仓下限位报警器为声光报警器。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型包括多个分别对多个区域中兰炭生产工艺参数进行实时采集控制的下位数据采集控制系统、分别对应与多个下位数据采集控制系统相接的多个区域监控中心和与多个区域监控中心均相接的总监控中心，每个区域监控中心均包括相接并双向通信的区域监控主机和区域监控从机，总监控中心包括相接并双向通信的总监控主机和总监控从机；本实用新型的结构简单，设计合理，实现方便。
2、本实用新型基于双机冗余技术而构建，智能化程度高，使用操作便捷，实现了兰炭生产过程中各个生产工艺参数的实时监控，能够对参数报表进行实时显示、存储和打印，方便操作人员查看并采取相应的控制措施，提高了兰炭生产的自动化和生产管理水平。
3、本实用新型的监控精度高，功能完备，在兰炭生产的过程中，当有一些典型故障突发时，本实用新型还能够提示操作人员并自动切换，提高了系统的可靠性和可维护性。
4、本实用新型的实用性强，在陕北和鄂尔多斯地区兰炭生产领域中具有典型的应用示范作用，便于推广使用。
综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实现方便，智能化程度高，使用操作便捷，监控精度高，功能完备，实现了兰炭生产过程中各个生产工艺参数的实时监控，工作可靠性高，可维护性好，实用性强，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型区域监控中心与下位数据采集控制系统的连接关系示意图。
附图标记说明：
1-1-总监控主机；1-2-总监控从机；1-3-总打印机；
2-区域监控中心；2-1-区域监控主机；2-2-区域监控从机；
2-3-区域打印机；3-下位数据采集控制系统；
3-1-可编程逻辑控制器模块；3-2-温度巡检仪；
3-3-集气管压力传感器； 3-4-回炉空气流量传感器；
3-5-空气总管压力传感器 3-6-回炉煤气流量传感器；
3-7-回炉煤气压力传感器； 3-8-煤气单炉总管流量传感器；
3-9-变频器速度传感器； 3-10-变频器；
3-11-煤仓位置传感器； 3-12-煤仓下限位报警器；
3-13-RS-485转以太网模块。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括多个分别对多个区域中兰炭生产工艺参数进行实时采集控制的下位数据采集控制系统3、分别对应与多个下位数据采集控制系统3相接的多个区域监控中心2和与多个区域监控中心2均相接的总监控中心，每个所述区域监控中心2均包括相接并双向通信的区域监控主机2-1和区域监控从机2-2，所述总监控中心包括相接并双向通信的总监控主机1-1和总监控从机1-2。
如图1所示，本实施例中，每个所述区域监控中心2均还包括区域打印机2-3，所述区域监控主机2-1和区域监控从机2-2均与区域打印机2-3连接；所述总监控中心还包括总打印机1-3，所述总监控主机1-1和总监控从机1-2均与总打印机1-3连接。
本实施例中，所述区域监控中心2和下位数据采集控制系统3以及总监控中心和区域监控中心2均通过以太网相接。所述区域监控主机2-1、区域监控从机2-2、总监控主机1-1和总监控从机1-2均为配置有以太网卡、并口和液晶显示器的工业控制计算机IPC-610H。
结合图2，本实施例中，每个所述下位数据采集控制系统3均包括可编程逻辑控制器模块3-1以及多个用于对炉体温度、桥管温度和热环总管温度进行巡检的温度巡检仪3-2，所述可编程逻辑控制器模块3-1的模拟量输入端接有用于对集气管压力进行检测的集气管压力传感器3-3、用于对回炉空气流量进行检测的回炉空气流量传感器3-4、用于对空气总管压力进行检测的空气总管压力传感器3-5、用于对回炉煤气流量进行检测的回炉煤气流量传感器3-6、用于对回炉煤气压力进行检测的回炉煤气压力传感器3-7、用于对煤气单炉总管流量进行检测的煤气单炉总管流量传感器3-8和对变频器速度进行检测的变频器速度传感器3-9，所述可编程逻辑控制器模块3-1的模拟量输出端与变频器3-10相接并对变频器的速度进行控制，所述可编程逻辑控制器模块3-1的数字量输入端接有用于对煤仓位置进行检测的煤仓位置传感器3-11，所述可编程逻辑控制器模块3-1的数字量输出端接有用于对煤仓到达下限位进行报警的煤仓下限位报警器3-12，所述可编程逻辑控制器模块3-1通过以太网与区域监控中心2相接；多个所述温度巡检仪3-2均通过RS-485转以太网模块3-13和以太网与区域监控中心2相接。
本实施例中，多个所述温度巡检仪3-2均为多路温度巡检仪SWP-MD806。所述煤仓下限位报警器3-12为声光报警器。
本实用新型的工作原理及工作过程是：下位数据采集控制系统3中的集气管压力传感器3-3、回炉空气流量传感器3-4、空气总管压力传感器3-5、回炉煤气流量传感器3-6、回炉煤气压力传感器3-7、煤气单炉总管流量传感器3-8和变频器速度传感器3-9分别对集气管压力、回炉空气流量、空气总管压力、回炉煤气流量、回炉煤气压力、煤气单炉总管流量和变频器速度进行实时检测并将所检测到的数据实时地输出给可编程逻辑控制器模块3-1，下位数据采集控制系统3中的煤仓位置传感器3-11对煤仓位置进行实时检测并将所检测到的数据实时地输出给可编程逻辑控制器模块3-1，可编程逻辑控制器模块3-1通过模拟量输入端口和数字量输入端口接收以上数据、经过分析处理后通过模拟量输出端输出速度控制信号给变频器3-10、通过数字量输出端输出煤仓到达下限位的报警信号给煤仓下限位报警器3-12，实现对变频器速度的控制及煤仓下限位报警的控制，同时通过以太网传输给相应区域中的区域监控中心2；下位数据采集控制系统3中的多个温度巡检仪3-2分别对炉体温度、桥管温度和热环总管温度进行巡检并通过RS-485转以太网模块3-13和以太网传输给相应区域中的区域监控中心2；区域监控中心2中的区域监控主机2-1和区域监控从机2-2接收以上数据、进行分析处理和显示并同时通过以太网传输给总监控中心；总监控中心中的总监控主机1-1和总监控从机1-2接收以上数据、进行分析处理和显示。操作人员根据显示在区域监控主机2-1、区域监控从机2-2、总监控主机1-1和总监控从机1-2上的信息做出相应的控制决策并输入相应的控制参数，实现对兰炭生产过程的自动化智能控制，提高了自动化和生产管理水平。当一些典型故障突发时，本实用新型还能够提示操作人员并自动切换，提高了系统的可靠性和可维护性。
以上工作过程中，区域监控中心2和总监控中心中的主机和从机均通过TCP/IP网络连接，正常情况下主机处于工作状态，从机处于监视状态，从机以一定的时间间隔(冗余机心跳检测时间)向主机发出请求，主机应答表示工作正常，主机如果没有作出应答，从机将切断与主机的网络数据传输，转入活动状态，改由从下位数据采集控制系统3获取数据，并产生报警和事件信息。此后，从机还会定时监听主机状态，一旦主机恢复工作，就切换到热备状态。主从机都正常工作时，主机从下位数据采集控制系统3采集数据，并产生报警信息，从机通过网络从主机获取实时数据和报警信息。通过这种方式实现了热备。
综上所述，本实用新型基于双机冗余技术而构建，实现了兰炭生产过程中各个生产工艺参数的实时监控，能够对参数报表进行实时显示和存储，方便操作人员查看。同时本实用新型还能通过总打印机1-3和区域打印机2-3对参数报表进行打印，更加方便操作人员查看。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：包括多个分别对多个区域中兰炭生产工艺参数进行实时采集控制的下位数据采集控制系统(3)、分别对应与多个下位数据采集控制系统(3)相接的多个区域监控中心(2)和与多个区域监控中心(2)均相接的总监控中心，每个所述区域监控中心(2)均包括相接并双向通信的区域监控主机(2-1)和区域监控从机(2-2)，所述总监控中心包括相接并双向通信的总监控主机(1-1)和总监控从机(1-2)。
2.按照权利要求1所述的基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：每个所述区域监控中心(2)均包括区域打印机(2-3)，所述区域监控主机(2-1)和区域监控从机(2-2)均与区域打印机(2-3)连接；所述总监控中心包括总打印机(1-3)，所述总监控主机(1-1)和总监控从机(1-2)均与总打印机(1-3)连接。
3.按照权利要求1或2所述的基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：所述区域监控中心(2)和下位数据采集控制系统(3)以及总监控中心和区域监控中心(2)均通过以太网相接。
4.按照权利要求1或2所述的基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：所述区域监控主机(2-1)、区域监控从机(2-2)、总监控主机(1-1)和总监控从机(1-2)均为配置有以太网卡、并口和液晶显示器的工业控制计算机IPC-610H。
5.按照权利要求1或2所述的基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：每个所述下位数据采集控制系统(3)均包括可编程逻辑控制器模块(3-1)以及多个用于对炉体温度、桥管温度和热环总管温度进行巡检的温度巡检仪(3-2)，所述可编程逻辑控制器模块(3-1)的模拟量输入端接有用于对集气管压力进行检测的集气管压力传感器(3-3)、用于对回炉空气流量进行检测的回炉空气流量传感器(3-4)、用于对空气总管压力进行检测的空气总管压力传感器(3-5)、用于对回炉煤气流量进行检测的回炉煤气流量传感器(3-6)、用于对回炉煤气压力进行检测的回炉煤气压力传感器(3-7)、用于对煤气单炉总管流量进行检测的煤气单炉总管流量传感器(3-8)和对变频器速度进行检测的变频器速度传感器(3-9)，所述可编程逻辑控制器模块(3-1)的模拟量输出端与变频器(3-10)相接并对变频器的速度进行控制，所述可编程逻辑控制器模块(3-1)的数字量输入端接有用于对煤仓位置进行检测的煤仓位置传感器(3-11)，所述可编程逻辑控制器模块(3-1)的数字量输出端接有用于对煤仓到达下限位进行报警的煤仓下限位报警器(3-12)，所述可编程逻辑控制器模块(3-1)通过以太网与区域监控中心(2)相接；多个所述温度巡检仪(3-2)均通过RS-485转以太网模块(3-13)和以太网与区域监控中心(2)相接。
6.按照权利要求5所述的基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：多个所述温度巡检仪(3-2)均为多路温度巡检仪SWP-MD806。
7.按照权利要求5所述的基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：所述煤仓下限位报警器(3-12)为声光报警器。
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