黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)，包括兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)，各個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)與其執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過RS485通訊方式連接，兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)之間通過RS485通訊方式連接，兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間通過RS485通訊方式連接，使兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間構(gòu)成雙向環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)均通過一硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路與升降控制系統(tǒng)連接，所述硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路用于接收?qǐng)?zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的輸出控制切換。其較好地解決了當(dāng)前自動(dòng)化裝置可靠性問題。
【專利說明】
黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及黃磷生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]黃磷電爐是黃磷冶煉企業(yè)的重點(diǎn)設(shè)備，而電冶煉的電能消耗十分巨大，在企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)成本中最高可達(dá)75%以上。同時(shí)，由于人工操作的技術(shù)限制及專注程度，可能導(dǎo)致黃磷冶煉不是處于最佳工況，造成電能的多余消耗。因此，采用新型黃磷電爐智能控制系統(tǒng)，保證黃磷電爐始終處于最佳工況，來達(dá)到降低黃磷電爐的能耗，改善黃磷電爐工況的目的。
[0003]從上世紀(jì)九十年代末期，國(guó)內(nèi)就開始致力黃磷冶煉生產(chǎn)中的人工手動(dòng)操作自動(dòng)化設(shè)備的開發(fā)和研制，但囿于技術(shù)水平的限制和對(duì)黃磷爐工藝了解的不足，一直不能投入工廠生產(chǎn)實(shí)際使用。直到基于專利號(hào)(ZL201520187689)的新型黃磷爐智能控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，才基本解決了黃磷冶煉生產(chǎn)的自動(dòng)化設(shè)備實(shí)用問題。但由于黃磷爐生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境對(duì)自動(dòng)化設(shè)備有極強(qiáng)的腐蝕作用，雖然當(dāng)前使用的新型黃磷爐智能控制系統(tǒng)也在設(shè)備可靠性方面做了大量的改善，當(dāng)前智能控制系統(tǒng)也只能延長(zhǎng)自動(dòng)化設(shè)備使用壽命到一年左右，而黃磷冶煉是24小時(shí)不間斷過程，當(dāng)受黃磷爐生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境影響致自動(dòng)化設(shè)備損壞，就會(huì)影響整個(gè)黃磷冶煉工藝，給工廠生產(chǎn)造成損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)，避免了某個(gè)部件出現(xiàn)故障導(dǎo)致整個(gè)自動(dòng)化冶煉系統(tǒng)完全不能工作的情況，既可較好解決黃磷爐自動(dòng)化控制問題，又可在當(dāng)前使用的單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，實(shí)時(shí)不停機(jī)的自動(dòng)轉(zhuǎn)為備用單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，較好地解決了當(dāng)前自動(dòng)化裝置可靠性問題，并成功運(yùn)用于黃磷電爐冶煉企業(yè)，且本系統(tǒng)智能化程度高，大大及降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，且更節(jié)能，可靠，使用壽命長(zhǎng)。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)，包括兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)，各個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)均包括主控計(jì)算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，各個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)與其執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間建立通訊連接，各個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于接收手動(dòng)命令輸入以及數(shù)據(jù)采集單元采集的黃磷爐的電極運(yùn)行參數(shù)，并將采集到的電極運(yùn)行參數(shù)傳遞給主控計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)用于接收電極運(yùn)行參數(shù)，輸出相應(yīng)控制指令給執(zhí)行機(jī)構(gòu);兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)之間建立通訊連接，兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間建立通訊連接，使兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間構(gòu)成雙向環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過該環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換，相互監(jiān)測(cè)該環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各個(gè)智能控制部件是否運(yùn)行正常，并在監(jiān)測(cè)到運(yùn)行異常后自動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換;兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)均通過一硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路與升降控制系統(tǒng)連接，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于接收主控計(jì)算機(jī)的控制指令，輸出控制信號(hào)經(jīng)硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路和輸出控制電路傳遞給升降控制系統(tǒng)，控制電極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0006]各個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)與其執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間通過RS485通訊方式連接，兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)之間通過RS485通訊方式連接，兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間通過RS485通訊方式連接。
[0007]所述硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路用于接收?qǐng)?zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的輸出控制切換。黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)還包括用于給兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)供電的電源。所述電源采用冗余熱備份電源。當(dāng)冗余熱備份電源中某個(gè)電源單元發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)處于熱備份的單元立刻向兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)供電。冗余熱備份電源中的故障監(jiān)測(cè)單元發(fā)出報(bào)警信號(hào)通知主控計(jì)算機(jī)。
[0008]單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于監(jiān)測(cè)其單機(jī)內(nèi)非智能控制部件是否運(yùn)行正常，若發(fā)現(xiàn)故障通知本單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)并由本計(jì)算機(jī)通過雙向環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通知備用單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。非智能控制部件包括數(shù)據(jù)采集單元、輸出控制電路等。
[0009]所述系統(tǒng)轉(zhuǎn)換可以為在兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換。
[0010]所述系統(tǒng)轉(zhuǎn)換也可以為在兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的某個(gè)部件之間的轉(zhuǎn)換，兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的某個(gè)部件之間的轉(zhuǎn)換時(shí)，單獨(dú)切除了故障部件，通過系統(tǒng)之間的環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路重新互聯(lián)構(gòu)成新的黃磷爐智能控制系統(tǒng)。
[0011]所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接有異常警告系統(tǒng)，所述異常警告系統(tǒng)用于接收?qǐng)?bào)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)，進(jìn)行異常警告提示。
[0012]兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)均通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器與多臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接。
[0013]兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)均可通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器與多臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接，從而構(gòu)成遠(yuǎn)程DCS控制系統(tǒng)，進(jìn)一步拓展其功能。所述網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器為工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器。
[0014]所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用可編程邏輯控制器PLC。
[0015]黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)還包括主控操作臺(tái)，主控操作臺(tái)設(shè)有手動(dòng)控制電極升降的開關(guān)、手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、自動(dòng)模式啟動(dòng)開關(guān)以及用于選擇運(yùn)行的單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的選擇開關(guān)，這些指令輸入開關(guān)均與兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，以便在黃磷冶煉出現(xiàn)異常時(shí)，人工能及時(shí)干預(yù)。
[0016]所述主控計(jì)算機(jī)主要根據(jù)當(dāng)前黃磷爐況，確定相應(yīng)電極運(yùn)動(dòng)以達(dá)到最優(yōu)冶煉模式，改善爐況，達(dá)到節(jié)能目的，同時(shí)，也用于運(yùn)行狀態(tài)顯示、電極異常提示以及系統(tǒng)故障提不O
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:本發(fā)明將兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)之間通過RS485通訊方式連接，兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間通過RS485通訊方式連接，使兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間構(gòu)成雙向環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過該環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換，相互監(jiān)測(cè)該環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各個(gè)智能控制部件是否運(yùn)行正常，并在監(jiān)測(cè)到運(yùn)行異常后自啟動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，自動(dòng)完成將故障的單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)向備份的單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換;兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)均通過一硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路與升降控制系統(tǒng)連接，所述硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路用于接收?qǐng)?zhí)行機(jī)構(gòu)的指令信號(hào)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的輸出控制切換，這樣構(gòu)成的新型黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)，既可較好解決黃磷爐自動(dòng)化控制問題，又可在當(dāng)前使用的單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，實(shí)時(shí)不停機(jī)的轉(zhuǎn)為備用單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)進(jìn)行控制而不影響工廠生產(chǎn)。單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)本機(jī)故障情況和環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與其相連接的相鄰智能部件的故障情況，并自動(dòng)切除故障部分，不間斷轉(zhuǎn)向備用的系統(tǒng)或部件繼續(xù)運(yùn)行。
[0018]兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)控制的目標(biāo)都是相同的，即負(fù)責(zé)黃磷爐電極的運(yùn)動(dòng)控制。因此，新型黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，只有當(dāng)前運(yùn)行的單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的控制輸出有效，而備用的單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的輸出是不允許的，故在新型黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)中增加硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路，來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的輸出控制切換。
[0019]由于計(jì)算機(jī)及PLC都是智能設(shè)備，具有錯(cuò)誤診斷能力，一旦這些智能設(shè)備診斷出某個(gè)部件故障，通過環(huán)形數(shù)據(jù)通訊鏈路傳播到其它各智能設(shè)備，通過交叉比對(duì)判斷，確定故障部件單元位置，實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)無故障的系統(tǒng)以保證黃磷電爐容錯(cuò)智能控制系統(tǒng)正常運(yùn)行而不受故障單元影響。
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說明。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]參見圖1，一種黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)，采用熱備份雙套平行控制結(jié)構(gòu)，包括主控操作臺(tái)和兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)。各個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)均包括主控計(jì)算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用可編程邏輯控制器PLC。各個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)與其執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過RS485通訊方式連接，各個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于接收手動(dòng)命令輸入以及數(shù)據(jù)采集單元采集的黃磷爐的電極運(yùn)行參數(shù)，并將采集到的電極運(yùn)行參數(shù)傳遞給主控計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)用于接收電極運(yùn)行參數(shù)，輸出相應(yīng)控制指令給執(zhí)行機(jī)構(gòu);兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)之間通過RS485通訊方式連接，兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間通過RS485通訊方式連接，使兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間構(gòu)成雙向環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過該環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換，相互監(jiān)測(cè)該環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各個(gè)智能控制部件是否運(yùn)行正常，并在監(jiān)測(cè)到運(yùn)行異常后自啟動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換;兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)均通過一硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路與升降控制系統(tǒng)連接，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于接收主控計(jì)算機(jī)的控制指令，輸出控制信號(hào)經(jīng)硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路和和輸出控制電路傳遞給升降控制系統(tǒng)，控制電極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所述硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路用于接收?qǐng)?zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的輸出控制切換。電極運(yùn)行參數(shù)包括電極運(yùn)動(dòng)與停止、上升與下降、當(dāng)前位置、運(yùn)動(dòng)速度快慢、極限位以及電極電流和電壓等。本實(shí)施例的升降控制系統(tǒng)采用變頻控制方式工作。每根電極的升降由一臺(tái)變頻器的輸出控制，這樣通過對(duì)變頻器正反轉(zhuǎn)控制實(shí)現(xiàn)電極的升降；通過改變變頻器的輸出頻率實(shí)現(xiàn)電極升降的速度控制。
[0023]所述主控操作臺(tái)設(shè)有手動(dòng)控制電極升降的開關(guān)、手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、自動(dòng)模式啟動(dòng)開關(guān)以及用于選擇運(yùn)行的單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的選擇開關(guān)，這些開關(guān)均與兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，以便在黃磷冶煉出現(xiàn)異常時(shí)，人工能及時(shí)干預(yù)。
[0024]單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于監(jiān)測(cè)其單機(jī)內(nèi)非智能控制部件是否運(yùn)行正常，若發(fā)現(xiàn)故障通知本單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)并由本計(jì)算機(jī)通過雙向環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通知備用單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。非智能控制部件包括數(shù)據(jù)采集單元、輸出控制電路等。
[0025]所述系統(tǒng)轉(zhuǎn)換可以是兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換也可以是兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的某個(gè)部件之間的轉(zhuǎn)換，兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的某個(gè)部件之間的轉(zhuǎn)換時(shí)，單獨(dú)切除了故障部件，通過系統(tǒng)之間的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路重新互聯(lián)構(gòu)成新的黃磷爐智能控制系統(tǒng)。
[0026]所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出端連接有異常警告系統(tǒng)，所述異常警告系統(tǒng)用于接收?qǐng)?zhí)行機(jī)構(gòu)的報(bào)警信號(hào)，進(jìn)行異常警告提示。
[0027]兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)均通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器與多臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接。所述網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器為工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器。
[0028]本黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)是基于專利號(hào)為ZL201520187689的黃磷電爐智能控制系統(tǒng)發(fā)展起來的新型黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)，其由兩個(gè)獨(dú)立單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)組成，每個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)具有獨(dú)立自動(dòng)控制電極升降、數(shù)據(jù)采集及故障診斷，每個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)都可獨(dú)立完成黃磷爐自動(dòng)控制和智能冶煉，兩個(gè)獨(dú)立單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的智能單元(計(jì)算機(jī)和PLC)通過RS485通訊鏈路構(gòu)成雙向環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，相鄰的智能單元相互通訊，以判定其相鄰智能單元是否正常。若選擇的單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)正常，則相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路直接控制電極控制系統(tǒng);若系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則啟動(dòng)當(dāng)前系統(tǒng)向備用的單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，由備用單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路直接控制電極控制系統(tǒng)。這些轉(zhuǎn)換分為兩個(gè)層面:一是在兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)相互之間的轉(zhuǎn)換;二是單獨(dú)切除故障部件，通過系統(tǒng)之間的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路重新互聯(lián)構(gòu)成新系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)。這樣所有部件都以“熱備份”形式構(gòu)成新型黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)，避免了某個(gè)部件出現(xiàn)故障導(dǎo)致整個(gè)自動(dòng)化冶煉系統(tǒng)完全不能工作的情況，而這樣的新型黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)在當(dāng)前黃磷爐冶煉環(huán)境是非常有必要的。兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)通訊鏈路、轉(zhuǎn)換控制電路連接，構(gòu)成一個(gè)完整的黃磷爐容錯(cuò)智能控制系統(tǒng)。
[0029]本發(fā)明的主控操作臺(tái)中間12個(gè)蘑菇頭按鈕為手動(dòng)控制六電極升降的帶燈按鈕，當(dāng)系統(tǒng)處于手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)(手動(dòng)/自動(dòng)模式通過左起第5個(gè)選擇開關(guān)(手/自動(dòng)切換)選擇)，按下其中的任一按鈕，相應(yīng)電極將會(huì)開始升/降的運(yùn)動(dòng)，并且按鈕自身被點(diǎn)亮發(fā)光，松開按鈕，電極停止停止，按鈕燈熄滅，手動(dòng)模式不需要任何計(jì)算機(jī)及運(yùn)算處理設(shè)備，是最原始的工作模式，命令直接通過按鈕執(zhí)行；當(dāng)手動(dòng)/自動(dòng)選擇開關(guān)撥到自動(dòng)位時(shí)，系統(tǒng)即進(jìn)入在線手動(dòng)模式，在線手動(dòng)模式是由計(jì)算機(jī)模擬的手動(dòng)模式，操作和手動(dòng)模式保持一致，此時(shí)如果再點(diǎn)擊一下左起第6個(gè)按鈕(運(yùn)行)，系統(tǒng)即開始對(duì)六根電極進(jìn)行自動(dòng)控制。在電極處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如果任意按下一根自動(dòng)運(yùn)行電極的手動(dòng)升/降按鈕，該電極立刻變?yōu)樵诰€手動(dòng)控制模式，不再受計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，而其余電極保持自動(dòng)控制不變，如需再次轉(zhuǎn)為自動(dòng)控制，再按一次運(yùn)行按鈕即可。手動(dòng)/自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)在計(jì)算機(jī)屏幕上有對(duì)應(yīng)的顯示，程序界面的排列方式和操作臺(tái)上的電極升降控制按鈕是一一對(duì)應(yīng)，操作人員可以很直觀的觀察到。操作臺(tái)左側(cè)鍵盤為預(yù)留爐變控制按鈕，即黃磷爐變壓器分合閘控制按鈕及指示燈，對(duì)應(yīng)上部顯示面板是預(yù)留變壓器報(bào)警光字牌及一次側(cè)電參模擬指針表，右側(cè)鍵盤是為油栗及冷卻栗等設(shè)備預(yù)留的啟停控制帶燈按鈕，右側(cè)顯示面板為二次側(cè)電壓和電流模擬指針表。所有模擬指針表所顯示參數(shù)在中間顯示面板的顯示器上均有顯示，系統(tǒng)保留有純手動(dòng)控制模式，和自動(dòng)系統(tǒng)完全獨(dú)立，借助模擬指針表和手動(dòng)控制按鈕，操作人員可以在自動(dòng)系統(tǒng)異常時(shí)，保持黃磷爐的正常生產(chǎn)。
[0030]主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)環(huán)境為windows XP，通過運(yùn)行黃磷爐專用控制程序?qū)崿F(xiàn)控制功能，負(fù)責(zé)黃磷爐自動(dòng)運(yùn)行的所有數(shù)據(jù)運(yùn)算及命令發(fā)布，主程序采用VC++編寫，由主程序文件和參數(shù)配置文件兩部分組成，用戶通過更改配置文件的關(guān)健值可以調(diào)整程序運(yùn)行的各種參數(shù)。主程序通過控制計(jì)算機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的RS485數(shù)據(jù)鏈路建立雙向環(huán)形通訊網(wǎng)絡(luò)，波特率為19200，數(shù)據(jù)格式為8個(gè)數(shù)據(jù)位，一個(gè)停止位，偶校驗(yàn)。通訊協(xié)議使用自定義協(xié)議，協(xié)議結(jié)構(gòu)為主從詢問模式，在系統(tǒng)剛開始運(yùn)行時(shí)，每個(gè)智能控制部件相互之間發(fā)生交換數(shù)據(jù)來確認(rèn)相應(yīng)設(shè)備是否正常，同時(shí)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)也診斷其單機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的其它非智能控制單元部件是否正常，若一切正常，則按選中的單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)采用專利號(hào)為ZL201520187689的控制方式運(yùn)行。在運(yùn)行過程中，若某部件診斷出現(xiàn)故障，其通過智能環(huán)形通訊網(wǎng)通知備用系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，同時(shí)停用當(dāng)前單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)，并報(bào)警通知操作人員。
[0031]主程序正常運(yùn)行時(shí)，界面上半部分為黃磷爐電極電流的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)曲線，設(shè)定值為綠色，實(shí)際值為紅色，這樣可以方便操作人員觀察電爐的大致運(yùn)行狀況;程序界面的下半部分為數(shù)據(jù)圖表區(qū)，提供了黃磷爐一次二次的所有電參顯示和電極異常報(bào)警、系統(tǒng)故障報(bào)警等警示信息的顯示。程序界面的最下面部分為預(yù)留的手動(dòng)操作虛擬按鈕，可使用鼠標(biāo)進(jìn)行電極的升降控制，本按鈕功能等同于系統(tǒng)控制臺(tái)上的手動(dòng)升降按鈕。
[0032]主程序有自動(dòng)報(bào)表記錄功能和自動(dòng)定時(shí)打印報(bào)表功能，該功能可由配置文件進(jìn)行控制開啟，開啟后主程序自動(dòng)記錄包括所有電參及手/自動(dòng)狀態(tài)等運(yùn)行參數(shù)，每15分鐘記錄一次，8小時(shí)保存一次并調(diào)用默認(rèn)打印機(jī)自動(dòng)打印，以EXCEL表格形式保存，文件名為當(dāng)天年/月/日/時(shí)/分，方便用戶查詢系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。
[0033]主程序還帶有數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控。接口支持RS485總線和工業(yè)以太網(wǎng)。通訊協(xié)議支持MODBUS TCP^MODBUS RTU或自由定制。
[0034]本系統(tǒng)的工作原理:
[0035]1.開機(jī)時(shí)系統(tǒng)選擇:操作臺(tái)上設(shè)有一選擇開關(guān)，選擇首先運(yùn)行的單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)。兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)沒有主次之分，當(dāng)前使用哪個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)由操作臺(tái)上開關(guān)來確定。
[0036]2.正常使用時(shí)，一個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)作為當(dāng)前控制系統(tǒng)正常運(yùn)行，另一個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)作為備用系統(tǒng)待命，并監(jiān)視當(dāng)前使用單機(jī)系統(tǒng)工作正常與否，一旦當(dāng)前使用單機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，備用的單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)屏蔽故障系統(tǒng)，自動(dòng)啟動(dòng)黃磷爐自動(dòng)升降控制。
[0037]3.單機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的非智能單元的故障(如電參數(shù)采取單元故障、電路故障、電源故障等)診斷由單機(jī)故障診斷軟件完成，并通過環(huán)形通訊網(wǎng)絡(luò)通知備用單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換；
[0038]4.當(dāng)去運(yùn)行的單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)確定后，其對(duì)應(yīng)的輸出控制也確定下來了，啟動(dòng)相應(yīng)硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)與運(yùn)行的單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)一致輸出控制。
[0039]5.環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)既可判定相鄰智能部件是否正常，也可把單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)內(nèi)部的其它非智能單元故障檢測(cè)后通知備用單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)。通過系統(tǒng)內(nèi)智能設(shè)備的雙向數(shù)據(jù)通訊鏈路通訊的異常判定哪個(gè)智能設(shè)備出現(xiàn)故障;然后又由智能設(shè)備來確定外圍輸入輸出設(shè)備及其它硬件單元是否正常。一旦當(dāng)前使用系統(tǒng)出現(xiàn)任何故障，都自動(dòng)轉(zhuǎn)換到備用的系統(tǒng)不間斷的連續(xù)運(yùn)行。
[0040]本系統(tǒng)較好地解決了黃磷電爐自動(dòng)化裝置在黃磷電爐冶煉黃磷生產(chǎn)過程中實(shí)用性問題，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)，其特征在于:包括兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)，各個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)均包括主控計(jì)算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，各個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)與其執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間建立通訊連接，各個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于接收手動(dòng)命令輸入以及數(shù)據(jù)采集單元采集的黃磷爐的電極運(yùn)行參數(shù)，并將采集到的電極運(yùn)行參數(shù)傳遞給主控計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)用于接收電極運(yùn)行參數(shù)，輸出控制指令給執(zhí)行機(jī)構(gòu);兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)之間建立通訊連接，兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間建立通訊連接，使兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間構(gòu)成雙向環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過該環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換，相互監(jiān)測(cè)該環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各個(gè)智能控制部件是否運(yùn)行正常，并在監(jiān)測(cè)到運(yùn)行異常后自啟動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換；兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)均通過一硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路與升降控制系統(tǒng)連接，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于接收主控計(jì)算機(jī)的控制指令，輸出控制信號(hào)經(jīng)硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路傳遞給升降控制系統(tǒng)，控制電極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所述硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路用于接收?qǐng)?zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的輸出控制切換。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)，其特征在于:單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于監(jiān)測(cè)其單機(jī)內(nèi)非智能控制部件是否運(yùn)行正常，若發(fā)現(xiàn)故障通知本單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)并由本計(jì)算機(jī)通過雙向環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通知備用單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為在兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為在兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的某個(gè)部件之間的轉(zhuǎn)換，兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的某個(gè)部件之間的轉(zhuǎn)換時(shí)，單獨(dú)切除了故障部件，通過系統(tǒng)之間的環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路重新互聯(lián)構(gòu)成新的黃磷爐智能控制系統(tǒng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接有異常警告系統(tǒng)，所述異常警告系統(tǒng)用于接收?qǐng)?zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)，進(jìn)行異常警告提示。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)，其特征在于:兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)均通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器與多臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷爐智能容錯(cuò)控制系統(tǒng)，其特征在于:各個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)與其執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間通過RS485通訊方式連接，兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)之間通過RS485通訊方式連接，兩個(gè)單機(jī)黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間通過RS485通訊方式連接。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK205540066SQ201620321557
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月13日
【發(fā)明人】夏志雄, 饒龍彪
【申請(qǐng)人】重慶欣黎和工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備有限公司