高保衛(wèi) 徐毓軍  王彥斌

北京和利時自動化驅(qū)動技術(shù)有限公司

 

摘  要：提高和充分挖掘選煤企業(yè)生產(chǎn)自動化和信息化水平是企業(yè)提高生產(chǎn)效率、增強競爭力的必由之路。本文針對目前選煤廠綜合監(jiān)控系統(tǒng)存在的不足進行了分析，并提出了和利時的一體化的選煤廠綜合監(jiān)控及信息化方案。該方案包括核心的MACS-SCADA軟件，生產(chǎn)管理系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)以及智能配電系統(tǒng)，同時還可以無縫集成外購的其他子系統(tǒng)。

 

關(guān)鍵詞： 選煤廠綜合自動化；SCADA；PLC；智能配電

 

1.引言

自動化和信息化水平的提高可以大幅提高生產(chǎn)企業(yè)的工作效率，降低管理決策不科學帶來的內(nèi)部損耗，從而提高現(xiàn)代企業(yè)的競爭力。基于上述共識，這幾年來，包括選煤廠在內(nèi)的企業(yè)，均開始加大自動化和信息化的投入，相應(yīng)地也得到了一定的回報。但從目前實際運行的選煤廠自動化和信息化系統(tǒng)的情況來看，尚有較大的改進余地。主要表現(xiàn)在以下幾方面：

1. 自動化子系統(tǒng)之間的協(xié)同不夠：主要表現(xiàn)在一些上自動化較早的選煤企業(yè)，很多自動化子系統(tǒng)是分期上的，有的還屬于不同集成商或供貨商提供服務(wù)，部分子系統(tǒng)存在瓶頸，因此子系統(tǒng)不協(xié)調(diào)，無法使得較大程度地減員增效，提高自動化效率。同時這些老項目改造時還存在控制柜空間不夠放、電纜和施工強度大的問題。

 

2. 自動化系統(tǒng)與其他監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)同不夠：作為自動化系統(tǒng)的補充，智能讀卡、視頻監(jiān)控、火災(zāi)報警、調(diào)度通訊等系統(tǒng)，可完成很多傳統(tǒng)自動化儀表無法完成的功能，減少工作人員的勞動強度。在大部分選煤企業(yè)，這些功能基本上是分散和獨立建設(shè)的，主要是由于其采用的監(jiān)控軟件相對IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展滯后，無法把較新的技術(shù)融合進去。

 

3. 自動化系統(tǒng)功能挖掘不夠：以設(shè)備管理為例，目前選煤廠的倉位計、液位計以及流量計和智能閥門都非常高端，很多都是帶hart總線的，通過hart總線我們可以在增加少量成本的基礎(chǔ)上對這些儀表進行智能的設(shè)備管理，減少儀表的維護成本；但目前我們在各選煤廠很少見到有把這些功能加上去的，主要是因為大部分監(jiān)控軟件在協(xié)議和功能上支持力度不大，單獨上國外的設(shè)備管理系統(tǒng)成本又太高。

 

4. 自動化系統(tǒng)與信息化之間存在斷層：同樣的，目前很多集成商無法同時提供自動化與信息化的方案，即使有大部分也是使用外購產(chǎn)品集成，這會使得信息化和自動化之間無法無縫銜接，導(dǎo)致生產(chǎn)計劃調(diào)度到生產(chǎn)執(zhí)行環(huán)節(jié)存在一定損耗，降低了勞動生產(chǎn)率。

 

針對這種情況和利時推出一體化的選煤廠綜合監(jiān)控及信息化方案，通過核心的自主產(chǎn)品、項目的統(tǒng)一設(shè)計和技術(shù)創(chuàng)新，來提高選煤企業(yè)的生產(chǎn)、管理效率。

 

和利時自動化平臺，通過核心的MACS-SCADA軟件，來集成自主開發(fā)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)（MES）、設(shè)備管理系統(tǒng)（HAMS）、生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)（LK和LM系列PLC）以及智能配電控制器，同時還可以集成外購的視頻監(jiān)控和通訊調(diào)度子系統(tǒng)。

 

本文從系列產(chǎn)品角度分別介紹了和利時各種主要軟硬件產(chǎn)品在選煤廠綜合監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。

 

2.SCADA軟件

和利時早在2000年就在國內(nèi)創(chuàng)新式地提出地鐵綜合監(jiān)控的概念，其核心軟件 MACS SCADA在地鐵、流程工業(yè)、天然氣行業(yè) 、選煤廠等行業(yè)有著成熟而廣泛的應(yīng)用，該軟件具有以下特色：

分層、分布式結(jié)構(gòu)；

跨平臺，服務(wù)器采用穩(wěn)定可靠的Unix，用戶界面采用Windows；

開放性，可與MES系統(tǒng)及通訊調(diào)度等系統(tǒng)無縫集成；

大容量，數(shù)據(jù)點規(guī)模在50萬點以上，并僅受限于硬件 ；

SCADA系統(tǒng)通用功能，典型包括驅(qū)動接口、實時數(shù)據(jù)、報警和日志、趨勢歷史數(shù)據(jù)、報表、權(quán)限、可視化界面等； 

 

提供二次開發(fā)工具 

可方便地擴展驅(qū)動接口、數(shù)據(jù)類型、圖符種類和應(yīng)用功能 ；

能通過內(nèi)置編程接口函數(shù)（API函數(shù)）高效獲取實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù) ；

能自定義人機界面 ；

能集成選煤廠其他系統(tǒng)（如視頻監(jiān)控），進行通訊與互動；

高實時性：設(shè)備狀態(tài)變化到界面顯示<1s，控制命令發(fā)送<500ms；

驅(qū)動冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余、任務(wù)冗余 ；

系統(tǒng)啟動時間<5分鐘，具有看門狗功能 。

 

3.MES軟件

和利時生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)，被評為 2010年度中國工業(yè)軟件優(yōu)秀方案獎。該系統(tǒng)在石化、電力、化肥、氯堿、焦化、化纖、能源、交通、水泥、啤酒、酒精、糧食加工、制藥等諸多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。

 

該系統(tǒng)包括與生產(chǎn)直接相關(guān)的子系統(tǒng)，典型的有：生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)統(tǒng)計、生產(chǎn)監(jiān)控子系統(tǒng)，還包括幾個管理子系統(tǒng)：能源、設(shè)備、質(zhì)量、生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品跟蹤管理子系統(tǒng)。

 

通過使用MES可以減少和消除數(shù)據(jù)錄入時間、提高數(shù)據(jù)完整性、減少生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作、減少書面作業(yè)損失、縮短制造周期、降低庫存量和在制品、提高產(chǎn)品質(zhì)量。

 

和利時MES系統(tǒng)具有以下特點：

先進性，系統(tǒng)采用當前較先進的軟件技術(shù)來實現(xiàn)，包括： SOA技術(shù)、WEB技術(shù)、XML技術(shù)、WEB SERVICE技術(shù)、工作流技術(shù)、軟件構(gòu)件技術(shù)等；

安全性，系統(tǒng)具有全面的涵蓋控制系統(tǒng)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性。特別是系統(tǒng)操作上提供了三級授權(quán)機制，即功能權(quán)限、操作按鈕權(quán)限、數(shù)據(jù)權(quán)限，控制用戶對功能、數(shù)據(jù)看全部、本部門或本人的數(shù)據(jù)記錄；

可靠性，系統(tǒng)平臺可靠、穩(wěn)定，系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計合理，具有斷點續(xù)傳功能，提供數(shù)據(jù)備份和離線查詢；

開放性，系統(tǒng)具有良好的擴充性。向下與現(xiàn)場控制系統(tǒng)交互；向上系統(tǒng)具有統(tǒng)一平臺，功能模塊可根據(jù)客戶需要靈活配置、擴充；對外系統(tǒng)提供XML開放性標準接口，方便與第三方軟件如ERP、OA等集成；

集成性，實現(xiàn)與生產(chǎn)自動化設(shè)備的集成；系統(tǒng)各模塊有效集成，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高度共享；先進的SOA服務(wù)模式，為有效集成第三方服務(wù)提供了保障；

分布式，完美的分布式應(yīng)用部署和分布式數(shù)據(jù)管理，支持集團企業(yè)管理；

即時提醒，通知、公告可即時提醒，提醒內(nèi)容可以根據(jù)需要任意設(shè)定，并提供權(quán)限控制；

支持電子簽名，并通過密碼驗證；

支持多種數(shù)據(jù)庫，支持SQL Server、Oracle、DB2等大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 。

 

4. HAMS軟件

隨著儀器儀表和現(xiàn)場總線技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的智能儀表應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場，選擇使用智能儀表實現(xiàn)工廠自動化生產(chǎn)已成為工業(yè)自動化領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，而先進的設(shè)備管理系統(tǒng)產(chǎn)品也成為工業(yè)過程控制領(lǐng)域一項不可或缺的重要組成部分。和利時HAMS可以實現(xiàn)對各種類型智能儀表進行故障診斷提升整個工廠的運營效率，提高現(xiàn)有設(shè)備的可利用率，降低工廠設(shè)備維護費用，優(yōu)化工廠資產(chǎn)的運行并增加經(jīng)濟效益。

 

和利時HAMS軟件，具有以下特色：

遠程管理：在控制室實現(xiàn)對全廠智能儀表的校準和診斷，快速便捷；

統(tǒng)一管理：不同廠家，不同型號的智能儀表，統(tǒng)一管理，操作簡單方便；

標定管理：可輕松設(shè)計標定方案，自動生成標定報告和標定趨勢曲線，判斷儀表老化程度；

預(yù)測性維護：可進行儀表的預(yù)測性維護，不需要每日進行例行檢查維護，降低儀表故障率，延長定期檢修所需的時間，從而減少運行和維護成本，降低維護費用，提高設(shè)備利用率；

在線監(jiān)控診斷：可設(shè)置周期性診斷、檢測儀表狀態(tài)變化，準確報警、完善的報警管理為現(xiàn)場提供高效的儀表預(yù)警機制；

文檔管理：自動記錄所有組態(tài)變化和操作，提供的設(shè)備臺賬和工作票等功能全面提升工廠管理水平；

系