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標題: 過程控制對于提高能效的重要性——施耐德在化工業的應用 [打印本頁]

作者: 女乃并瓦兒 時間: 2014-1-22 10:03
標題: 過程控制對于提高能效的重要性——施耐德在化工業的應用
本帖最后由女乃并瓦兒于 2014-1-22 10:11 編輯

　　過程控制通常是指石油、化工、冶金、輕工、紡織、制藥、建材等工業生產過程中的自動控制，它是工業自動化技術的重要分支。幾十年來，工業過程控制取得了驚人的發展，無論是在大規模的結構復雜的工業生產過程中，還是在傳統工業過程改造中，過程控制技術對于提高產品質量以及節省能源等均起著十分重要的作用。
　　作為全球能效管理專家施耐德電氣為100多個國家的能源及基礎設施、工業、數據中心及網絡、樓宇和住宅市場提供整體解決方案，其中在能源與基礎設施、工業過程控制、樓宇自動化和數據中心與網絡等市場處于世界領先地位，在住宅應用領域也擁有強大的市場能力。公司致力于為客戶提供安全、可靠、高效的能源施耐德Quantum DCS系統被成功的運用于某公司干法水泥中。
　　近年來，我國水泥工業正處于技術結構和產品結構調整時期，根據國家產業結構調整政策，促使國內水泥工業尤其是帶預分解窯的新型干法技術工藝得到了快速發展。
　　某水泥分公司在綜合考慮了各種因素后，最終確定采用性價比較高的法國施耐德Quantum DCS系統。通過選用Quantum和Momentum之間的通訊組合，對全廠所有設備進行了安全可靠的電氣自動化控制，得到了很好的效果。
　　一、水泥生產工藝流程：
　　石灰石、砂巖、鐵粉、粉煤灰均化后按一定比例配料混合，經生料立磨粉碎研磨制成生料粉。生料粉經過均化送至預熱器，再經五級懸浮預熱器進行預熱，并投入分解爐進行窯外預分解，同時原煤經過粉磨制得的煤粉送至窯頭煅燒和分解爐進行無焰燃燒。預熱后的料粉進入回轉窯高溫煅燒，燒成熟料，高溫的熟料塊再經過蓖冷機進行冷卻和破碎，然后均化儲存水泥熟料。水泥熟料加入石膏、混合材、粉煤灰再按一定比例配料混合，經水泥磨粉磨制成不同標號的水泥成品，最后水泥成品經袋裝和散裝向外發售。完成整個生產工藝流程。
　　二、Quantum集散控制系統簡介：
　　根據新型干法水泥的生產工藝流程狀況，電氣拖動設備運行，設備按工藝布局和連鎖步驟完成從原料配料、原料粉磨、生料煅燒、煤粉制備、熟料儲存、水泥粉磨、水泥包裝等整個生產過程。該系統使設備保持在最大效率情況下運轉，電氣設備的安全和可靠對整個生產流程起到十分重要的作用。
　　隨著時代的發展，計算機網絡在工業控制中得到了廣泛應用。尤其Ethernet網絡更是獨領風騷，Windows 2000 Workstation和Windows 2000 Server內置的Ethernet協議運行穩定可靠，速度快。MonitorPro 的分布式數據庫結構充分發揮了網絡的優點，在Ethernet網絡上實現數據庫共享，數據交換能力強，實時性好，MonitorPro 的SQL/ODBC/OPC關系數據庫連接功能為實現工廠自動化提供了很好的解決方案，在國內外得到廣泛應用。本方案采用光纖作為介質，通訊速率達100M/s。系統計算機通過以太網通訊，將四個現場站的狀態和過程信息數據，在各控制室上位計算機上進行工藝圖形顯示，以實現整個生產工藝環節的集中監控。實現整個系統的數據共享。所有到現場站的網絡均為雙網冗余。
　　Modicon TSX Quantum PLC自動化系列產品是施耐德公司最新研究的成果，專門為適應過程控制需要而開發的產品。Modicon Quantum主機的邏輯是由在工業現場的輸入、輸出模塊來實現的，I/O模塊是經I/O總線鏈接到主機，形成一個完整的控制系統，Momentum模板是電氣信號轉換器，它將送至和來自現場裝置的信號如限位開關、接近開關、溫度傳感器、電磁閥、電動執行器等信號轉換成CPU能夠處理的信號和格式。所有與總線相連的I/O模板都經過光電隔離，確保模塊和通訊的安全和無故障運行。
　　在中央控制室內設置交換機和光電轉換設備，采用Ethernet協議可實現與現場站、生料質量控制系統、生產管理系統(MIS)及其它系統的通訊。DCS系統和配料秤、變頻器的通訊采用硬接線或者Mb+通訊方式。
　　該系統可以組成較復雜的本地I/O站，遠程I/O站，分布式I/O站。控制的輸入輸出信號通過各種I/O模板連接實現，各種I/O模板把現場采集的模擬量信號和數字量信號傳送到處理器的CPU內，進行信息處理和運算，通過網絡交換機把光纜信息傳輸至中央控制室供操作員操作，同時操作員把各種工藝要求命令通過光纜傳輸發送給處理器，控制現場設備的運行和參數自動調整。
　　該系統具有編程、組態、監控、操作控制工藝過程及要求等，配置Concept 2.5編程軟件和Monitor Pro 7.0上位機圖形監控軟件，可對各個現場控制站進行軟件編程，在線、離線調試，修改等功能。中控室通過軟硬件平臺，控制整個生產工藝過程。顯示生產工藝流程和相應的工藝動態參數的實時變化趨勢、歷史數據及記錄;顯示各種報警狀態并發出聲光閃爍，打印畫面上各種實時參數、報警記錄等;對現場控制站的各種主機、輔機設備按照所編制的程序控制順序起停等。現場控制通過軟硬件技術，利用Quantum CPU處理整個模塊所采集到的現場的各種信息，包括各種設備運行狀況和各種壓力、溫度、流量、料位、閥門開度、主機的運行電流值等信號。各種實時參數利用通訊模塊在本站和其它站之間相互通訊，傳輸到中央控制室。
　　三、Quantum集散控制系統功能：
　　Modicon TSX Quantum PLC采用Intel奔騰處理器，無論是邏輯控制、順序控制、時序控制、過程控制、數學運算、PID調節指令，處理速度均高達0.09ms/k。系統模板所有通道都相互隔離，所有模板都可帶電插拔，系統運行可靠性很強。
　　每個Quantum CPU均可與Modbus和Modbus+節口想匹配，組成QuantumCPU+Momentum模塊化系統。CPU模板內部存儲器可用于存放用戶指令，控制信號的輸入或輸出通過各種I/O模板實現。本地I/O最多支持32個模板，遠程I/O最多支持31個分站，一臺主機可帶三個分布式I/O網絡，189個節點。本地、遠程分布式背板都可電源冗余。安裝節點超過100000個。
　　用于工業控制的局域網絡，通訊距離電纜500米，使用中繼器2000米，光纜12000米。100/1000M高速光纜連接，支持多種網絡標準，Modibus Plus、Interbus-S、Profibus DP。使用工業標準TCP/IP協議。采用屏蔽雙絞線易于安裝和拆卸。
　　四、Quantum集散控制系統配置：
　　Quantum集散控制系統選用施耐德公司Quantum系列控制器，整個系統主干網采用Modibus Plus局域網，其主干網采用光纜作為介質，環形結構，具有冗余功能，當環路一個節點斷開時系統能自檢故障，并正常運行，不影響其它站之間的通訊。增強了系統的抗干擾能力，避免了高壓設備及功率變頻設備，通訊設備等可能造成的信號干擾。整個網絡系統結構簡單，可靠，硬件維護非常方便。
　　本系統采取窯頭和窯尾通過光纖同時進中央控制室，一主一備，一旦任一路通訊出現問題，系統會自動切換，光纖環網的好處是在系統任何一個控制站都能通過移動工程師站來訪問其它的站點。
　　系統包括三個部分，即中央控制室、現場控制站和現場儀表。該DCS系統由工程師站，操作員站，通訊服務器以及光電轉換等設備組成，利用光纜把各個現場站組成環網，各個現場站之間相互備用，數據共享，大大提高了系統的可靠性和穩定性。現場采集的信號由窯尾站和窯頭站同時進入中央控制室軟件平臺，一主一備。提高了系統穩定性。中控室設置交換機和光纖轉換設備，采用Ethernet協議可實現與現場各站進行通訊，還可把生料質量控制，生產管理系統及其它系統之間進行通訊。
　　該系統能滿足經營管理者隨時了解生產運行情況，并打印各種報表;供生產部門統計每月產量、功耗、能耗以及成本利潤等進行核算;借助MIS工廠管理系統所建立的網絡平臺，可登陸Internet局域網瀏覽信息;供質量管理部門隨時監控各個質量參數的變化，及時調整參數的配比方案，達到優質高效地指導生產和經營;供應部了解設備損耗情況，能快速掌握易損件的備品備件情況，保障生產可靠運行;通過網絡通訊設備可供動力車間監控總降壓站(無人值守)各配電柜安全情況以及35KV兩段進線、母聯、變壓器、電容器、電動機保護監控、電量管理等情況;供中央控制室操作員根據現場設備狀況啟停設備，對DCS系統采集的各種模擬量信息經過科學地分析，及時了解相關參數趨勢，歷史數據，和報警紀錄等，匯總出各種報表，上報質量控制組，用于調整各種最佳參數方案，科學生產;工程師站可通過Concept 2.5編程軟件和Monitor Pro 7.0開發版軟件對各個組態畫面進行編程、修改、調試、監控等，維護整個系統的可靠運行，同時利用監控后臺可幫助電氣維修工進行疑難故障排除等。
　　本系統共設四個操作員站，均配制WIN2000 Workstation操作系統和Monitor Pro 上位圖形監控軟件，各操作站互為備用。上位機選用DELL原裝計算機(PⅢ2.2G，80G硬盤)，彩色畫面，形象逼真，顯示直觀，操作方便。服務器采用SCSI服務結構，大硬盤存儲載體，負責和現場站通訊管理。另外配置一臺報警打印機各種操作利用鼠標控制生產設備，配合鍵盤修改工藝參數值。
　　每個現場控制站均包括CPU主機電源，I/O模塊，通訊模塊，光纖收發器，以太網通訊卡等。各現場控制站分別對各站電機、控制回路、執行機構、壓力/差壓變送器、溫度變送器、流量變送器、料位計、分析儀器等實現調節控制和監控。同時依靠先進的網絡通訊功能，來完成整個工藝生產過程。
　　DCS系統中央控制室、每個現場控制站均設有3VA，2小時在線UPS電源，保證整個網絡的暢通和現場一些重要設備的參數能夠傳輸至操作員，提高了DCS自動控制系統安全可靠性。
　　工廠內部的所有信息傳輸都通過Schneider公司創建的Quantum DCS系統運作的游刃有余。因此說，我們選擇Schneider公司的產品，就是選擇了它的系統的安全性和可靠性，就是選擇了源源不斷的效益和高額的利潤。
　　高配制的網絡系統以及功能完善的Quantum DCS系統，為企業營造了快速穩定的智能控制系統。因此說，Quantum DCS系統在3000T/D熟料水泥生產線的應用是成功的。

作者: 粉色飯團 時間: 2014-1-22 16:32
沒有現場的一些設計和施工的圖紙圖片之類的么

光這么看字兒太枯燥了，好累啊~

作者: 月光取暖 時間: 2014-1-22 17:39
能夠實現集散控制還是不錯的，記得施耐德做的那個中俄的項目可以學習很多內容。

作者: 安之若素 時間: 2014-1-22 18:06
這套方案確實不錯，不管是應用還是本身還有服務都很不錯。

作者: 殘存的善念 時間: 2014-1-22 23:22
這是什么時候的應用案例啊？現在運行的怎么樣？

作者: 西紅柿炒番茄 時間: 2014-1-23 10:56
呵呵，近幾年施耐德的自動化好像做的風生水起啊~

作者: 泡面女神 時間: 2014-1-23 11:21
我也是施耐德的用戶，確實感覺不錯。再接再厲能有更好的產品。

作者: 黑白畫映 時間: 2014-1-23 11:40
其實施耐德不止系統做的不錯，最主要是提供全套支持及服務。

作者: 烙印刺青 時間: 2014-1-23 14:35
很好的過程控制解決方案，現在絕大多數的自動化品牌都在炫耀和展示自己產品的最終效果，但是往往忽略了過程，這個是非常重要的。

作者: aomiaoxingkong 時間: 2014-1-23 15:59
過程控制的重要性專業的人士都明白長遠來講是降低成本的:lol

作者: 海爾兄弟 時間: 2014-1-23 16:53

水泥行業污染挺重的，這套系統很適合

作者: 開心鬼放暑假 時間: 2014-1-23 17:06
我覺得污染主要是其他副產品和生產過程產生的，這個過程控制系統主要是提升效率的吧，也能減少污染嗎？

作者: 技術宅 時間: 2014-1-23 17:39

開心鬼放暑假發表于 2014-1-23 17:06
我覺得污染主要是其他副產品和生產過程產生的，這個過程控制系統主要是提升效率的吧，也能減少污染嗎？

精細化的過程控制系統是可以提升效率，當然也就減少不必要的消耗了，污染源頭就會受到控制

作者: 搖擺搖擺 時間: 2014-1-24 10:31
當然這種精細控制用數據表現出來更加的直觀和更加方便控制

作者: 大篷車 時間: 2014-1-24 11:40

這樣有詳細數據的話非常利于經驗的積累啊，而且后期也好數據對比

作者: 放假的秘密 時間: 2014-1-24 11:59
這種自動化設備要是出故障了怎么辦呢

作者: 烏拉索 時間: 2014-1-24 14:06

放假的秘密發表于 2014-1-24 11:59
這種自動化設備要是出故障了怎么辦呢

呵呵，一看你就沒仔細看，不是說了么，有故障檢測系統的，現在這類的故障都防患于未然了。

作者: 花見花開 時間: 2014-1-24 15:17

介紹很詳細，就是看的有點兒累，有系統示意圖就完美了

作者: 小工程師 時間: 2014-1-27 11:23

奧運時候，貌似很多運動館及周邊設施都是找的施耐德出的解決方案
能效名氣還是很大的

作者: 變頻小王子 時間: 2014-1-27 11:35
過程控制對于能效管理還是很有效果的，火電行業，礦業，化工行業之類的企業應該比較適合

作者: 無事退朝 時間: 2014-1-27 15:35
過程控制做好了，不但可以提高產品質量，還可以省錢呢

作者: 無事退朝 時間: 2014-1-27 15:36
本帖最后由無事退朝于 2014-1-27 15:49 編輯

額， 2樓啊~~
這你就不懂了，施工現場圖怎么可能隨隨便便放出來呢

機密啊~~~

作者: 小邋遢 時間: 2014-1-28 10:54

施耐德的系統整合了大部分的資源。這樣可以把DCS‘SCADA等信息合理的分配和利用起來！

作者: 紅色高跟鞋 時間: 2014-1-28 11:04
Modicon TSX Quantum，莫迪康這兩年是屢出奇跡啊！自動化不可或缺的一席之位，施耐德牢牢地控制住了

作者: 血色百合 時間: 2014-1-28 11:15
這個化工行業說的有點泛泛，不能以偏概全的。化工行業就分很多種，原料化工、石油石化、二次和后期的加工，太多了~

作者: jjyy123 時間: 2014-1-28 13:51
化工行業也算是半高危行業了，在確保生產質量的同時還要注重過程控制

作者: 華夏龍澤 時間: 2014-1-28 14:04
實時性和可靠性是過程控制必備的，一個系統的好壞，看他這兩點的質量有多高

作者: 賈寶玉1號 時間: 2014-1-28 14:13
工業的應用比較廣呀，不光是化工，還有那種精細的化學行業，比如醫學行業，設備更貴。

作者: 短發公主 時間: 2014-1-28 14:39
施耐德在化工行業的過程控制也很精準啊，之前看過的那個機械手的項目中間的過程控制就給力~

作者: 俗事一了便成仙 時間: 2014-1-28 15:33

紅色高跟鞋發表于 2014-1-28 11:04
Modicon TSX Quantum，莫迪康這兩年是屢出奇跡啊！自動化不可或缺的一席之位，施耐德牢牢地控制住了

莫迪康和施耐德確實是絕配！好基友，哈哈

作者: 溫潤奶茶 時間: 2014-1-28 16:26
施耐德的過程控制肯定沒得說，不過最重要的是這幾年在自動化的發展和規劃都非常的好，思路特別的清晰

作者: 跳崖重生 時間: 2014-1-28 16:43

樹形拓撲結構，可以分層去進行監控和工作

作者: 森蝶去哪兒 時間: 2014-1-28 17:00
系統穩定，兼容性強。對于整體的項目來說，過程控制從復雜變得十分的簡單

作者: 黑眼七七 時間: 2014-1-29 15:49
現在大部分的工業都在用著過程控制，過程控制好了才可以預測結果。

作者: 穿過眼瞳的虛偽 時間: 2014-1-29 16:08

這個是施耐德PlantStruxure協同自動化控制系統中的產品吧？施耐德的系統做的很不錯呢！

作者: 涼城北筑 時間: 2014-1-29 16:12

化工行業應用很廣的，精細化學方面的過程控制更重要的

作者: 朝酒晚舞 時間: 2014-1-29 16:23

涼城北筑發表于 2014-1-29 16:12
化工行業應用很廣的，精細化學方面的過程控制更重要的

化工行業也是分了好多種，一般在能源方面，施耐德的過程控制更突出一些

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