CN202453708U

CN202453708U - 一种砖瓦全厂dcs中央集散控制系统

Info

Publication number: CN202453708U
Application number: CN2011204915209U
Authority: CN
Inventors: 陈汝明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2021-11-22

Abstract

本实用新型公开了一种砖瓦全厂DCS中央集散控制系统，包括分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级；各部分间由高速数据通路DP和局域网网络两级通信线路相连；本实用新型的优点在于：操作简单、方便实用、工作稳定、效率高、维护量小；在降低损耗、提高质量、减少现场操作人员、确保安全的同时，企业管理者还可以对生产现场进行远程网络监控，查询历史数据变化；使配料精确度的误差降低到±1％以下，更好的控制内燃，减少不必要的外投煤，产品的合格率达到99％，节煤5-15％，产量增加5-15％，企业的效益明显增长。

Description

一种砖瓦全厂DCS中央集散控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种中央控制系统，具体地说是一种砖瓦全厂DCS中央集散控制系统，属于烧结砖生产线智能化控制系统领域。

背景技术

近年来砖瓦生产行业的各设备的自动化程度有了突飞猛进的发展，虽然从早期的单台设备按钮启停控制发展到现在小型PLC在砖瓦企业各种单机控制装置上的广泛应用，但是目前砖厂自动控制系统仍然是单机设备的简单自动化，主要采用小型PLC实现。这种控制方式设备分散，可靠性低。由于控制系统繁杂，造成系统开放性差、设备无法实现标准化、模块化、系列化，不利于维护；同时车间生产协调性差，不便于生产数据的管理与分析。因为系统自动化程度低，造成原料配料不均匀，细料水分不稳定，外投煤多，能耗高，现场操作人员过多，劳动强度大。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型设计了一种砖瓦全厂DCS中央集散控制系统，该系统能够对整个烧结砖生产过程进行全自动检测、调度、管理、控制、优化，真正实现控制室操作人员对整个生产线设备的运转情况进行全面监控、调度和管理；同时还可通过远程网络设定多种现场监控方式，查询历史数据及变化趋势曲线图，分别对自动配料、加水、码坯、干燥、焙烧、窑车等程序进行全面跟踪监控，对每一个设备进行多点监视和控制，对温度、压力、重量、电流等多种信号进行高精度检测，从而达到理想的控制效果。

本实用新型的技术方案为：

一种砖瓦全厂DCS中央集散控制系统，所述系统包括三部分：分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级；各部分间由高速数据通路DP和局域网网络两级通信线路相连。

所述的分散过程控制级包括现场控制站、可编程控制器、智能调节器和测控装置，各装置之间由通信网络连接；

分散过程控制级是DCS的基础层，直接面向工业对象，其输入信号来自于生产过程现场的传感器、变送器及电气开关，输出驱动执行器，完成生产过程的数据采集、闭环调节控制、顺序控制；与集中操作监控级进行数据通信，接收操作站下传加载的参数和操作命令，以及将现场工作情况信息整理后向操作站报告。

所述的集中操作监控级包括面向操作人员的操作员操作站、面向监督管理人员的工程师操作站、监控计算机及层间网络联接器，各装置之间由通信网络连接；

集中操作监控级面向现场操作员和系统工程师，功能强大的计算机系统及各类外部装置，采用液晶显示器和工业键盘，计算机系统配有大容量硬盘，有功能强大的软件支持，确保工程师和操作员对系统进行组态、监视和操作，对生产过程实行高级控制策略、故障诊断、质量评估。

所述的综合信息管理级包括计算机硬件、软件、数据库、各种规程共同组成的工厂自动化综合服务体系和办公自动化系统；

综合信息管理级主要完成生产管理和经营管理功能，进行市场预测，经济信息分析；对原材料库存情况、生产进度、工艺流程及工艺参数进行生产统计和报表；进行长期性的趋势分析，做出生产和经营决策，确保最优化的经济效益。

本实用新型的优点在于：DCS中央集散控制系统可以在中央控制室内对整条烧结砖生产线的设备运转进行全面跟踪控制，系统分别对原料配料、自动加水、陈化车间、自动码坯，干燥窑控温、焙烧窑控温、窑车进出运转情况进行全自动检测，控制、调度管理；操作简单、方便实用、工作稳定、效率高、维护量小；在降低损耗、提高质量、减少现场操作人员、确保安全的同时，企业管理者还可以对生产现场进行远程网络监控，查询历史数据变化；使配料精确度的误差降低到±1％以下，更好的控制内燃，减少不必要的外投煤，产品的合格率达到99％，节煤5-15％，产量增加5-15％，企业的效益明显增长。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为自调整模糊控制器的结构示意图；

图中：1-数字量输入模块、2-数字量输出模块、3-模拟量输入模块、4-模拟量输出模块、5-主控单元、6-DP网络、7-以太网网络、8-网关、9-操作员站、10-服务器站、11-工程师站、12-打印机、13-Internet网络、14-调度室、15-计算机、16-GSM网络、17-远程计算机。

具体实施方式

以下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，一种砖瓦全厂DCS中央集散控制系统，所述系统包括三部分：分散过程控制级即现场级、集中操作监控级即操作级、综合信息管理级即管理级；各部分间由高速数据通路DP网络6相连。

所述的现场级包括通信连接的数字量输入模块1、数字量输出模块2、模拟量输入模块3、模拟量输出模块4、主控单元5；

所述的操作级包括通信连接的以太网网络7、网关8、操作员站9、服务器站10、工程师站11、打印机12、GSM网络16；

所述的管理级包括通信连接的Internet网络13、调度室14、计算机15、远程计算机17。

现场设备包括烧结砖生产的板式给料机、皮带计量称、输送带、锤式破碎机、球磨粉碎机、高频振动筛、多斗机、搅拌机、砖机、牵引机、顶车机的开关量信号，接入数字量输入模块1，采集上述设备的温度、压力，隧道窑的温度、压力、风量，风机的电流、频率信号，接入模拟量输入模块3；

通过DP总线通讯方式，数字量输入模块1和模拟量输入模块3把采集的数据送入主控单元5；

通过主控单元5的以太网接口，经以太网网络7，把数据送入操作员站9、服务器站10、工程师站11，打印机12连接工程师站11，并且打印机12共享至整个局域网；

通过操作员站9和工程师站11控制或修改主控单元5中的变量；根据预先编写的程序及操作员站9和工程师站11的数据，通过DP总线通讯方式，把数据送入数字量输出模块2、模拟量输出模块4；

模拟量输入模块3、模拟量输出模块4把信号传递至现场设备，进行控制及调节；

通过操作员站9、服务器站10和工程师站11中的数据可以接入网关8，通过Internet网络13，把数据送至调度室14和接入互联网的计算机15。

通过操作员站9、服务器站10和工程师站11还可以使用GPRS模块，通过GSM网络16，把数据送入GPRS远程计算机17，在任何有手机信号的地点，计算机均可接入DCS控制系统，实现远程监控与管理。

上述电气设备能够进行顺序启动、顺序停机、故障连锁停机、故障运行暂停、重故障信号停机。

原料配料采用自调整模糊控制器：在运行过程中根据物料实际偏差和偏差变化率的大小，控制器选取不同的Ka值以满足动、静态性能的不同要求；考虑系统控制情况，选偏差e、偏差变化率ec为输入变量，晶闸管触发角的变化值a为输出量；当量化因子Ke、Kec和比例因子取为常数时，可调整因子K1、K2、K3通过寻优的方法，不断更新K1、K2的值从而完成模糊控制规则的自调整，使模糊控制系统有最佳的动态性能。

砖瓦隧道窑被控对象是典型的多变量复杂系统，各种参数存在一定的时变性，且燃烧过程具有非线性、强耦合等特点，同时内外扰动十分频繁，燃烧了不能准确测量，对燃烧过程建立精确的数学模型难以实现，使得常规PID控制方案难以获得理想效果。

针对砖瓦隧道窑，DCS中央控制系统通过自适应PID控制和砖瓦实时专家系统进行温度压力调节。自适应PID控制运用模糊数学的基本理论方法，把规则的条件、操作用模糊集表示，并把这些模糊控制规则以及有关信息(如评价指标、初始PID参数等)作为知识存入计算机知识库中，然后计算机根据控制系统的实际响应情况(即专家系统的输入条件)，运用模糊推理，即可自动实现对PID参数的最佳调整。砖瓦实时专家系统是通过记录下大量不同时段的生坯含水量、热值、环境温度、气温及在此条件下砖的产量及产品合格率。将上述大量数据存储在DCS上位机软件的数据库中，在此基础上构建基手离线数据的专家系统。控制规则采用“IF…THEN…”形式。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种砖瓦全厂DCS中央集散控制系统，其特征在于：所述系统包括三部分：分散过程控制级即现场级、集中操作监控级即操作级、综合信息管理级即管理级；各部分间由高速数据通路DP网络相连；所述的管理级包括通信连接的Internet网络、调度室、计算机、远程计算机。

2.根据权利要求1所述的砖瓦全厂DCS中央集散控制系统，其特征在于：所述的分散过程控制级包括现场控制站、可编程控制器、智能调节器和测控装置，各装置之间由通信网络连接。

3.根据权利要求1所述的砖瓦全厂DCS中央集散控制系统，其特征在于：所述的集中操作监控级包括面向操作人员的操作员操作站、面向监督管理人员的工程师操作站、监控计算机及层间网络联接器，各装置之间由通信网络连接。