摘要:提高和充分挖掘選煤企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化和信息化水平是企業(yè)提高生產(chǎn)效率、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的必由之路。本文針對(duì)目前選煤廠(chǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)存在的不足進(jìn)行了分析,并提出了和利時(shí)的一體化的選煤廠(chǎng)綜合監(jiān)控及信息化方案。該方案包括核心的MACS-SCADA軟件,生產(chǎn)管理系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)以及智能配電系統(tǒng),同時(shí)還可以無(wú)縫集成外購(gòu)的其他子系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞:選煤廠(chǎng)綜合
自動(dòng)化;
SCADA;PLC;智能配電
1.引言
自動(dòng)化和信息化水平的提高可以大幅提高生產(chǎn)企業(yè)的工作效率,降低管理決策不科學(xué)帶來(lái)的內(nèi)部損耗,從而提高現(xiàn)代企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。基于上述共識(shí),這幾年來(lái),包括選煤廠(chǎng)在內(nèi)的企業(yè),均開(kāi)始加大自動(dòng)化和信息化的投入,相應(yīng)地也得到了一定的回報(bào)。但從目前實(shí)際運(yùn)行的選煤廠(chǎng)自動(dòng)化和信息化系統(tǒng)的情況來(lái)看,尚有較大的改進(jìn)余地。主要表現(xiàn)在以下幾方面:
1.自動(dòng)化子系統(tǒng)之間的協(xié)同不夠:主要表現(xiàn)在一些上自動(dòng)化較早的選煤企業(yè),很多自動(dòng)化子系統(tǒng)是分期上的,有的還屬于不同集成商或供貨商提供服務(wù),部分子系統(tǒng)存在瓶頸,因此子系統(tǒng)不協(xié)調(diào),無(wú)法使得zui大程度地減員增效,提高自動(dòng)化效率。同時(shí)這些老項(xiàng)目改造時(shí)還存在控制柜空間不夠放、電纜和施工強(qiáng)度大的問(wèn)題。
2.自動(dòng)化系統(tǒng)與其他監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)同不夠:作為自動(dòng)化系統(tǒng)的補(bǔ)充,智能讀卡、視頻監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警、調(diào)度通訊等系統(tǒng),可完成很多傳統(tǒng)自動(dòng)化儀表無(wú)法完成的功能,減少工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。在大部分選煤企業(yè),這些功能基本上是分散和獨(dú)立建設(shè)的,主要是由于其采用的監(jiān)控軟件相對(duì)IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展滯后,無(wú)法把的技術(shù)融合進(jìn)去。
3.自動(dòng)化系統(tǒng)功能挖掘不夠:以設(shè)備管理為例,目前選煤廠(chǎng)的倉(cāng)位計(jì)、液位計(jì)以及流量計(jì)和智能閥門(mén)都非常,很多都是帶hart總線(xiàn)的,通過(guò)hart總線(xiàn)我們可以在增加少量成本的基礎(chǔ)上對(duì)這些儀表進(jìn)行智能的設(shè)備管理,減少儀表的維護(hù)成本;但目前我們?cè)诟鬟x煤廠(chǎng)很少見(jiàn)到有把這些功能加上去的,主要是因?yàn)榇蟛糠直O(jiān)控軟件在協(xié)議和功能上支持力度不大,單獨(dú)上國(guó)外的設(shè)備管理系統(tǒng)成本又太高。
4.自動(dòng)化系統(tǒng)與信息化之間存在斷層:同樣的,目前很多集成商無(wú)法同時(shí)提供自動(dòng)化與信息化的方案,即使有大部分也是使用外購(gòu)產(chǎn)品集成,這會(huì)使得信息化和自動(dòng)化之間無(wú)法無(wú)縫銜接,導(dǎo)致生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度到生產(chǎn)執(zhí)行環(huán)節(jié)存在一定損耗,降低了勞動(dòng)生產(chǎn)率。
針對(duì)這種情況和利時(shí)推出一體化的選煤廠(chǎng)綜合監(jiān)控及信息化方案,通過(guò)核心的自主產(chǎn)品、項(xiàng)目的統(tǒng)一設(shè)計(jì)和技術(shù)創(chuàng)新,來(lái)提高選煤企業(yè)的生產(chǎn)、管理效率。
和利時(shí)自動(dòng)化平臺(tái),通過(guò)核心的MACS-SCADA軟件,來(lái)集成自主開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)(MES)、設(shè)備管理系統(tǒng)(HAMS)、生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)(LK和LM系列PLC)以及智能配電控制器,同時(shí)還可以集成外購(gòu)的視頻監(jiān)控和通訊調(diào)度子系統(tǒng)。
本文從系列產(chǎn)品角度分別介紹了和利時(shí)各種主要軟硬件產(chǎn)品在選煤廠(chǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。
2.SCADA軟件
和利時(shí)早在2000年就在國(guó)內(nèi)創(chuàng)新式地提出地鐵綜合監(jiān)控的概念,其核心軟件MACSSCADA在地鐵、流程工業(yè)、天然氣行業(yè)、選煤廠(chǎng)等行業(yè)有著成熟而廣泛的應(yīng)用,該軟件具有以下特色:
分層、分布式結(jié)構(gòu);
?跨平臺(tái),服務(wù)器采用穩(wěn)定可靠的Unix,用戶(hù)界面采用Windows;
?開(kāi)放性,可與MES系統(tǒng)及通訊調(diào)度等系統(tǒng)無(wú)縫集成;
?大容量,數(shù)據(jù)點(diǎn)規(guī)模在50萬(wàn)點(diǎn)以上,并僅受限于硬件;
?SCADA系統(tǒng)通用功能,典型包括驅(qū)動(dòng)接口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警和日志、趨勢(shì)歷史數(shù)據(jù)、報(bào)表、權(quán)限、可視化界面等;
?提供二次開(kāi)發(fā)工具
?可方便地?cái)U(kuò)展驅(qū)動(dòng)接口、數(shù)據(jù)類(lèi)型、圖符種類(lèi)和應(yīng)用功能
?能通過(guò)內(nèi)置編程接口函數(shù)(API函數(shù))獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)
?能自定義人機(jī)界面
?能集成選煤廠(chǎng)其他系統(tǒng)(如視頻監(jiān)控),進(jìn)行通訊與互動(dòng);
?高實(shí)時(shí)性:設(shè)備狀態(tài)變化到界面顯示<1s,控制命令發(fā)送<500ms;
?驅(qū)動(dòng)冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余、任務(wù)冗余;
?系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間<5分鐘,具有看門(mén)狗功能。
3.MES軟件
和利時(shí)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng),被評(píng)為2010年度中國(guó)工業(yè)軟件方案獎(jiǎng)。該系統(tǒng)在石化、電力、化肥、氯堿、焦化、化纖、能源、交通、水泥、啤酒、酒精、糧食加工、制藥等諸多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。
該系統(tǒng)包括與生產(chǎn)直接相關(guān)的子系統(tǒng),典型的有:生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、生產(chǎn)監(jiān)控子系統(tǒng),還包括幾個(gè)管理子系統(tǒng):能源、設(shè)備、質(zhì)量、生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品跟蹤管理子系統(tǒng)。
通過(guò)使用MES可以減少和消除數(shù)據(jù)錄入時(shí)間、提高數(shù)據(jù)完整性、減少生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作、減少書(shū)面作業(yè)損失、縮短制造周期、降低庫(kù)存量和在制品、提高產(chǎn)品質(zhì)量。
和利時(shí)MES系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):
*性,系統(tǒng)采用當(dāng)前的軟件技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn),包括:SOA技術(shù)、WEB技術(shù)、XML技術(shù)、WEBSERVICE技術(shù)、工作流技術(shù)、軟件構(gòu)件技術(shù)等;
安全性,系統(tǒng)具有全面的涵蓋控制系統(tǒng)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性。特別是系統(tǒng)操作上提供了三級(jí)*機(jī)制,即功能權(quán)限、操作按鈕權(quán)限、數(shù)據(jù)權(quán)限,控制用戶(hù)對(duì)功能、數(shù)據(jù)看全部、本部門(mén)或本人的數(shù)據(jù)記錄;
可靠性,系統(tǒng)平臺(tái)可靠、穩(wěn)定,系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)合理,具有斷點(diǎn)續(xù)傳功能,提供數(shù)據(jù)備份和離線(xiàn)查詢(xún);
開(kāi)放性,系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)充性。向下與現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)交互;向上系統(tǒng)具有統(tǒng)一平臺(tái),功能模塊可根據(jù)客戶(hù)需要靈活配置、擴(kuò)充;對(duì)外系統(tǒng)提供XML開(kāi)放性標(biāo)準(zhǔn)接口,方便與第三方軟件如ERP、OA等集成;
集成性,實(shí)現(xiàn)與生產(chǎn)自動(dòng)化設(shè)備的集成;系統(tǒng)各模塊有效集成,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高度共享;*的SOA服務(wù)模式,為有效集成第三方服務(wù)提供了保障;
分布式,的分布式應(yīng)用部署和分布式數(shù)據(jù)管理,支持集團(tuán)企業(yè)管理;
即時(shí)提醒,通知、公告可即時(shí)提醒,提醒內(nèi)容可以根據(jù)需要任意設(shè)定,并提供權(quán)限控制;
支持電子簽名,并通過(guò)密碼驗(yàn)證;
支持多種數(shù)據(jù)庫(kù),支持SQLServer、Oracle、DB2等大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。
4.HAMS軟件
隨著儀器儀表和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的迅速發(fā)展,越來(lái)越多的智能儀表應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),選擇使用智能儀表實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)自動(dòng)化生產(chǎn)已成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì),而*的設(shè)備管理系統(tǒng)產(chǎn)品也成為工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域一項(xiàng)*的重要組成部分。和利時(shí)HAMS可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種類(lèi)型智能儀表進(jìn)行故障診斷提升整個(gè)工廠(chǎng)的運(yùn)營(yíng)效率,提高現(xiàn)有設(shè)備的可利用率,降低工廠(chǎng)設(shè)備維護(hù)費(fèi)用,優(yōu)化工廠(chǎng)資產(chǎn)的運(yùn)行并增加經(jīng)濟(jì)效益。
和利時(shí)HAMS軟件,具有以下特色:
遠(yuǎn)程管理:在控制室實(shí)現(xiàn)對(duì)全廠(chǎng)智能儀表的校準(zhǔn)和診斷,快速便捷
統(tǒng)一管理:不同廠(chǎng)家,不同型號(hào)的智能儀表,統(tǒng)一管理,操作簡(jiǎn)單方便?
標(biāo)定管理:可輕松設(shè)計(jì)標(biāo)定方案,自動(dòng)生成標(biāo)定報(bào)告和標(biāo)定趨勢(shì)曲線(xiàn),判斷儀表老化程度
預(yù)測(cè)性維護(hù):可進(jìn)行儀表的預(yù)測(cè)性維護(hù),不需要每日進(jìn)行例行檢查維護(hù),降低儀表故障率,延長(zhǎng)定期檢修所需的時(shí)間,從而減少運(yùn)行和維護(hù)成本,降低維護(hù)費(fèi)用,提高設(shè)備利用率
在線(xiàn)監(jiān)控診斷:可設(shè)置周期性診斷、檢測(cè)儀表狀態(tài)變化,準(zhǔn)確報(bào)警、完善的報(bào)警管理為現(xiàn)場(chǎng)提供的儀表預(yù)警機(jī)制?
文檔管理:自動(dòng)記錄所有組態(tài)變化和操作,提供的設(shè)備臺(tái)賬和工作票等功能全面提升工廠(chǎng)管理水平
系統(tǒng)集成:無(wú)縫集成DCS系統(tǒng),通過(guò)多種標(biāo)準(zhǔn)卡件及OPC,使您的設(shè)備隨時(shí)隨地可以進(jìn)行管理
用戶(hù)管理:可設(shè)置不同用戶(hù)的權(quán)限及密碼,避免未*用戶(hù)引起的誤操作,滿(mǎn)足工廠(chǎng)安全管理的需要
信息平臺(tái):通過(guò)網(wǎng)頁(yè)可以方便訪(fǎng)問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),為決策者提供依據(jù)。
5.LK系列大型PLC
和利時(shí)LK系列大型PLC是國(guó)內(nèi)*款自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型PLC,其在設(shè)計(jì)上融合了的處理器技術(shù)和IT技術(shù),在市政、水務(wù)和地鐵等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。
和利時(shí)LK系列大型PLC,具有以下特色:
可靠性:冗余設(shè)計(jì)、良好的電磁兼容性、完善的隔離措施、強(qiáng)大的自診斷功能、支持輸出預(yù)置、功耗無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì);
易用性:所有模塊支持帶電拔插、支持SD存儲(chǔ)卡、避免模塊錯(cuò)插的防混銷(xiāo)設(shè)計(jì)、*的接線(xiàn)端子設(shè)計(jì)、支持預(yù)接線(xiàn)系統(tǒng);
開(kāi)放性:支持多種通訊方式和通訊協(xié)議,支持多種HMI;?
*性:采用主頻533MHz工業(yè)級(jí)處理器zui快13納秒的處理速度,16MB程序、64MB數(shù)據(jù)、1MB掉電保持?jǐn)?shù)據(jù)大容量?jī)?nèi)存,16位分辨率高速高精度模擬量處理,32個(gè)多任務(wù)處理能力。
6.智能配電控制器
和利時(shí)公司創(chuàng)新式地提出智能供配電管控一體化安全監(jiān)控系統(tǒng)是為適應(yīng)煤礦6kV及以下變電站及高低壓配電柜電力安全監(jiān)控系統(tǒng)而開(kāi)發(fā)研制的,應(yīng)用*的現(xiàn)代電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù),集測(cè)量、保護(hù)、控制、通訊、管理、信息記錄、電能計(jì)量與質(zhì)量分析于一體,具有*水平的電力監(jiān)控系統(tǒng)??蓪?shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值守運(yùn)行方式。
該智能配電控制器配合和利時(shí)LM系列PLC和觸摸屏,可組成智能配電系統(tǒng),該系統(tǒng)安裝在配電柜內(nèi),對(duì)柜內(nèi)電氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)和保護(hù),通過(guò)Profibus-Dp現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接入監(jiān)控PLC系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):?
利用目前市場(chǎng)*的PLC交流AD采樣技術(shù),對(duì)柜控設(shè)備的電壓、電流進(jìn)行采集,不僅可以監(jiān)控電壓、電流,還能完成電量計(jì)量,實(shí)現(xiàn)PLC式的控制、保護(hù)和測(cè)量功能。
取消原配電柜內(nèi)的電機(jī)保護(hù)器、電量計(jì)量裝置和配電室內(nèi)的PLC柜,在每臺(tái)配電柜內(nèi)裝配一套小型LM一體化PLC,實(shí)現(xiàn)保護(hù)、計(jì)量、和控制等功能。
實(shí)現(xiàn)了配電柜內(nèi)集中選擇性漏電的保護(hù)、預(yù)報(bào)警功能。
將原系統(tǒng)的保護(hù)、計(jì)量和控制三網(wǎng)合一,系統(tǒng)減化,接線(xiàn)數(shù)量大大減少,易維護(hù),故障率低。?
降低了工程施工和維護(hù)的工作量,在相同規(guī)模的情況下(相同數(shù)量的電參量)由于傳統(tǒng)的供配電管理系統(tǒng)所需要的設(shè)備、線(xiàn)纜會(huì)大大的超過(guò)多采用交流采樣技術(shù)的供配電智能化管理系統(tǒng),因此其施工和維護(hù)的工作量也成倍的增長(zhǎng)。
7.結(jié)束語(yǔ)
和利時(shí)選煤廠(chǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng),集生產(chǎn)管理、現(xiàn)場(chǎng)控制和其他各種監(jiān)控于一體,通過(guò)自主研發(fā)的核心產(chǎn)品及和利時(shí)強(qiáng)大的系統(tǒng)集成能力,為用戶(hù)提供全套自動(dòng)化與信息化方案,將在減員增效、提高設(shè)備利用率及提高精煤產(chǎn)出率等方面為用戶(hù)創(chuàng)造更多的價(jià)值。