富氧侧吹高低冰镍
工艺路线简图
系统网络架构
低冰镍
高冰镍
自动化系统解决方案
西门子PCS7-系统概述
PCS7是西门子的DCS系统,基于过程自动化,从传感器、执行器到控制器,再到上位机,自下而上形成完整的TIA(全集成自动化)架构。主要包括Step7、CFC、SFC、Simatic Net和WinCC以及PDM等软件,组态对象选用S7-400高端CPU,一般应用于钢铁和石化等行业。
PCS7并不等同于Step7+WinCC,PCS7中的OS中的很多模板和画面都是在Step7中用CFC和SFC自动生成的,变量记录和报警记录也都是由Step7中编译传送到WinCC中去的,并不需要像使用普通WinCC那样手动组态画面、变量记录和报警记录。
西门子PCS7-工程师站
SIMATIC Manager:用于项目创建、库创建、项目管理和诊断等
多项目:可以创建(单个)项目或多项目。一个多项目包含一个或几个项目和一个主数据库
主数据库:主数据库存在于多项目中,并收集该多项目所使用的全部功能类型
组件视图:用来新增或组态新的工作站(例如: ES、AS和OS)
工厂视图:用于设计工厂的工厂层级(PH)
过程对象视图:组态期间,可以创建大量的对象
工艺列表编辑器: CMT EMT EPHT相关
HW Config: AS的硬件配置环境。用于配置CPU、通信处理器、外设以及现场总线等
ConfNetPro:AS与AS之间及AS与OS之间的通信组态环境
通讯设置:采用组态控制台,可以更改PC网络适配器的设置
站组态编辑器:可显示PCS 7系统中所创建的实际的PC组态,以及PCS 7系统的组织结构
SIMATIC NET:NetPro组态控制台、以及站组态编辑器都是SIMATIC NET的接口
CFC:连续功能图,用于设计库、自动化控制逻辑、联锁、算法与控制等
SFC:顺序功能图,用于设计顺序控制、控制逻辑与联锁
SCL:结构化控制语言,用于算法编程以及功能块的创建
IEA:导入/导出助手,用于生成控制模型、过程变量类型和副本
WINCC:Windows控制中心,PCS 7操作界面和可视化显示
图形编辑器:用于设计工艺图、图形对象以及动画
西门子PCS7-OS操作站
OS的角色:
● OS单站
● OS客户端
● OS服务器
项目类型:
● 单用户
● 多用户
● 客户端
● 设计图形对象(按钮、滑块、趋势、面板等)
● SFC可视化:控制和显示SFC的执行
● 数据归档(Alg和Tlg) 以及长期数据存储的设计
● 报表设计:系统和过程数据的打印输出
● 用户管理:不同操作用户角色的授权访问
● 冗余组态:冗余服务器和冗余单站
● 时间同步: Simatic 模式或NTP模式
● Lifebeat监视:监视各个系统(OS和AS)
● 资产管理:维护站
西门子PCS7-冗余服务器
OS 服务器将流程图中的过程值提供给所连接的 OS 客户机,并将操作员的指令传递给指定 AS 中的功能块。一个 OS 服务器最多可供 32 个客户机(即操作员站)访问。通常,不使用 OS 服务器来控制工厂。一个 OS 服务器可访问的过程对象数目由其许可决定,最多可访问 8500 个过程对象,这些过程对象可分布在多达 64 个 AS 上。
两个 OS 服务器可以组成一对冗余的服务器,其中,一个被设计为备用服务器。这一对服务器,功能完全相同,正常工作时,并行运行。每个服务器都有其自己的过程连接和数据归档。AS 会将过程数据和消息同时发送给这两个冗余服务器。若一个服务器故障,则客户机自动地从故障服务器切换至另一个运行的服务器。故障服务器修复并联网后,冗余功能将执行故障期间的归档同步操作。服务器将故障期间所丢失的数据发送给曾经发生故障的服务器,从而消除了因故障所导致的归档差异。该过程将使服务器一致。
西门子PCS7-APL工业软件库
丰富的工业控制功能库,可视化编程,上下位机一体化设计方案。快速实现程序编写的同时,为调试及后期维护提供极大的便利。
基于PCS7系统的网络架构
控制难点与解决方案
控制难点与解决方案-皮带控制
自主研发功能库的主要功能包括:
● 直通型流程控制模块
● 多变Y型流程控制模块
● 多变X型流程控制模块
● 输送皮带控制模块
● 非皮带主设备控制模块(破碎、振动筛、三通粉料等)
● 辅助设备控制模块(除铁、除尘)
可实现对物料输送皮带的启动前预警、流程一键顺序启停、流程中段故障急停上游设备并具备在线整体恢复功能、控制流程的在线切换及多流程耦合联锁等控制复杂的需求。
控制难点与解决方案-吹炼炉配气
工艺设计:
配气系统有两条配气直路,每条支路上配备2台调节阀门,分别对各自支路上的压力和流量进行PID调节。两条支路的气体最终汇集到同一条主管道后供熔炼侧吹炉喷枪使用。
控制难点:
配气阀组所使用的流量计因安装位置的问题检测的气体流量值会出现无规律的上下跳动情况,以富氧喷枪配气阀组为例,当压缩空气阀门以手动方式打开至固定开度15%时,流量波动在9000m3/h~12000m3/h的波动。切换至自动模式时,因流量反馈的波动会造成PID严重振荡无法进行调节的情况。
控制难点与解决方案-熔炼炉配气
功能介绍:
用户只需根据工况需求设定配气瞬时总量及含氧量百分比,系统便可根据富氧和空气中的氧含量自动计算出富氧瞬时流量和空气瞬时流量设定值。
基于传统闭环PID控制并结合自主研发的平滑滤波和输出限幅算法,不仅可实现富氧与空气调节的全自动控制,还使整体配气系统的自动调节更加稳定。
效果展示:
通过基于传统闭环PID控制并结合自主研发的平滑滤波和输出限幅算法,能够使大口径阀门(DN500以上),在保证调节响应速度的同时也能同样保证调节精准度。
右图为30分钟内一次风氧气浓调节阀的设定流量(红色)与反馈流量(黑色)的趋势图。在设定值不发生大范围的变化时约为9160m3/h,反馈值波动约为±45m3/h,波动比为0.98%。考虑到仪表本身测量时的波动,此自动控制回路完全能够满足现场的使用要求。
控制难点与解决方案-冶金工艺参数计算
冶炼工艺参数对于冶金行业的发展和生产效益具有重要的意义:
首先,通过对计算所得的冶金工艺参数的合理调节和控制,可以提高冶炼过程的效率和产物的质量,从而降低生产成本,提高经济效益。
其次,通过对冶炼工艺参数观察与总结归纳可以的优化和改进现行工艺,从而减少对环境的污染和资源的浪费,实现可持续发展。
最后,通过对冶金工艺参数的研究和应用,可以推动冶金行业的技术进步和创新,提高行业的竞争力和影响力。
工艺参数计算
DCS系统界面展示
DCS系统界面展示
● 中青国际印尼红土镍矿冶炼低冰镍一期项目
● 中伟广西钦州基地富氧侧吹镍锍精炼(高冰镍)项目
● 中工国际印尼红土镍矿冶炼低冰镍二期项目