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LEODO人机界面在冶金行业的应用

时间:2010-07-26 07:22来源:未知 作者:豆豆 点击:
第一章 摘要     在矿热炉冶炼的多数应用中,由于电气控制较为简单,现场都是人为调节控制生产,对矿热炉的整体效能产生很大影响,造成功率因数低、电耗高、产量较低的明显缺点。本次将人机界面与PLC结合应用在矿热炉的实践中,提高了系统的自动化

第一章 摘要
    在矿热炉冶炼的多数应用中,由于电气控制较为简单,现场都是人为调节控制生产,对矿热炉的整体效能产生很大影响,造成功率因数低、电耗高、产量较低的明显缺点。本次将人机界面与PLC结合应用在矿热炉的实践中,提高了系统的自动化程度,操作性能大大增强,提高了系统的可靠性,基本上达到了电气系统免维护,并且整套设备的重要指标功率因数、电耗、产量都取得了良好的成绩,取得了满意的效果。
第二章 引言
    矿热炉工业实际应用中主要用于生产硅铁、锰铁、工业硅、硅锰、铬铁、电石等,由于配套电气控制较为简单,一般智能控制的因素较少,基本上谈不到自动化程度,现场都是人为调节控制,根据操作电流变化而变化,这样必然产生与工艺标准要求滞后的电量反应,因此,对矿热炉的效能产生很大影响,造成功率因数低、电耗高、生产成本高的明显缺点。固然造成这些因素有一部分是因为设备、原材料、生产工艺造成的,但是绝大部分是因操作因素导致。相比国外进口同类设备,机械设备技术基本上已经消化,还存在个别关键设备技术有待提高和消化外,电气上自动化程度低是普遍现象。存在这个现象通常认为是此类系统没有必要提高设备自动化,另一个因素就是节约成本,再加上国内部分原材料在质量上的不过关,势必造成整个设备系统的低效率。
    自2004年国务院为了整顿西部环境污染、彻底强制关闭能耗大、效率低、小容量企业,促进西部地区可持续发展战略以来,矿热炉企业用户不得不面临更残酷的现实,依靠产品竞争力来赢得市场,就变得尤为重要。这样一来,扩容、降耗、提高自动化程度、优化系统设备匹配性能,提高操作工艺水平、降低生产成本就变得更为迫切。
第三章 系统配置
    该套电气系统是配套某电石厂13500KVA电石炉,由于资金限制,该套电气配置仅增设了PLC和LEODO人机界面等智能化单元,以提升整套电气系统的自动化程度和系统可靠性。PLC完成所有电气联锁、动作,以保证电气系统的正常运行,LEODO人机界面完成各种电气参数的远程数据采集、数据存储、数据运算、趋势拟合分析和数据输出等功能。该系统包含的控制有电极控制、电极压放控制、液压系统控制、高压联锁控制、变压器调挡联锁控制、报警保护控制、远程数据采集输出、上位人机动态显示及交互等功能。

第四章 系统特点
    系统网络虽然单元较少,但具备了实现电气控制自动化的所有功能。
    LEODO人机界面具有丰富的网络和通讯接口。一对标准RS232和RS485串行总线通讯接口,根据外接智能单元通讯形式的不同,可以连接RS232或RS485,通过RS485总线可以扩展连接更多的智能设备。一个标准并行输出接口,可以外接打印等输出设备。一个ETHERNET接口,可上传下载工程文件,并可以扩展多台以太网络设备实现数据共享。一个USB接口支持标准USB协议的外接设备,实现数据输入输出交换功能。还有其他VGA、AV、AUDIO等多种接口,丰富设备连接和扩展。
    LEODO人机界面屏幕触摸功能,节省了硬键盘,又节约了空间。64M真彩色液晶显示屏,使得工程界面更加柔和鲜明。
  经实践应用,LEODO人机界面外壳虽然采用了工程塑料,抗干扰性却能胜任矿热炉恶劣工作环境。
  PLC选用OMRON CJ1M,远程数据采集模块选用研华ADAM 4000系列。PLC通过RS232与LEODO COM1口相连,ADAM通过RS485与LEODO COM2相连,LEODO人机界面设定数据更新频率500MS时,采样数据的快捷性、准确性,既满足了生产数据需要,又保证了各个通讯设备的稳定。
    实践证明本次将嵌入式工控应用于矿热炉复杂工业场合,无疑是一次成功尝试,并为以后的工程应用提供了丰富的经验。
第五章 画面功能介绍
人机监控运行后首先进入主界面,主界面由三部分组成:左侧为窗口切换栏,内容显示当前日期、当前时间、系统加电日期和时间、运行累计时间、单炉累计运行时间、共计累计运行时间等;其它监视窗口切换标识按钮,有电气系统、电极调节、实施报警、历史报警、电气历史数据监视、数据记录窗口等六个子窗口组成,在任何时候窗口切换栏均显示在整个界面的最左侧。标题拦显示本项目工程名称,动态显示各子界面的名称,系统关键的高压通断状态和系统故障状态显示。子窗口显示区用来显示各子界面的动态内容。
  电气系统
    电气系统界面系统显示了设备运行的关键参数,多数情况下通过监视该界面即可完成系统控制的正常运行。内容包含了系统功率、功率因数、三相电压、三相电流、三相电导、变压器挡位及额定输出电压、三相电流变化趋势、功率、功率因数变化趋势、电极调整状态、影响设备正常运行关键故障报警状态等。该界面在子窗口显示区内切换显示。
电极调节
    当某电极调节时,切换显示电极调节子界面,监视整个电极调节过程。当然电极调节分为手动和自动两种方式,当手动控制调节时,仅显示各执行机构的状态,只有在自动调节时,随着调节顺序动作执行,界面显示各个执行机构的顺序工作状态。
实时报警
    实时报警子界面中显示系统所有实时报警参考信息,包括开关量报警、模拟量报警信息当然还有历史报警子界面显示系统设定产生过的报警信息。还有电气历史子界面,通过选择需要显示的时间段,更新显示所需时间段内的三相电流、功率因数、功率、电导等的电参数曲线。
  数据记录
    数据记录子界面包含工程文件存储位置显示、文件名显示、文件容量大小显示、数据记录时间间隔及设定、数据记录触发控制、数据记录溢出报警控制、数据移动控制、数据删除控制、记录历史数据查询和打印等功能。数据记录时间间隔设定为10秒到10分钟,并且可在线更改设定。当数据记录存储容量超出10K字节大小,自动弹出“文件记录已满”的窗口报警信息,提醒操作者对数据记录文件处理的可选操作。可以选择删除按钮进行删除文件数据纪录,新的数据重新开始记录并存储,可以选择数据移动按钮进行数据的外设储存,此时,可以更改数据移动目标文件名的更改后在实施移动操作,也可以直接进行移动操作。按下历史数据查询按钮后,后台会执行打开记录文件,对数据进行浏览察看,并可打印操作。
第六章 经验与体会
    整套电气系统经过调试,于2005年元月份投入使用。经过几个月的现场生产考验,自然功率因数达到0.85左右,能耗控制在3000KWh/t左右,生产量稳定在大于100吨/天,各项效能指标均达到优良,达到了预想目的,相比传统设备具有更大的优越性,为该系统在同行业的应用提供了先例。总结现场经验和应用体会如下:
  1) 该系统在矿热炉行业应用可行,完全不存在设备技术上的障碍;
  2) 由于LEODO人机界面的应用,既节省了成本、空间布置,提高了系统的稳定性、可靠性,又方便了用户的人机交互可操作性;
  3) LEODO人机界面为用户提供了数据的存储、曲线显示、报表分析、数据打印等强大功能;
  4) LEODO人机界面提供了丰富的外设和网络通讯接口、灵活的二次开发编程有利于较大工程的智能化网络搭建。
  5) PLC的应用,使得设备更加简洁,又提高了系统的可靠性、可维护性;
  6) 该系统还可扩展,实现更完善、更智能、更优化的网络控制方式;
  7) 人机界面,配合其它智能控制技术,应用在工业场合完全可能。
第七章 结束语
    我国矿热炉冶炼行业电气自动化普及程度较低,存在容量小、能耗高、产量低、品质低等特点,与发达国家相比有较大差距。因此,优化设备性能、提高设备自动化程度、降低能耗、提高产量、提升产品品质是目前国内该行业发展趋势。
  在该系统的设计施工中,作者利用了智能化设备、网络技术、可编程化的灵活性进行优化设计,并在实施中得到验证,使得改造后系统具有操作简单灵活,控制集中与分布相结合,从而使得整套设备的性能得到了大幅提升,取得了满意的效果。

(责任编辑:admin)
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