金創冶煉自動化控制系統的建設和應用

段 強，王金超，趙義峰，包 允，戴希章，伊山廷

（山東金創金銀冶煉有限公司，山東煙臺 265615）

1 自動化控制系統項目目標

自動化控制系統的目標：通過可編程序存儲器，在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，實現控制各種類型的機械或生產過程，以現場可視監控技術手段和自動控制系統結合，加強企業設備監管力度，提高企業設備管理水平，降低人工操作勞動強度。

（1）物料管理。通過系統數據自動采集，各種流量和所有數據的統計全部由計算機自動完成，形成班組、每日、月度生產匯總報告，對班組、每日、月度生產情況進行比對。

（2）安全預警。加快設備運行故障和異常報警處理，加強儲罐液位狀態的監控，根據實時數據采集及分析，對頻繁報警設備進行監控檢修，對報警儲罐液位變化頻次多的部位進行流程控制分析，穩定流程操作方式。

（3）現場監控。通過現場各處可視攝像裝置安裝，形成對現場設備的可視化監控，隨時實地掌握各種設備運行狀態，提升了現場監控能力，減少安全事故發生。

2 自動化控制系統的特點

CPU 的程序分為操作系統和用戶程序，自動化控制系統（PLC）采用循環執行用戶程序的方式，操作系統用來處理PLC的啟動、刷新過程印象輸入/輸出區、調用用戶程序、處理中斷和錯誤、管理存儲區和通信等任務（圖1）。

圖1 自動化控制系統

（1）遠程控制功能。通過邏輯控制、定時控制、計數控制、順序控制，實現遠程操作設備的能力。

（2）數據采集、存儲與處理功能完備，數據準確性高。通過數學運算、數據處理、模擬數據處理，有效進行數據采集，并保證準確性。

（3）實現通信、聯網手段多樣化。查詢方式更容易，提供手機端、PC 端等查詢方式。

（4）人機界面功能。保證數據及時上傳，及時反應流程各項指標。

（5）輸入/輸出接口調理功能。具有A/D、D/A 轉換功能，通過I/O 模塊完成對模擬量的控制和調節。位數和精度可以根據用戶要求選擇。具有溫度測量接口，直接連接各種熱電阻或熱電偶。

（6）安全性。數據保密性強，運用多種加密算法，確保數據安全無泄漏。

（7）可靠性。系統自動對上傳的原始數據進行備份存儲，保證數據準確、完整無丟失。

3 自動化控制系統方案實施

自動化控制系統包括可視系統和控制監控系統兩部分。

（1）可視系統。通過現場安裝的35 個監控攝像頭，對氰化工藝優化項目流程所有設備、設施進行實時監控，監控畫面通過中控室大屏幕顯示。

（2）控制監控系統。通過PLC，編制組態模型，與流程內各設備、儲罐監控設備相連，實現數據傳輸、計算，并通過中控室大屏幕顯示。

（3）方案措施。2019 年11 月開始，對氰化工藝流程現場進行實地查看，在流程各處進行監控攝像頭布線和攝像頭的安裝。中控室大屏幕安裝到位，終端電腦安裝。在各設備控制柜連接線路，與系統對接。各設備關聯管路連接流量計，各儲槽安裝超聲波探頭和模擬探頭液位計，安裝pH 計和溫度計，進行數據線路安裝，最終與終端電腦相連接，實現數據和畫面的實時傳輸。終端電腦進行組態設計、數據程序編程，將現場各檢測設備數據進行匯總。按照流程的整體運行情況，設計5 組組態示意圖，直觀反應整個流程設備的運行狀態（圖2）。

4 系統監測功能的實現

圖2 設備狀態

自動化控制系統建設，主要為實現氰化優化工藝項目的實際監控，對流程控制、設備管理進行檢測，降低人工勞動強度，實現自動控制的功能。自動化控制系統作為設備管理系統的核心，其功能實現主要體現在以下7 個方面：

（1）累計報表管理。按生產實際管理布局實現累計報表的管理，包括班組、每日、每月，可查詢歷史報表情況，并提供數據報表導出功能。

（2）分時流量統計分析。按照尖峰平谷分段實現用電數據統計，電量可分時、分段進行顯示，提供以月、年等分段比例。

（3）實時設備電能分析。瞬時電流、電壓、設備調頻頻率直接顯示記錄，對設備情況實際進行掌控。

（4）生產報表分析。通過班組、每日、每月的同比、環比等分析項目，實現流程運行指標和物料的綜合對比，為后續生產提供數據參考。

（5）大屏可視化監控。通過大屏的展現效果，實現用能的可視化管理需求。

（6）設備、液位異常實時報警。通過設置設備和儲罐液位的安全警戒線，超限、低限后實時報警，實現設備運行狀態的實時監控。

（7）歷史流量、pH 值、液位曲線對比。可對比任意時間段的流程運行情況，提供多種時間間隔的運行曲線，以滿足客戶的不同需求。

5 自動化控制系統效益實現

自動化控制系統通過可編程序存儲器數字式、模擬式的輸入和輸出，實現控制各種類型的機械或生產過程，將設備運轉情況展示為看得見的數據，同時針對監測的數據對流程運轉情況進行實時監控。以現場可視監控技術手段和自動控制系統相結合，加強企業設備監管力度，提高企業設備管理水平，通過數據對生產效率低下的用能設備進行節能化改造。降低人工操作勞動強度，精簡人員4 名，節省企業人工費用24 萬元/年。

自動化控制系統可以使車間領導通過平臺的監控功能，對設備運轉整體質量（電壓、電流、頻率、處理量等）進行實時監控，監測機械設備運行狀態，保證生產的安全、高效、正常運行。同時其強大的數據采集分析功能，使導出的數據高效準確，大大方便了對生產的及時控制與調整。