本實用新型屬于電解鋁技術(shù)領(lǐng)域，尤其是，其中涉及使用的一種電解鋁自動化集控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
金屬鋁是現(xiàn)代工業(yè)中一種常見的金屬原料，其應(yīng)用范圍相當(dāng)?shù)膹V泛，涉及的產(chǎn)品也是多種多樣。
而目前，金屬鋁的工業(yè)制備方法，基本都是采用電解法生產(chǎn)出來的。而傳統(tǒng)的電解鋁行業(yè)企業(yè)，其生產(chǎn)車間地點通常分散，各車間內(nèi)使用的設(shè)備也有所不同。因此，造成設(shè)備間信息互通困難，企業(yè)無法集中控制和調(diào)度。
例如，現(xiàn)有電解鋁常用的系統(tǒng)有：氧化鋁輸送皮帶系統(tǒng)、天車加料系統(tǒng)、加壓泵房、凈化車間變頻器、空壓站循環(huán)水系統(tǒng)、空壓站PLC控制系統(tǒng)、干燥機PLC控制系統(tǒng)、電解槽計算機控制系統(tǒng)、220KV變電站及整流所綜合自動化系統(tǒng)等等，這些系統(tǒng)都是各自采用各自的PLC分系統(tǒng)進行運行控制，存在信息孤島。同時，為保證系統(tǒng)正常運行，其運行人員配備較多。
因此，確有必要來開發(fā)出一種新型的可用于電解鋁企業(yè)使用的電解鋁自動化集控系統(tǒng)，來克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于提供一種新型的電解鋁自動化集控系統(tǒng)，其提供一種自動化集控方式，解決電解鋁企業(yè)的眾多設(shè)備分別為單獨的PLC分系統(tǒng)所控制，相互之間不能進行信息交換，從而無法進行企業(yè)內(nèi)全部設(shè)備的集中控制和調(diào)度的問題。
為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型采用了如下技術(shù)方案：
一種電解鋁自動化集控系統(tǒng)，其包括DCS中央集控系統(tǒng)以及至少兩個不同類型的子系統(tǒng)，其中所述子系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)交換機與所述DCS中央集控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信，所述DCS中央集控系統(tǒng)通過所述數(shù)據(jù)交換機對各個子系統(tǒng)進行集中控制和調(diào)度。
進一步的，在不同實施方式中，其中所述子系統(tǒng)包括空壓站子系統(tǒng)、煙氣凈化子系統(tǒng)、天車加料子系統(tǒng)、整流所子系統(tǒng)和槽控子系統(tǒng)中的至少兩個子系統(tǒng)。
進一步的，在不同實施方式中，其中所述DCS中央集控系統(tǒng)是基于以太網(wǎng)和ProfitBus-DP現(xiàn)場總線構(gòu)架，符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)，能夠集成AMS、SIS、PLC、MES、ERP等系統(tǒng)。
進一步的，在不同實施方式中，其中所述電解鋁自動化集控系統(tǒng)中使用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括系統(tǒng)網(wǎng)架構(gòu)和控制網(wǎng)架構(gòu)兩個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
進一步的，在不同實施方式中，其中所述系統(tǒng)網(wǎng)基于以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所述控制網(wǎng)基于ProfitBus-DP現(xiàn)場總線構(gòu)架。
進一步的，在不同實施方式中，其中所述空壓站子系統(tǒng)、煙氣凈化子系統(tǒng)通過總線接入所述控制網(wǎng)架構(gòu)傳輸信息。
進一步的，在不同實施方式中，其中所述天車加料子系統(tǒng)、整流所子系統(tǒng)和槽控子系統(tǒng)通過6類非屏蔽雙絞線接入系統(tǒng)網(wǎng)架構(gòu)傳輸信息。
進一步的，在不同實施方式中，其中其中所述DCS中央集控系統(tǒng)包括工程師站、存儲站、操作員站和控制站，其內(nèi)部以所述系統(tǒng)網(wǎng)架構(gòu)進行數(shù)據(jù)交換。
進一步的，在不同實施方式中，其中所述系統(tǒng)網(wǎng)由100/1000M高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其符合IEEE802.3及IEEE802.3u標(biāo)準(zhǔn)，基于TCP/IP通訊協(xié)議。
進一步的，在不同實施方式中，其中所述控制網(wǎng)采用冗余現(xiàn)場總線與各個I/O模塊及智能設(shè)備連接，同時支持星型網(wǎng)絡(luò)和總線型網(wǎng)絡(luò)，符合IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)。
相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的優(yōu)勢在于，本實用新型涉及的一種電解鋁自動化集控系統(tǒng)，其設(shè)置DCS中央集控系統(tǒng)，能夠完美兼容不同設(shè)備廠商的DCS、單片機、PLC、ECS等各種設(shè)備的自動化控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)各個車間的子系統(tǒng)之間互通，改善操作人員的工作環(huán)境，實現(xiàn)了整個企業(yè)的集中化控制，從而提高了生產(chǎn)控制與管理水平。
附圖說明
圖1是本實用新型的一個實施方式提供的一種電解鋁自動化集控系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合較佳實施例及其附圖對本實用新型涉及的一種電解鋁自動化集控系統(tǒng)的技術(shù)方案作進一步非限制性的詳細說明。
請參閱圖1所示，本實用新型的一個實施方式提供了一種電解鋁自動化集控系統(tǒng)，其包括DCS中央集控系統(tǒng)以及若干不同類型的子系統(tǒng)，其中所述子系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)交換機與所述DCS中央集控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信，所述DCS中央集控系統(tǒng)通過所述數(shù)據(jù)交換機對各個子系統(tǒng)進行集中控制和調(diào)度。
進一步的，請參看下表所示，其中所述子系統(tǒng)包括空壓站子系統(tǒng)、煙氣凈化子系統(tǒng)、天車加料子系統(tǒng)、整流所子系統(tǒng)和槽控子系統(tǒng)。各個子系統(tǒng)包括的功能單元以及其涉及使用數(shù)據(jù)通信協(xié)議信息，一并參看下表。
所述DCS中央集控系統(tǒng)基于以太網(wǎng)和ProfitBus-DP現(xiàn)場總線構(gòu)架，符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)，可集成AMS、SIS、PLC、MES、ERP等系統(tǒng)。采用全冗余、多重隔離、熱分析、容錯等可靠性設(shè)計技術(shù)，從而保證系統(tǒng)在復(fù)雜、惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中能安穩(wěn)長滿優(yōu)地運行。
所述DCS中央集控系統(tǒng)還具備各種業(yè)界常用的電解鋁設(shè)備控制系統(tǒng)的驅(qū)動接口，實現(xiàn)智能現(xiàn)場儀表設(shè)備、控制系統(tǒng)、企業(yè)資源管理系統(tǒng)之間無縫地信息流傳送，實現(xiàn)工廠智能化、管控一體化。
進一步的，所述DCS中央集控系統(tǒng)按照內(nèi)部的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計，其可以包括工程師站、存儲站、操作員站和控制站?；蛘咭部梢哉f，所述DCS中央集控系統(tǒng)分為上、下兩層設(shè)計，其中所述工程師站、存儲站、操作員站為上層結(jié)構(gòu)，而所述控制站為下層結(jié)構(gòu)。
進一步的，所述工程師站的作用是完成對DCS中央集控系統(tǒng)進行應(yīng)用組態(tài)，主要定義系統(tǒng)如何完成控制、控制回路的算法、報警、報表及歷史數(shù)據(jù)的記錄。所述存儲站的作用是存儲歷史數(shù)據(jù)。所述操作員站的作用是完成人機界面功能。所述控制站的作用是完成DCS控制系統(tǒng)的主要功能，例如，數(shù)據(jù)的搜集、處理等等；其包括運算器、存儲器的邏輯部分和I/O端，其中所述I/O端獲得的數(shù)據(jù)，會進入運算器中進行處理，而所述工程師站、操作員站則根據(jù)所述控制站處理的數(shù)據(jù)，對所述系統(tǒng)操作進行調(diào)整。
而所述各子系統(tǒng)，基本只具有一個工程師站兼操作員站功能，用于執(zhí)行操作。
在一個實施方式中，所述電解鋁自動化集控系統(tǒng)中使用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括系統(tǒng)網(wǎng)架構(gòu)和控制網(wǎng)架構(gòu)兩個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，來分別進行數(shù)據(jù)傳輸。其中所述空壓站子系統(tǒng)、煙氣凈化子系統(tǒng)通過總線接入所述控制網(wǎng)架構(gòu)傳輸數(shù)據(jù)。所述天車加料子系統(tǒng)、整流所子系統(tǒng)和槽控子系統(tǒng)通過6類非屏蔽雙絞線接入所述系統(tǒng)網(wǎng)架構(gòu)傳輸數(shù)據(jù)。
在一個實施方式中，其中所述系統(tǒng)網(wǎng)架構(gòu)是基于以太網(wǎng)構(gòu)架，其網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)采用P-P方式。其具體可以由100/1000M高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，用于所述工程師站、操作員站、控制站的連接可快速構(gòu)建星型、環(huán)型或總線型拓撲結(jié)構(gòu)的高速冗余安全網(wǎng)絡(luò)，其符合IEEE 802.3及IEEE 802.3u標(biāo)準(zhǔn)，基于TCP/IP通訊協(xié)議，通訊速率100/1000Mbps自適應(yīng)，傳輸介質(zhì)為6類非屏蔽雙絞線或光纜。其中所述操作員站、存儲站、工程師站基于工業(yè)以太網(wǎng)與所述控制站直接進行數(shù)據(jù)交換。
所述控制網(wǎng)架構(gòu)是基于ProfitBus-DP現(xiàn)場總線構(gòu)架，采用冗余現(xiàn)場總線與各個I/O模塊及智能設(shè)備連接，同時支持星型網(wǎng)絡(luò)和總線型網(wǎng)絡(luò)。實時、快速、高效地完成與現(xiàn)場通訊任務(wù)，符合IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)(國標(biāo)：JB/T10308.3-2001、歐標(biāo)：EN50170，即Profibus-DP通訊協(xié)議)，傳輸介質(zhì)為6類屏蔽雙絞線或者光纜。
如上所述，所述電解鋁自動化集控系統(tǒng)中使用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其與所述DCS中央集控系統(tǒng)內(nèi)部采用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是一致的，這也說明所述DCS中央集控系統(tǒng)是所述電解鋁自動化集控系統(tǒng)的核心，通過其才能將整個系統(tǒng)整合在一起。
進一步的，本實用新型涉及的電解鋁自動化集控系統(tǒng)，其涉及的設(shè)備可分為控制設(shè)備和現(xiàn)場設(shè)備兩種。其中所述控制設(shè)備包括電解鋁生產(chǎn)中涉及的生產(chǎn)裝置、公用工程及輔助設(shè)施的操作控制設(shè)備，這些設(shè)備可集中放在一個地方，例如，中央控制室。
現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)可通過電纜連接到現(xiàn)場設(shè)備的機柜室，從現(xiàn)場機柜室到中央控制室的信號傳輸采用冗余單模光纜。操作管理人員在中央控制室完成現(xiàn)場設(shè)備的操作、控制、監(jiān)測、報警及報表等工作。
進一步的，在一個具體實施方式中，其中現(xiàn)場設(shè)備的信息數(shù)據(jù)經(jīng)過所述I/O端的現(xiàn)場部分，進入所述控制站進行計算，完成后在反饋到現(xiàn)場設(shè)備進行執(zhí)行，整個過程為閉環(huán)控制。如需要調(diào)整，則可通過所述操作員站進行干預(yù)。
本實用新型涉及的一種電解鋁自動化集控系統(tǒng)，其設(shè)置DCS中央集控系統(tǒng)，能夠完美兼容不同設(shè)備廠商的DCS、單片機、PLC、ECS等各種設(shè)備的自動化系統(tǒng)，從而實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)各個車間設(shè)備子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)互通，改善操作人員的工作環(huán)境，實現(xiàn)了整個企業(yè)的集中化控制，從而提高了生產(chǎn)控制與管理水平。
需要指出的是，上述較佳實施例僅為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。