CN205844878U - 电解铝自动化集控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种电解铝自动化集控系统，其包括DCS中央集控系统以及至少两个不同类型的子系统。其中所述子系统通过数据交换机与所述DCS中央集控系统进行数据通信，从而使得所述DCS中央集控系统实现对各个子系统进行集中控制和调度。
Description
技术领域
本实用新型属于电解铝技术领域，尤其是，其中涉及使用的一种电解铝自动化集控系统。
背景技术
金属铝是现代工业中一种常见的金属原料，其应用范围相当的广泛，涉及的产品也是多种多样。
而目前，金属铝的工业制备方法，基本都是采用电解法生产出来的。而传统的电解铝行业企业，其生产车间地点通常分散，各车间内使用的设备也有所不同。因此，造成设备间信息互通困难，企业无法集中控制和调度。
例如，现有电解铝常用的系统有：氧化铝输送皮带系统、天车加料系统、加压泵房、净化车间变频器、空压站循环水系统、空压站PLC控制系统、干燥机PLC控制系统、电解槽计算机控制系统、220KV变电站及整流所综合自动化系统等等，这些系统都是各自采用各自的PLC分系统进行运行控制，存在信息孤岛。同时，为保证系统正常运行，其运行人员配备较多。
因此，确有必要来开发出一种新型的可用于电解铝企业使用的电解铝自动化集控系统，来克服现有技术中的缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种新型的电解铝自动化集控系统，其提供一种自动化集控方式，解决电解铝企业的众多设备分别为单独的PLC分系统所控制，相互之间不能进行信息交换，从而无法进行企业内全部设备的集中控制和调度的问题。
为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种电解铝自动化集控系统，其包括DCS中央集控系统以及至少两个不同类型的子系统，其中所述子系统通过数据交换机与所述DCS中央集控系统进行数据通信，所述DCS中央集控系统通过所述数据交换机对各个子系统进行集中控制和调度。
进一步的，在不同实施方式中，其中所述子系统包括空压站子系统、烟气净化子系统、天车加料子系统、整流所子系统和槽控子系统中的至少两个子系统。
进一步的，在不同实施方式中，其中所述DCS中央集控系统是基于以太网和ProfitBus-DP现场总线构架，符合IEC61131-3标准，能够集成AMS、SIS、PLC、MES、ERP等系统。
进一步的，在不同实施方式中，其中所述电解铝自动化集控系统中使用的网络架构包括系统网架构和控制网架构两个网络架构。
进一步的，在不同实施方式中，其中所述系统网基于以太网结构，所述控制网基于ProfitBus-DP现场总线构架。
进一步的，在不同实施方式中，其中所述空压站子系统、烟气净化子系统通过总线接入所述控制网架构传输信息。
进一步的，在不同实施方式中，其中所述天车加料子系统、整流所子系统和槽控子系统通过6类非屏蔽双绞线接入系统网架构传输信息。
进一步的，在不同实施方式中，其中其中所述DCS中央集控系统包括工程师站、存储站、操作员站和控制站，其内部以所述系统网架构进行数据交换。
进一步的，在不同实施方式中，其中所述系统网由100/1000M高速冗余工业以太网络构成，其符合IEEE802.3及IEEE802.3u标准，基于TCP/IP通讯协议。
进一步的，在不同实施方式中，其中所述控制网采用冗余现场总线与各个I/O模块及智能设备连接，同时支持星型网络和总线型网络，符合IEC61158国际标准。
相比于现有技术，本实用新型的优势在于，本实用新型涉及的一种电解铝自动化集控系统，其设置DCS中央集控系统，能够完美兼容不同设备厂商的DCS、单片机、PLC、ECS等各种设备的自动化控制系统，从而实现企业内各个车间的子系统之间互通，改善操作人员的工作环境，实现了整个企业的集中化控制，从而提高了生产控制与管理水平。
附图说明
图1是本实用新型的一个实施方式提供的一种电解铝自动化集控系统的逻辑结构示意图。
具体实施方式
以下结合较佳实施例及其附图对本实用新型涉及的一种电解铝自动化集控系统的技术方案作进一步非限制性的详细说明。
请参阅图1所示，本实用新型的一个实施方式提供了一种电解铝自动化集控系统，其包括DCS中央集控系统以及若干不同类型的子系统，其中所述子系统通过数据交换机与所述DCS中央集控系统进行数据通信，所述DCS中央集控系统通过所述数据交换机对各个子系统进行集中控制和调度。
进一步的，请参看下表所示，其中所述子系统包括空压站子系统、烟气净化子系统、天车加料子系统、整流所子系统和槽控子系统。各个子系统包括的功能单元以及其涉及使用数据通信协议信息，一并参看下表。
所述DCS中央集控系统基于以太网和ProfitBus-DP现场总线构架，符合IEC61131-3标准，可集成AMS、SIS、PLC、MES、ERP等系统。采用全冗余、多重隔离、热分析、容错等可靠性设计技术，从而保证系统在复杂、恶劣的工业现场环境中能安稳长满优地运行。
所述DCS中央集控系统还具备各种业界常用的电解铝设备控制系统的驱动接口，实现智能现场仪表设备、控制系统、企业资源管理系统之间无缝地信息流传送，实现工厂智能化、管控一体化。
进一步的，所述DCS中央集控系统按照内部的功能结构设计，其可以包括工程师站、存储站、操作员站和控制站。或者也可以说，所述DCS中央集控系统分为上、下两层设计，其中所述工程师站、存储站、操作员站为上层结构，而所述控制站为下层结构。
进一步的，所述工程师站的作用是完成对DCS中央集控系统进行应用组态，主要定义系统如何完成控制、控制回路的算法、报警、报表及历史数据的记录。所述存储站的作用是存储历史数据。所述操作员站的作用是完成人机界面功能。所述控制站的作用是完成DCS控制系统的主要功能，例如，数据的搜集、处理等等；其包括运算器、存储器的逻辑部分和I/O端，其中所述I/O端获得的数据，会进入运算器中进行处理，而所述工程师站、操作员站则根据所述控制站处理的数据，对所述系统操作进行调整。
而所述各子系统，基本只具有一个工程师站兼操作员站功能，用于执行操作。
在一个实施方式中，所述电解铝自动化集控系统中使用的网络架构包括系统网架构和控制网架构两个网络架构，来分别进行数据传输。其中所述空压站子系统、烟气净化子系统通过总线接入所述控制网架构传输数据。所述天车加料子系统、整流所子系统和槽控子系统通过6类非屏蔽双绞线接入所述系统网架构传输数据。
在一个实施方式中，其中所述系统网架构是基于以太网构架，其网络拓扑结构采用P-P方式。其具体可以由100/1000M高速冗余工业以太网络构成，用于所述工程师站、操作员站、控制站的连接可快速构建星型、环型或总线型拓扑结构的高速冗余安全网络，其符合IEEE 802.3及IEEE 802.3u标准，基于TCP/IP通讯协议，通讯速率100/1000Mbps自适应，传输介质为6类非屏蔽双绞线或光缆。其中所述操作员站、存储站、工程师站基于工业以太网与所述控制站直接进行数据交换。
所述控制网架构是基于ProfitBus-DP现场总线构架，采用冗余现场总线与各个I/O模块及智能设备连接，同时支持星型网络和总线型网络。实时、快速、高效地完成与现场通讯任务，符合IEC61158国际标准(国标：JB/T10308.3-2001、欧标：EN50170，即Profibus-DP通讯协议)，传输介质为6类屏蔽双绞线或者光缆。
如上所述，所述电解铝自动化集控系统中使用的网络架构，其与所述DCS中央集控系统内部采用的网络架构是一致的，这也说明所述DCS中央集控系统是所述电解铝自动化集控系统的核心，通过其才能将整个系统整合在一起。
进一步的，本实用新型涉及的电解铝自动化集控系统，其涉及的设备可分为控制设备和现场设备两种。其中所述控制设备包括电解铝生产中涉及的生产装置、公用工程及辅助设施的操作控制设备，这些设备可集中放在一个地方，例如，中央控制室。
现场设备的数据可通过电缆连接到现场设备的机柜室，从现场机柜室到中央控制室的信号传输采用冗余单模光缆。操作管理人员在中央控制室完成现场设备的操作、控制、监测、报警及报表等工作。
进一步的，在一个具体实施方式中，其中现场设备的信息数据经过所述I/O端的现场部分，进入所述控制站进行计算，完成后在反馈到现场设备进行执行，整个过程为闭环控制。如需要调整，则可通过所述操作员站进行干预。
本实用新型涉及的一种电解铝自动化集控系统，其设置DCS中央集控系统，能够完美兼容不同设备厂商的DCS、单片机、PLC、ECS等各种设备的自动化系统，从而实现企业内各个车间设备子系统之间的数据互通，改善操作人员的工作环境，实现了整个企业的集中化控制，从而提高了生产控制与管理水平。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电解铝自动化集控系统；其特征在于，其包括DCS中央集控系统以及至少两个不同类型的子系统，其中所述子系统通过数据交换机与所述DCS中央集控系统进行数据通信，从而使得所述DCS中央集控系统实现对各个子系统进行集中控制和调度。
2.根据权利要求1所述的电解铝自动化集控系统；其特征在于，其中所述子系统包括空压站子系统、烟气净化子系统、天车加料子系统、整流所子系统和槽控子系统中的至少两个子系统。
3.根据权利要求2所述的电解铝自动化集控系统；其特征在于，其中所述DCS中央集控系统是基于以太网和ProfitBus-DP现场总线构架，符合IEC61131-3标准，能够集成AMS、SIS、PLC、MES、ERP系统。
4.根据权利要求2所述的电解铝自动化集控系统；其特征在于，其使用的网络架构包括系统网架构和控制网架构两个网络架构。
5.根据权利要求4所述的电解铝自动化集控系统；其特征在于，其中所述系统网基于以太网结构，所述控制网基于ProfitBus-DP现场总线构架。
6.根据权利要求4所述的电解铝自动化集控系统；其特征在于，其中所述空压站子系统、烟气净化子系统通过总线接入所述控制网架构传输信息。
7.根据权利要求4所述的电解铝自动化集控系统；其特征在于，其中所述天车加料子系统、整流所子系统和槽控子系统通过6类非屏蔽双绞线接入所述系统网架构传输信息。
8.根据权利要求4所述的电解铝自动化集控系统；其特征在于，其中其中所述DCS中央集控系统包括工程师站、存储站、操作员站和控制站，其内部以所述系统网架构进行数据交换。
9.根据权利要求4所述的电解铝自动化集控系统；其特征在于，其中所述系统网由100/1000M高速冗余工业以太网络构成，其符合IEEE802.3及IEEE802.3u标准，基于TCP/IP通讯协议。
10.根据权利要求4所述的电解铝自动化集控系统；其特征在于，其中所述控制网采用冗余现场总线与各个I/O模块及智能设备连接，同时支持星型网络和总线型网络，符合IEC61158国际标准。
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| CN105955228A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-09-21 | 茌平信源铝业有限公司 | 电解铝自动化集控系统 |
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- 2016-07-18 CN CN201620757162.4U patent/CN205844878U/zh active Active
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