黃磷爐智能容錯控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種黃磷爐智能容錯控制系統(tǒng)，包括兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)，各個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機與其執(zhí)行機構(gòu)通過RS485通訊方式連接，兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機之間通過RS485通訊方式連接，兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)之間通過RS485通訊方式連接，使兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機、執(zhí)行機構(gòu)之間構(gòu)成雙向環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(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)換電路用于接收執(zhí)行機構(gòu)的控制信號，實現(xiàn)兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的輸出控制切換。其較好地解決了當前自動化裝置可靠性問題。
【專利說明】
黃磷爐智能容錯控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實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75%以上。同時，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]從上世紀九十年代末期，國內(nèi)就開始致力黃磷冶煉生產(chǎn)中的人工手動操作自動化設(shè)備的開發(fā)和研制，但囿于技術(shù)水平的限制和對黃磷爐工藝了解的不足，一直不能投入工廠生產(chǎn)實際使用。直到基于專利號(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)的自動化設(shè)備實用問題。但由于黃磷爐生產(chǎn)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境對自動化設(shè)備有極強的腐蝕作用，雖然當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，當前智能控制系統(tǒng)也只能延長自動化設(shè)備使用壽命到一年左右，而黃磷冶煉是24小時不間斷過程，當受黃磷爐生產(chǎn)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境影響致自動化設(shè)備損壞，就會影響整個黃磷冶煉工藝，給工廠生產(chǎn)造成損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種黃磷爐智能容錯控制系統(tǒng)，避免了某個部件出現(xiàn)故障導(dǎo)致整個自動化冶煉系統(tǒng)完全不能工作的情況，既可較好解決黃磷爐自動化控制問題，又可在當前使用的單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，實時不停機的自動轉(zhuǎn)為備用單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)進行控制，較好地解決了當前自動化裝置可靠性問題，并成功運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強度，且更節(jié)能，可靠，使用壽命長。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是:一種黃磷爐智能容錯控制系統(tǒng)，包括兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)，各個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)均包括主控計算機和執(zhí)行機構(gòu)，各個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機與其執(zhí)行機構(gòu)之間建立通訊連接，各個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)用于接收手動命令輸入以及數(shù)據(jù)采集單元采集的黃磷爐的電極運行參數(shù)，并將采集到的電極運行參數(shù)傳遞給主控計算機，主控計算機用于接收電極運行參數(shù)，輸出相應(yīng)控制指令給執(zhí)行機構(gòu);兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機之間建立通訊連接，兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)之間建立通訊連接，使兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機、執(zhí)行機構(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)測該環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各個智能控制部件是否運行正常，并在監(jiān)測到運行異常后自動啟動系統(tǒng)轉(zhuǎn)換;兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(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)行機構(gòu)用于接收主控計算機的控制指令，輸出控制信號經(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)，控制電極的運動狀態(tài)。
[0006]各個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機與其執(zhí)行機構(gòu)之間通過RS485通訊方式連接，兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機之間通過RS485通訊方式連接，兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)之間通過RS485通訊方式連接。
[0007]所述硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路用于接收執(zhí)行機構(gòu)的控制信號，實現(xiàn)兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的輸出控制切換。黃磷爐智能容錯控制系統(tǒng)還包括用于給兩個單機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。當冗余熱備份電源中某個電源單元發(fā)生故障時，另一個處于熱備份的單元立刻向兩個單機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)測單元發(fā)出報警信號通知主控計算機。
[0008]單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)用于監(jiān)測其單機內(nèi)非智能控制部件是否運行正常，若發(fā)現(xiàn)故障通知本單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的計算機并由本計算機通過雙向環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通知備用單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)自動啟動系統(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)換可以為在兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換。
[0010]所述系統(tǒng)轉(zhuǎn)換也可以為在兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的某個部件之間的轉(zhuǎn)換，兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的某個部件之間的轉(zhuǎn)換時，單獨切除了故障部件，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)用于接收報警監(jiān)測系統(tǒng)的信號，進行異常警告提示。
[0012]兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機均通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器與多臺遠程監(jiān)控計算機連接。
[0013]兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機均可通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器與多臺遠程監(jiān)控計算機連接，從而構(gòu)成遠程DCS控制系統(tǒng)，進一步拓展其功能。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)行機構(gòu)采用可編程邏輯控制器PLC。
[0015]黃磷爐智能容錯控制系統(tǒng)還包括主控操作臺，主控操作臺設(shè)有手動控制電極升降的開關(guān)、手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)、自動模式啟動開關(guān)以及用于選擇運行的單機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)均與兩個執(zhí)行機構(gòu)連接，以便在黃磷冶煉出現(xiàn)異常時，人工能及時干預(yù)。
[0016]所述主控計算機主要根據(jù)當前黃磷爐況，確定相應(yīng)電極運動以達到最優(yōu)冶煉模式，改善爐況，達到節(jié)能目的，同時，也用于運行狀態(tài)顯示、電極異常提示以及系統(tǒng)故障提不O
[0017]本實用新型的有益效果是:本發(fā)明將兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機之間通過RS485通訊方式連接，兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)之間通過RS485通訊方式連接，使兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機、執(zhí)行機構(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)測該環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各個智能控制部件是否運行正常，并在監(jiān)測到運行異常后自啟動系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，自動完成將故障的單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)向備份的單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換;兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(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)換電路用于接收執(zhí)行機構(gòu)的指令信號，實現(xiàn)兩個單機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控制系統(tǒng)，既可較好解決黃磷爐自動化控制問題，又可在當前使用的單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，實時不停機的轉(zhuǎn)為備用單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)進行控制而不影響工廠生產(chǎn)。單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)自動檢測本機故障情況和環(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)運行。
[0018]兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)控制的目標都是相同的，即負責黃磷爐電極的運動控制。因此，新型黃磷爐智能容錯控制系統(tǒng)運行時，只有當前運行的單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的控制輸出有效，而備用的單機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控制系統(tǒng)中增加硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路，來實現(xiàn)兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的輸出控制切換。
[0019]由于計算機及PLC都是智能設(shè)備，具有錯誤診斷能力，一旦這些智能設(shè)備診斷出某個部件故障，通過環(huán)形數(shù)據(jù)通訊鏈路傳播到其它各智能設(shè)備，通過交叉比對判斷，確定故障部件單元位置，實時轉(zhuǎn)換到另一個無故障的系統(tǒng)以保證黃磷電爐容錯智能控制系統(tǒng)正常運行而不受故障單元影響。
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】作進一步的說明。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0022]參見圖1，一種黃磷爐智能容錯控制系統(tǒng)，采用熱備份雙套平行控制結(jié)構(gòu)，包括主控操作臺和兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)。各個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)均包括主控計算機和執(zhí)行機構(gòu)，所述執(zhí)行機構(gòu)采用可編程邏輯控制器PLC。各個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機與其執(zhí)行機構(gòu)通過RS485通訊方式連接，各個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)用于接收手動命令輸入以及數(shù)據(jù)采集單元采集的黃磷爐的電極運行參數(shù)，并將采集到的電極運行參數(shù)傳遞給主控計算機，主控計算機用于接收電極運行參數(shù)，輸出相應(yīng)控制指令給執(zhí)行機構(gòu);兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機之間通過RS485通訊方式連接，兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)之間通過RS485通訊方式連接，使兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機、執(zhí)行機構(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)測該環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各個智能控制部件是否運行正常，并在監(jiān)測到運行異常后自啟動系統(tǒng)轉(zhuǎn)換;兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(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)行機構(gòu)用于接收主控計算機的控制指令，輸出控制信號經(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)，控制電極的運動狀態(tài)，所述硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路用于接收執(zhí)行機構(gòu)的控制信號，實現(xiàn)兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的輸出控制切換。電極運行參數(shù)包括電極運動與停止、上升與下降、當前位置、運動速度快慢、極限位以及電極電流和電壓等。本實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變頻器的輸出控制，這樣通過對變頻器正反轉(zhuǎn)控制實現(xiàn)電極的升降；通過改變變頻器的輸出頻率實現(xiàn)電極升降的速度控制。
[0023]所述主控操作臺設(shè)有手動控制電極升降的開關(guān)、手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)、自動模式啟動開關(guān)以及用于選擇運行的單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的選擇開關(guān)，這些開關(guān)均與兩個執(zhí)行機構(gòu)連接，以便在黃磷冶煉出現(xiàn)異常時，人工能及時干預(yù)。
[0024]單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)用于監(jiān)測其單機內(nèi)非智能控制部件是否運行正常，若發(fā)現(xiàn)故障通知本單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的計算機并由本計算機通過雙向環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通知備用單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)自動啟動系統(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)換可以是兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換也可以是兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的某個部件之間的轉(zhuǎn)換，兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的某個部件之間的轉(zhuǎn)換時，單獨切除了故障部件，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)用于接收執(zhí)行機構(gòu)的報警信號，進行異常警告提示。
[0027]兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機均通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器與多臺遠程監(jiān)控計算機連接。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]本黃磷爐智能容錯控制系統(tǒng)是基于專利號為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控制系統(tǒng)，其由兩個獨立單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)組成，每個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)具有獨立自動控制電極升降、數(shù)據(jù)采集及故障診斷，每個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)都可獨立完成黃磷爐自動控制和智能冶煉，兩個獨立單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的智能單元(計算機和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。若選擇的單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)正常，則相應(yīng)執(zhí)行機構(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，則啟動當前系統(tǒng)向備用的單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，由備用單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(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)換分為兩個層面:一是在兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)相互之間的轉(zhuǎn)換;二是單獨切除故障部件，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)實現(xiàn)容錯。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控制系統(tǒng)，避免了某個部件出現(xiàn)故障導(dǎo)致整個自動化冶煉系統(tǒng)完全不能工作的情況，而這樣的新型黃磷爐智能容錯控制系統(tǒng)在當前黃磷爐冶煉環(huán)境是非常有必要的。兩個獨立系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)通訊鏈路、轉(zhuǎn)換控制電路連接，構(gòu)成一個完整的黃磷爐容錯智能控制系統(tǒng)。
[0029]本發(fā)明的主控操作臺中間12個蘑菇頭按鈕為手動控制六電極升降的帶燈按鈕，當系統(tǒng)處于手動運行狀態(tài)時(手動/自動模式通過左起第5個選擇開關(guān)(手/自動切換)選擇)，按下其中的任一按鈕，相應(yīng)電極將會開始升/降的運動，并且按鈕自身被點亮發(fā)光，松開按鈕，電極停止停止，按鈕燈熄滅，手動模式不需要任何計算機及運算處理設(shè)備，是最原始的工作模式，命令直接通過按鈕執(zhí)行；當手動/自動選擇開關(guān)撥到自動位時，系統(tǒng)即進入在線手動模式，在線手動模式是由計算機模擬的手動模式，操作和手動模式保持一致，此時如果再點擊一下左起第6個按鈕(運行)，系統(tǒng)即開始對六根電極進行自動控制。在電極處于自動運行狀態(tài)時，如果任意按下一根自動運行電極的手動升/降按鈕，該電極立刻變?yōu)樵诰€手動控制模式，不再受計算機自動控制，而其余電極保持自動控制不變，如需再次轉(zhuǎn)為自動控制，再按一次運行按鈕即可。手動/自動運行狀態(tài)在計算機屏幕上有對應(yīng)的顯示，程序界面的排列方式和操作臺上的電極升降控制按鈕是一一對應(yīng)，操作人員可以很直觀的觀察到。操作臺左側(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，對應(yīng)上部顯示面板是預(yù)留變壓器報警光字牌及一次側(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?？刂茙舭粹o，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)保留有純手動控制模式，和自動系統(tǒng)完全獨立，借助模擬指針表和手動控制按鈕，操作人員可以在自動系統(tǒng)異常時，保持黃磷爐的正常生產(chǎn)。
[0030]主控計算機系統(tǒng)環(huán)境為windows XP，通過運行黃磷爐專用控制程序?qū)崿F(xiàn)控制功能，負責黃磷爐自動運行的所有數(shù)據(jù)運算及命令發(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)整程序運行的各種參數(shù)。主程序通過控制計算機與執(zhí)行機構(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個數(shù)據(jù)位，一個停止位，偶校驗。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)剛開始運行時，每個智能控制部件相互之間發(fā)生交換數(shù)據(jù)來確認相應(yīng)設(shè)備是否正常，同時單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)也診斷其單機系統(tǒng)內(nèi)的其它非智能控制單元部件是否正常，若一切正常，則按選中的單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)采用專利號為ZL201520187689的控制方式運行。在運行過程中，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，同時停用當前單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)，并報警通知操作人員。
[0031]主程序正常運行時，界面上半部分為黃磷爐電極電流的動態(tài)實時曲線，設(shè)定值為綠色，實際值為紅色，這樣可以方便操作人員觀察電爐的大致運行狀況;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警、系統(tǒng)故障報警等警示信息的顯示。程序界面的最下面部分為預(yù)留的手動操作虛擬按鈕，可使用鼠標進行電極的升降控制，本按鈕功能等同于系統(tǒng)控制臺上的手動升降按鈕。
[0032]主程序有自動報表記錄功能和自動定時打印報表功能，該功能可由配置文件進行控制開啟，開啟后主程序自動記錄包括所有電參及手/自動狀態(tài)等運行參數(shù)，每15分鐘記錄一次，8小時保存一次并調(diào)用默認打印機自動打印，以EXCEL表格形式保存，文件名為當天年/月/日/時/分，方便用戶查詢系統(tǒng)運行狀態(tài)。
[0033]主程序還帶有數(shù)據(jù)遠傳功能，支持遠程監(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.開機時系統(tǒng)選擇:操作臺上設(shè)有一選擇開關(guān)，選擇首先運行的單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)。兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)沒有主次之分，當前使用哪個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)由操作臺上開關(guān)來確定。
[0036]2.正常使用時，一個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)作為當前控制系統(tǒng)正常運行，另一個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)作為備用系統(tǒng)待命，并監(jiān)視當前使用單機系統(tǒng)工作正常與否，一旦當前使用單機系統(tǒng)出現(xiàn)故障，備用的單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)屏蔽故障系統(tǒng)，自動啟動黃磷爐自動升降控制。
[0037]3.單機系統(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)通知備用單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)換；
[0038]4.當去運行的單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)確定后，其對應(yīng)的輸出控制也確定下來了，啟動相應(yīng)硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)與運行的單機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后通知備用單機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。一旦當前使用系統(tǒng)出現(xiàn)任何故障，都自動轉(zhuǎn)換到備用的系統(tǒng)不間斷的連續(xù)運行。
[0040]本系統(tǒng)較好地解決了黃磷電爐自動化裝置在黃磷電爐冶煉黃磷生產(chǎn)過程中實用性問題，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。
【主權(quán)項】
1.一種黃磷爐智能容錯控制系統(tǒng)，其特征在于:包括兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)，各個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)均包括主控計算機和執(zhí)行機構(gòu)，各個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機與其執(zhí)行機構(gòu)之間建立通訊連接，各個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)用于接收手動命令輸入以及數(shù)據(jù)采集單元采集的黃磷爐的電極運行參數(shù)，并將采集到的電極運行參數(shù)傳遞給主控計算機，主控計算機用于接收電極運行參數(shù)，輸出控制指令給執(zhí)行機構(gòu);兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機之間建立通訊連接，兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)之間建立通訊連接，使兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機、執(zhí)行機構(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)測該環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各個智能控制部件是否運行正常，并在監(jiān)測到運行異常后自啟動系統(tǒng)轉(zhuǎn)換；兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(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)行機構(gòu)用于接收主控計算機的控制指令，輸出控制信號經(jīng)硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路傳遞給升降控制系統(tǒng)，控制電極的運動狀態(tài)，所述硬件開關(guān)轉(zhuǎn)換電路用于接收執(zhí)行機構(gòu)的控制信號，實現(xiàn)兩個單機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控制系統(tǒng)，其特征在于:單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)用于監(jiān)測其單機內(nèi)非智能控制部件是否運行正常，若發(fā)現(xiàn)故障通知本單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的計算機并由本計算機通過雙向環(huán)形數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通知備用單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)自動啟動系統(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控制系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為在兩個單機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控制系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為在兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的某個部件之間的轉(zhuǎn)換，兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的某個部件之間的轉(zhuǎn)換時，單獨切除了故障部件，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控制系統(tǒng)，其特征在于:所述執(zhí)行機構(gòu)連接有異常警告系統(tǒng)，所述異常警告系統(tǒng)用于接收執(zhí)行機構(gòu)的信號，進行異常警告提示。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷爐智能容錯控制系統(tǒng)，其特征在于:兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機均通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器與多臺遠程監(jiān)控計算機連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷爐智能容錯控制系統(tǒng)，其特征在于:各個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機與其執(zhí)行機構(gòu)之間通過RS485通訊方式連接，兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的主控計算機之間通過RS485通訊方式連接，兩個單機黃磷爐智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)之間通過RS485通訊方式連接。
【文檔編號】G05B19/04GK205540066SQ201620321557
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】夏志雄, 饒龍彪
【申請人】重慶欣黎和工業(yè)自動化設(shè)備有限公司