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應用案例
鋼鐵廠高速線材工程水處理自動化系統
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發布時間：2008-07-14
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| 【中文關鍵詞】 | 鋼鐵廠高速線材工程水處理自動化系統 |
| 【摘要】 | |
| 【部分正文預覽】 | 一、系統工藝流程 1．1系統工藝流程簡介 1.1.1濁循環水部分 主軋線在生產軋制過程中，在線設備和軋件均需用水進行冷卻，軋制過程產生的氧化鐵等用水沖到一個指定位置。這就是各用戶對濁水需用之所在。 濁水循環主要過程如下： 氧化鐵皮溝的回水、沖洗溝內的沉渣（主要是氧化鐵皮）回到一次池———旋流池。大部分的氧化鐵皮在池內沉積，用抓斗行車吊到脫水池脫水后汽車外運。池內的水（含有高濃度懸浮物及油污）利用長軸泵（共三臺，二用一備）抽送到二平流沉淀。旋流池內的另二臺氧化鐵皮泵（一用一備）主要用于氧化鐵皮溝的沖渣。 抽送到二次平流池的濁水，大部分的懸浮物（主要成分是氧化鐵皮）經平流池后沉積于池底，利用刮渣機將沉積物刮渣機將沉積物刮到一端，用抓斗行車吊到脫水池脫水后汽車外運。水表面的浮油，利用刮油機刮到一端，帶式撇油機帶出油污并由齒輪油泵輸送到指定的廢油回收點。 經二次平流池處理后的水，由二次泵房抽送，經8臺￠4000的高速過濾后，輸送到5臺￠6000冷卻塔進行冷卻，降溫后的水到濁水井，再泵房各臺泵輸送到各用戶。各個用戶使用后的水從氧化鐵皮溝回到旋流池。這是濁水循環過程。 高速過濾器經一段時間使用后，懸浮物及油污沉積在濾料內，這樣會影響濁水經過濾器的流量與流速。當過濾器進、出水壓差達到某一設定值時，過濾器就必須反沖洗。反沖洗的沉渣及油污輸送到濃縮池，濃縮池內加有絮凝作用的藥劑，使得沉渣等等與水分離，水排送到二次平流沉淀池，濃縮后的沉渣由渣漿泵輸送到脫水池脫水后汽車外運。 1.1.2凈水環部分 凈水循環主要目的是對各用戶的用水進行降溫處理。因水只在管道內循環，不與其它介質接觸，如加熱爐、監視器、液壓站、潤滑站的降溫系統，水質不發生變化。 循環過程是經過各個用戶后水溫度升高。利用凈水冷卻塔（二座，風機直徑￠6000mm）降溫后回到凈水井，再由泵房那的泵輸送到各個用戶。 二．系統概述 設計年軋制高速線材50萬噸的一個軋鋼廠水處理區域的設備主要提供軋制過程中的生產用水。包括濁水和凈水兩部分。濁、凈水均實現閉路循環。考慮到生產過程水的損耗，采用凈水補充。循環水量分別為：凈水：1500 m3/h；濁水：3330 m3/h。整個水處理系統的自動化控制部分由2級網絡組成， ①工業以太網層 工業以太網層是采用100Mbit/s西門子光纖以太網，將本控制系統與高線廠水處理系統聯在一起。上位機人機界面采用西門子WINCC組態軟件；采用OSM（光交換網絡，版本2）來構建100Mbit/s交換網絡，將2個網段連接到OSM。 ②現場總線控制層 采用西門子的PROFIBUS—DP總線網絡，DP主站由一臺S7-400PLC承當，DP從站由4臺SIMATIC分布式 ET200M I/O承當。 系統采用以太網和PROFIBUS—DP總線網的2級網絡分布具有如下極其有益的重要特點： ①最大程度減少現場布線，使系統便于維護； ②分布式I/O和S7—400之間非常短的響應時間和高的抗干擾能力； ③啟動快速，因此簡化了網絡的連接方法； ④靈活性大、現有設備可以不受影響地隨時擴展； ⑤覆蓋極為廣泛的企業應用，可以從辦公室到生產現場； ⑥可連接到廣域網（WAN），例如ISDN或因特網。 2.2系統設計要點 2.2.1系統自診斷、報警、事件的檢測和管理功能 系統具有豐富自診斷、報警、事件的檢測和管理功能，操作員提高效率的關鍵之一是獲得系統的報警信息，系統提供了豐富的工具，使得操作員可以很快找到系統的故障。 * 多種報警優先級 * 標準報警/通訊/信息畫面 * 專門的報警區域 * 高級報警管理 * 相關畫面 * 報警切除 * 回到正常記錄 * 報警分類 * 區域分配 * 操作員日記 * 結構化報警 * 語音輸出報警 * 報警/事件報表 2.2.2歷史數據采集功能 該系統有很強的數據采集功能，能以多種頻率收集存儲平均值和瞬時值數據。系統可以在線保存大量歷史數據，通過自動搜索可以訪問無限制的歷史數據.歷史檢索數據可以存在本地的硬盤、磁盤等介質上，另外該系統還能和上層管理網絡（例如：MIS系統）連接，為全廠一體化網絡規劃和管理提供硬件和軟件基礎。 2.2.3高級的趨勢記錄顯示功能 系統通過簡單的組態，就可以將數據以各種高級的趨勢方式顯示出來，提供分析和處理數據的功能。 * 組態的高分辨率的趨勢 * 一幅畫面顯示一個，兩個或三個棒圖趨勢點 * 多坐標，多量程矢量趨勢 * X-Y雙變量坐標趨勢，數值表 * 趨勢ZOOM功能，前后移動功能 * 趨勢定位數值讀出，趨勢分離顯示 * 可組態的趨勢顯示 * 標準趨勢顯示 * 在線組態功能 * 實時/歷史趨勢同時顯示 * 剪貼趨勢數據至報表打印 2.2.4報表功能 該系統本身已帶有豐富的報表功能 ● 報警/事件記錄報表 記錄規定時間內的報警和事件，通過分類功能報表提供以對操作員與/或過程點的跟蹤功能。 ● 報警周期報告 記錄規定時間內所發生報警的發生時間，以及恢復正常以前的時間間隔。 ● 停車事故分析報表 以類型與/或原因類別報告停車事件。 ● 自由程式報表 用戶根據需要定義各種形式的報表，可以包含各種數字或統計運算和最大值/最小值和標準偏差等。 ● 點屬性報表 報告點顯示中某種屬性，如停止掃描、壞點或報警禁止等。 報表可以是周期性生成，也可由事件觸發按或操作員要求生成，并可在線設定。報表可以在屏幕上顯示、打印或直接輸出到另一計算操作分析處理。 2.2.5系統安全性 為了保證系統的安全性系統提供了可組態的安全等級。控制級和區域分配功能安全等級可以按操作員，也可按各個操作站分配，系統可按用戶需要分若干個安全等級，最多多達255級，并且可由操作權限最高者可在線添加不同層次的安全等級，規定操作員對系統功能的訪問。 控制級client，規定有關人員對工廠和設備的操作權限。 區域分配功能使得不同車間的操作員在同一系統上只能訪問操作自己車間的畫面、報警和點數據，有效地防止操作員操作越過權限的區域。 2.2.6聯網特性 系統開放型的網絡特性結構使得可將系統的實時數據或歷史數據方便地傳送到其他網絡的應用程序中，實現系統數據網絡共享。 網絡服務器(Network Server ) 網絡服務器(Network Server )是該系統網絡訪問的核心，通過網絡服務器在系統中各個節點上的執行，為基于網絡的應用程序如Microsoft Excel Data Exchange,Network DDE,網絡應用程序接口(Network API)提供對數據庫的訪問。 Microsoft Excel Data Exchange Microsoft Windows應用如Excel等均可從系統中讀取實時數據和歷史數據，和NETWORK SEVER相配合，就可以從一個或多個數據庫中讀/寫數據，完成強大的數據集成和報表功能。 Network API NETWORK API（網絡應用接口）使得網絡中其它計算機平臺上的應用軟件能很方便地訪問系統的實時數據。網絡API以C語言函數調用的形式提供網絡環境中的應用軟件對系統數據的讀/寫訪問。上位計算機和系統數據庫之間的數據交換對應用程序來說是透明的，大大簡化了應用程序的設計。 Network API適用于各種不同操作系統的網絡互聯。 2.3系統控制組態 系統控制組態如圖三所示。 工業以太網層采用西門子光纖網絡，是傳輸速率高達100Mbit/s的快速以太網，可以是線型、環形或星形結構，構建它要使用光學交換模塊（OSM），它以光纖電纜為傳輸介質，通過OSM可以將網絡配置成范圍達到150公里。 工業以太網層組成如下： （1） 工控機 l CPU ：PIII 933HZ l 內存：256M RAM l 硬盤：15G HD l 顯卡：3D，32M顯示內存 l 光驅：64倍速 l 顯示器：21“CRT l 機箱：ICA2000 （2） CP1613以太網卡及S7-1613軟件 10/100Mbit/s，AUI/ITP和RJ45接口 （3） 光學交換模塊OSMITP53 光學交換模塊3個FOC（100Mbit/s）接口、5個ITP（10/100Mbit/s）接口、冗余24V供電，信號、網絡管理功能 （4） S7-400通訊處理器CP433-1 10/100 Mbit/scep通過ISO或TCP/IP協議將S7-400連接到工業以太網、支持S7通訊、S5通訊、讀取/寫入。 現場總線控制層采用西門子PROFIBUS-DP總線網。這種型式總線是為高數據傳輸率而優化的，經專門修改，適用于有分布式I/O站和現場設備的自動化系統之間的通訊。PROFIBUS-DP特點是： l 非常短的響應時間 l 設的抗干擾性 現場總線控制層組成如下： （1） S7-400CPU模塊CPU414-2DP 內置的PROFIBUS-DP接口使 |
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