GE FANUC煉鐵自動(dòng)化控制實(shí)際應(yīng)用
一、原料場(chǎng)生產(chǎn)工藝流程圖
二、行業(yè)背景
原料場(chǎng)主要承擔(dān)全廠鐵礦石、焦煤、動(dòng)力煤等主副原料的輸入、儲(chǔ)備、破碎、混勻及供料。原料有兩個(gè)來(lái)源：水運(yùn)和陸運(yùn)。卸料機(jī)把原料從船上卸到岸上，或從車輛卸到料槽中。隨后，堆取料機(jī)把原料堆積到礦場(chǎng)、煤場(chǎng)、輔助原料場(chǎng)（一般稱一次料場(chǎng)）。大塊的礦石經(jīng)破碎、篩分后至精礦場(chǎng)（一般稱二次料場(chǎng)）。不同牌號(hào)的精礦粉被均勻堆料機(jī)均勻并分層堆放。取料時(shí)均勻取礦機(jī)從側(cè)面垂直取料，以保證得到均勻的原料。最后，皮帶運(yùn)輸機(jī)將料場(chǎng)的原料輸送到相應(yīng)的生產(chǎn)廠。同時(shí)，原料場(chǎng)還接受落地焦和落地?zé)Y(jié)礦等返原料和外運(yùn)料。
現(xiàn)代化的大型原料場(chǎng)是個(gè)規(guī)模龐大的設(shè)備繁多且分散的系統(tǒng)，故其有效操作是非常關(guān)鍵；大型原料場(chǎng)差不多全部采用皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸原料，原料場(chǎng)的料流非常復(fù)雜，為了提高設(shè)備的效率，設(shè)備在工藝流程中一般與多個(gè)設(shè)備相連，同時(shí)，皮帶輸送機(jī)將其連成一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。設(shè)備間不單是簡(jiǎn)單的連鎖關(guān)系，比如，一個(gè)皮帶機(jī)可以進(jìn)行多目的地運(yùn)輸，除了完成順序控制外，系統(tǒng)還要實(shí)現(xiàn)作業(yè)管理并進(jìn)行優(yōu)化組合；原料場(chǎng)移動(dòng)機(jī)械如堆取料機(jī)很多，現(xiàn)場(chǎng)操作條件惡劣，故必須有效解決指揮、通信、防碰撞等安全問(wèn)題，甚至需要做到無(wú)人職守；因此為提高設(shè)備效率，有效控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備并做到節(jié)能最大化，穩(wěn)定地向高爐、燒結(jié)供料，便于進(jìn)行質(zhì)量控制，必須實(shí)現(xiàn)原料處理作業(yè)的自動(dòng)化控制。現(xiàn)代化的大型原料場(chǎng)常常使用數(shù)十臺(tái)自動(dòng)化平臺(tái)和成百套儀表組成EIC 一體化系統(tǒng)。
三、系統(tǒng)組成及特點(diǎn)
根據(jù)現(xiàn)代化原料場(chǎng)的組成、設(shè)備的分散性，操作的要求和特點(diǎn)，原料場(chǎng)一般都是集中控制和集中監(jiān)控方式，即在中央控制室監(jiān)控，同時(shí)分設(shè)遠(yuǎn)程I /O 站。分散設(shè)備的控制可以就近引到相應(yīng)電氣室的I /O站上。采用這種結(jié)構(gòu)可以最大限度地節(jié)省電纜，減少施工量和便于維護(hù)。大型現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)的綜合原料場(chǎng)采用三級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)：基礎(chǔ)自動(dòng)化（L1）、過(guò)程自動(dòng)化（L2），并上連制造執(zhí)行系統(tǒng)MES（L3）。
四、解決方案
GE Fanuc 的自動(dòng)化硬件平臺(tái)和Proficy 家族軟件產(chǎn)品可以完全滿足現(xiàn)代化大型綜合原料場(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的要求。GEFanuc 的自動(dòng)化產(chǎn)品豐富，具有無(wú)與倫比的產(chǎn)品性能和產(chǎn)品質(zhì)量，且其具有良好的開放性，從而易于與其他系統(tǒng)在任何一級(jí)上實(shí)現(xiàn)全面的集成，最大限度地保護(hù)用戶的已有投資。目前國(guó)內(nèi)大型冶金料場(chǎng)如寶鋼、馬鋼、唐鋼和邯鋼均是采用GE Fanuc 的自動(dòng)化產(chǎn)品來(lái)構(gòu)成系統(tǒng)。這些系統(tǒng)監(jiān)控功能強(qiáng)，不僅自動(dòng)化程度高，而且能裝載數(shù)學(xué)模型、編制計(jì)劃、執(zhí)行各種優(yōu)化和先進(jìn)控制，從而獲得更為節(jié)能高效和節(jié)省崗位人員的目的。另外，自動(dòng)化平臺(tái)在控制機(jī)械堆積和輸送原料的同時(shí)，為上級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)提供決策的數(shù)據(jù)。結(jié)合計(jì)算機(jī)對(duì)庫(kù)存等參數(shù)的管理， 原料自動(dòng)化系統(tǒng)最終為高爐、燒結(jié)和焦?fàn)t的高產(chǎn)和高效運(yùn)行提供保障。
原料場(chǎng)基礎(chǔ)自動(dòng)化（L1）一般由主控PLC、設(shè)備PLC及其I /O 系統(tǒng)、操作站和自動(dòng)廣播系統(tǒng)組成。PLC 與操作站和自動(dòng)廣播系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)互連。基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)（ L1）和過(guò)程自動(dòng)化級(jí)（L2）之間也是通過(guò)以太網(wǎng)互連進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
原料場(chǎng)基礎(chǔ)自動(dòng)化（L1）一般由主控PLC、設(shè)備PLC及其I /O 系統(tǒng)、操作站和自動(dòng)廣播系統(tǒng)組成。PLC 與操作站和自動(dòng)廣播系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)互連。基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)（ L1）和過(guò)程自動(dòng)化級(jí)（L2）之間也是通過(guò)以太網(wǎng)互連進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
主控PLC 一般選用系列90-70 或PACSystems 的單機(jī)或雙機(jī)熱備冗余系統(tǒng)。主控PLC 一般無(wú)I /O，其作為過(guò)程機(jī)、MMI 和設(shè)備PLC 間的接口。設(shè)備PLC 受控于主控PLC。主控PLC主要完成與流程有關(guān)的各種操作，如流程的選擇、流程的起動(dòng)、流程的連鎖、流程合流等等流程功能，并對(duì)自動(dòng)廣播系統(tǒng)進(jìn)行控制。主控P LC 與設(shè)備P LC 通過(guò)Genius 總線或工業(yè)以太網(wǎng)總線互連從而進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。設(shè)備PLC 主要用于對(duì)受料系統(tǒng)、混勻系統(tǒng)、破碎篩分系統(tǒng)、取樣系統(tǒng)、供料系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)等設(shè)備的控制。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況一般有多套甚至十多套設(shè)備P LC 及其遠(yuǎn)程I /O 系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備就近引入相應(yīng)的設(shè)備PLC 及其遠(yuǎn)程I / O 系統(tǒng)。設(shè)備P LC 一般也是選用9 0 系列產(chǎn)品（90-70，90-30）或PACSystems（RX3i，RX7i）的單機(jī)或雙機(jī)熱備冗余系統(tǒng)，GE Fanuc 有豐富的遠(yuǎn)程I /O 系統(tǒng)供選擇，如系列90 PLC 的I /O 系統(tǒng)、Versamax 的I /O 系統(tǒng)、PACSystems 的I /O 系統(tǒng)、FieldControl的I/O系統(tǒng)、防護(hù)等級(jí)為IP67 的Versamax IP 的I /O 系統(tǒng)以及帶有高級(jí)自診斷功能的Genius I / O系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。設(shè)備PLC與各自的遠(yuǎn)程I /O站之間可以通過(guò)高可靠性和高抗干擾的Genius 總線相連，或通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)總線相連，或通過(guò)Profibus 總線相連，而且可以同時(shí)支持這些現(xiàn)場(chǎng)總線連接。移動(dòng)設(shè)備的P LC，如堆取料機(jī)， 通過(guò)串行無(wú)線通訊與移動(dòng)設(shè)備上的設(shè)備進(jìn)行通訊，GE Fanuc 有相應(yīng)的通訊模塊供用戶選擇。
GE Fanuc 提供兩種操作站上的監(jiān)控軟件供用戶選擇，Proficy HMI / SCADA-iFix 軟件和Proficy HMI / SCADACIMPLICI T Y 軟件，這兩種軟件在冶金行業(yè)均有大量的應(yīng)用。編程軟件為GE Proficy Logic Developer-MachineEdition。
GE Fanuc 有大量的高性能的和高可靠的用于構(gòu)成冶金企業(yè)L2級(jí)和L3級(jí)解決方案的軟件產(chǎn)品，這些軟件包括：實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)Proficy Historian、基于WEB 的智能管理信息門戶軟件Proficy Real - Time Inbbbbation Portal和工廠性能和生產(chǎn)執(zhí)行（MES）軟件等。GE Fanuc 的解決方案是一個(gè)開放的、模塊化的、易于升級(jí)的、完全的解決方案，可以很容易地與其它廠家的系統(tǒng)集成在一起并最大限度地保護(hù)系統(tǒng)已有的投資。
GE Fanuc 有大量的高性能的和高可靠的用于構(gòu)成冶金企業(yè)L2級(jí)和L3級(jí)解決方案的軟件產(chǎn)品，這些軟件包括：實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)Proficy Historian、基于WEB 的智能管理信息門戶軟件Proficy Real - Time Inbbbbation Portal和工廠性能和生產(chǎn)執(zhí)行（MES）軟件等。GE Fanuc 的解決方案是一個(gè)開放的、模塊化的、易于升級(jí)的、完全的解決方案，可以很容易地與其它廠家的系統(tǒng)集成在一起并最大限度地保護(hù)系統(tǒng)已有的投資。
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