摘  要：介紹了河南豫光金鉛股份熔煉二廠(chǎng)硫酸工段數(shù)據(jù)采集及電腦監(jiān)控系統(tǒng)的改造及重新設(shè)計(jì)和使用情況.通過(guò)對(duì)重新設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集及電腦監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試和使用,表明此套自動(dòng)控制系統(tǒng)能滿(mǎn)足工藝控制的要求。

關(guān)鍵詞： 硫酸 ；自動(dòng)控制；系統(tǒng)改造；電腦監(jiān)控

中圖分類(lèi)號(hào)：            文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：       文章編號(hào)：

Based on Easy to Control (INSPEC) 2008 Data Acquisition and Computer Monitoring System

Wang guo-xin

Light gold lead Henan Company Limited

Abstract: Henan Light gold shares lead smelting plant section sulfate monitoring data acquisition and computer system design and the transformation and re-use. Through the redesign of the data acquisition and computer monitoring system and use the debugger, indicating that this set of automatic control system to meet process control requirements.
    Keywords: sulfuric acid: Automatic Control: System: Computer Monitor

⒈  系統(tǒng)概況

豫光金鉛熔二硫酸工段電腦監(jiān)控系統(tǒng)為我公司1997年引進(jìn)了英國(guó)歐陸（EUROTHERM）公司的T103控制站，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)，邏輯及順序控制，在保證與現(xiàn)有設(shè)備完全兼容的同時(shí)，可單獨(dú)或積木式地建立較大的系統(tǒng)?？梢员O(jiān)視硫酸系統(tǒng)各個(gè)工藝點(diǎn)的壓力、溫度、流量、氣濃、酸濃、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等近六十個(gè)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)監(jiān)測(cè)分析儀及高壓風(fēng)機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)硫酸工藝中的閥門(mén)換向自動(dòng)控制。該系統(tǒng)采用雙CPU （型號(hào)：T920）冗余配置，CPU分別以主、從模式工作。當(dāng)主CPU工作時(shí)，另一個(gè)CPU處于熱待機(jī)狀態(tài)，以便主CPU出現(xiàn)故障時(shí)從CPU及時(shí)無(wú)縫切換為主CPU工作狀態(tài)，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定、正常工作。

由于硫酸是鉛鋅行業(yè)的主要副產(chǎn)品，它的安全穩(wěn)定的運(yùn)行直接影響公司的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。原有的英國(guó)歐陸（EUROTHERM）公司的T103控制站至2008年已將近10年之久，由于控制系統(tǒng)本身的老化，公司這些年多次改造與局部擴(kuò)建，造成監(jiān)控系統(tǒng)所覆蓋的范圍出現(xiàn)較大的漏洞。嚴(yán)重影響了公司的正常生產(chǎn)，存在嚴(yán)重的安全隱患，且有其中一臺(tái)CPU出現(xiàn)故障，無(wú)法正常工作。由于該型號(hào)太老，無(wú)新的同型號(hào)CPU可以更換，且即使更換一臺(tái)舊的同型號(hào)CPU也需要近3萬(wàn)元。還有一種解決辦法為將這兩臺(tái)CPU全部予以更換，升級(jí)為T940型CPU，費(fèi)用約為5、6萬(wàn)元。但是即使將這兩臺(tái)CPU全部予以更換，還將面臨信號(hào)處理模塊、信號(hào)隔離模塊老化無(wú)備件的難題。

因此，豫光金鉛熔二硫酸工段電腦監(jiān)控系統(tǒng)原有的T103控制系統(tǒng)的改造勢(shì)在必行。選擇具有強(qiáng)大的控制、冗余和可靠的網(wǎng)絡(luò)通訊功能的新型監(jiān)控系統(tǒng)，以保證公司的系統(tǒng)安全運(yùn)行。

經(jīng)過(guò)反復(fù)的論證與篩選，認(rèn)為廈門(mén)宇電的基于AI儀表并具備現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)特性的AIFCS計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，能夠滿(mǎn)足現(xiàn)在公司系統(tǒng)的監(jiān)控需要以及擴(kuò)建的要求。

2.  系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)主要有操作員站、現(xiàn)場(chǎng)控制站及通訊網(wǎng)絡(luò)三部分組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

		智能型控制模塊

Fig. 1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖

2 . 1  操作員站

操作員站采用通用組態(tài)軟件易控（INSPEC）2007進(jìn)行自主開(kāi)發(fā)，采用研華IPC610工控計(jì)算機(jī)， WINDOWS XP操作系統(tǒng)，監(jiān)控容量為256點(diǎn)I/O，256點(diǎn)歷史曲線(xiàn)記錄。依據(jù)非穩(wěn)態(tài)制酸工藝測(cè)點(diǎn)分布，制作了轉(zhuǎn)化、凈化、干吸、風(fēng)機(jī)等工藝流程圖畫(huà)面，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)在畫(huà)面上形象的顯示，對(duì)工藝測(cè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)對(duì)于工藝測(cè)點(diǎn)，若出現(xiàn)超限，通過(guò)易控軟件設(shè)置為聲光報(bào)警，在報(bào)警畫(huà)面同時(shí)列出當(dāng)前報(bào)警項(xiàng)目、報(bào)警內(nèi)容、報(bào)警時(shí)間、報(bào)警恢復(fù)時(shí)間等內(nèi)容，滿(mǎn)足了生產(chǎn)需要。

Fig. 2 凈化工序監(jiān)控畫(huà)面

2 . 2  現(xiàn)場(chǎng)控制站

現(xiàn)場(chǎng)控制站用的是廈門(mén)宇電的基于AI儀表并具備現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)特性的AIFCS功能模塊。其中AI-702M、AI-704M及AI-706M是采用模塊化技術(shù)的多路測(cè)量顯示儀，配合各種輸入模塊，能分別測(cè)量1-2路、1-4路及1-6路熱電偶、熱電阻、電壓、電流等多種信號(hào)，它具備輸入數(shù)字校正及數(shù)字濾波功能，各通道可以有不同的輸入規(guī)格，最多可支持7路可編程報(bào)警及2路變送輸出；并適合在DCS計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)或PLC控制系統(tǒng)中做模擬量數(shù)據(jù)采集模塊或溫度變送器，為上位機(jī)提供輸入規(guī)格豐富、高精度高穩(wěn)定性、智能化編程的高性?xún)r(jià)比模擬量采集數(shù)據(jù)，并且它還可提供開(kāi)關(guān)量輸入或輸出接口給上位機(jī)，上位機(jī)可透過(guò)它執(zhí)行開(kāi)關(guān)量操作，如控制電機(jī)的啟動(dòng)停止等。

2 . 3  通訊網(wǎng)絡(luò)

通訊網(wǎng)絡(luò)部分，由于AI型功能模塊相當(dāng)于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)中的各個(gè)控制單元，利用RS485作為現(xiàn)場(chǎng)通訊總線(xiàn)，采用宇電開(kāi)發(fā)的AIBUS通訊協(xié)議，可在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)100%儀表功能操作如實(shí)時(shí)讀取測(cè)量值、給定值、設(shè)置參數(shù)、自動(dòng)/手動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換、調(diào)整手動(dòng)輸出值、啟動(dòng)/運(yùn)行/停止程序，并具備開(kāi)關(guān)量輸入/輸出操作能力。采用AIBUS協(xié)議的AI功能模塊在9600波特率下能在40ms內(nèi)向上位機(jī)傳送4個(gè)重要數(shù)據(jù)，因此即使采用廉價(jià)的RS485通訊，AIFCS也具備如DCS或FF、PROFIDBUS等高價(jià)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)同等的使用效果，并可以組建大型系統(tǒng)。

操作站供儀表班組和技術(shù)人員進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控；萬(wàn)一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，儀表操作人員可依傳統(tǒng)儀表使用方法直接操作儀表；工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)提供各種控制信號(hào)，如模擬量輸入/輸出和開(kāi)關(guān)量輸入/輸出至儀表。這樣保證生產(chǎn)的安全性和運(yùn)行的可靠性，并且RS485不僅價(jià)格低，還具備布線(xiàn)簡(jiǎn)單、對(duì)通訊線(xiàn)要求低及通訊距離長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

3.系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能

在熔煉二廠(chǎng)硫酸工段的原裝置中，易控（INSPEC）2008通用型組態(tài)軟件對(duì)裝置的各個(gè)生產(chǎn)工藝單元（包括風(fēng)機(jī)工序、凈化工段、干燥工段、轉(zhuǎn)化工段、吸收工序、成品工序以及循環(huán)水工段）均實(shí)現(xiàn)了溫度、壓力、液位、轉(zhuǎn)速、流量、氣濃、酸濃等工藝參數(shù)的監(jiān)視、記錄、報(bào)警。對(duì)裝置生產(chǎn)中的各控制環(huán)節(jié)(包括高壓風(fēng)機(jī)溫度控制、壓力控制、液位控制、流量控制、吸收塔及轉(zhuǎn)化器各壓力控制等)，系統(tǒng)均實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)或自動(dòng)控制。

在滿(mǎn)足上述控制的同時(shí)易控（INSPEC）2008系統(tǒng)還具有以下功能：

    （1）具有相關(guān)的流程畫(huà)面、若干監(jiān)控應(yīng)用畫(huà)面、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信畫(huà)面、風(fēng)機(jī)啟?？刂飘?huà)面、控制一覽畫(huà)面等功能；

（2）具有報(bào)警記錄、瀏覽、打印和語(yǔ)音報(bào)警功能；

（3）具有歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)的記錄、顯示、打印功能以及數(shù)據(jù)一覽、控制分組和報(bào)表打印等功能。

4.  結(jié)束語(yǔ)

    易控（INSPEC）2008系統(tǒng)的成功投運(yùn)，不僅充分體現(xiàn)了AI儀表并具備現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)特性的AIFCS計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的分散控制，而且體現(xiàn)了集中管理的、具有強(qiáng)大的控制、冗余和可靠的網(wǎng)絡(luò)通訊功能，還為進(jìn)一步的增容擴(kuò)建提供了基礎(chǔ)，且具有很高的性?xún)r(jià)比。為豫光金鉛特別是熔二硫酸工段裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]  牛海瑩. 狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷系統(tǒng)在汽輪發(fā)電機(jī)組上的應(yīng)用[J]. 河南有色金屬，2008，03（6）：32～35.

[2]  易控INSPCE通用組態(tài)式監(jiān)控系統(tǒng)用戶(hù)手冊(cè). 2008. 06

作者簡(jiǎn)介：王國(guó)新

①      職稱(chēng)：助理工程師；學(xué)位：學(xué)士；固定電話(huà)：13939174605；E-mail：ww13603822417@163.com

工作單位：河南豫光金鉛股份有限公司；

通訊地址：河南省濟(jì)源市柿檳村豫光金鉛股份公司儀表科（454650）