自动化控制系统的集成在铜冶炼中的运用探析

何富川

巴彦淖尔西部铜材有限公司 内蒙古巴彦淖尔 015000

L 企业铜冶炼技术在国内较为先进，常用技术主要包括双顶吹技术和不锈钢永久性阴极铜电解技术，前者工艺流程有五步：第一，实施顶吹熔炼。第二，进行顶吹吹炼。第三，用阳极炉进行精炼。第四，用不锈钢的阴极工艺实施电解精炼。第五，收集所有的铜冶炼阳气并统一输送到规定的地方开展制酸作业。后者则是用不锈钢的阴极工艺实施电解精炼。为了提高铜冶炼效率，L 企业为总控制系统DCS 组装了四个相对独立的分支系统，分别为A 分支系统、B 分支系统、C 分支系统和D 分支系统。本文将简单介绍L 企业铜冶炼技术自动化控制系统分支，并分层浅谈自动化控制系统的集成在铜冶炼工艺中的运用方案。

1 L 企业铜冶炼技术自动化控制系统分支

L 企业为总控制系统DCS 有A、B、C、D 四个分支系统，其中，A 分支系统是OUTOTEC 公司的产品，其系统为横河系统，型号是CENTUMVR-R4.03。B 分支系统是苏洋公司的产品，虽然也属于横河系统，型号并不等同于A 分支系统。C 分支系统是恩菲公司的产品，型号不同于前两个分支系统，却也属于横河系统。D 分支系统是瑞林公司的产品，其系统为横河系统，型号是CENTUMVR-R4.01。因为这四种分支系统的参数和控制型号不尽相同，所以会影响铜冶炼工作中的信息传递，这四个分支系统也难以对整个铜冶炼工作进行全过程覆盖，无法显示设备运行过程的重要参数，企业各部门之间也会因为信息传递不畅而难以进行有效沟通与交流，不利于提高企业管理水平，很容易造成损失。其次，L公司整个自动化控制系统内的小型设备是由西门子公司所提供的产品，这些产品的编程控制也不尽相同，很难实现兼容，无法和分支系统进行接驳，导致铜冶炼工作处于分离状态，公司无法进行铜冶炼连锁控制和安全监视，很难实现数据自动采集和自动生成报表。

2 自动化控制系统的集成在铜冶炼工艺中的运用方案

2.1 实现自动化控制系统成套设备的集成连接

L 企业为了克服自动化控制系统现存缺陷，实现各分支系统设备的集成连接，通过引入OPC 通讯系统将A、B、C、D 四个分支系统与主系统相对接，从而使整个系统联合更为紧密，同时，使信息网络与控制网络能够顺利衔接，进行信息分享与交流，构建了完善的铜冶炼生产信息管理系统。其次，L 企业非常注重改善自动化控制系统兼容性，在DCS 系统中紧密融入了PLC 技术。从基本定义来看，PLC 技术属于一种可控制编程器，运用该技术对DCS 自动化控制系统进行全面优化，完善铜冶炼设备结构，使各分支系统安全运行功能得到全面改善，同时，能对铜冶炼工艺流程进行全方位监控。从整体结构来看，融入PLC 技术的自动化控制系统组合包括中央化处理单元（即CPU）、电源、存储器（分为系统程序存储器和用户程序存储器）、输入单元、输入设备、外设单元、输出单元、I/O 扩展口（分为I/O 扩展单元和特殊功能单元）。CPU是融入PLC 技术的核心部件，能够指挥总系统正确编制程序，执行后台起励逻辑，完成指令。融入PLC 技术的电源模式为开关式稳压电源，用于为铜冶炼工作提供稳定供电。存储器能够存储所收集的信息以及整个自动化控制系统运行信息和工作数据，自动实现数据采集和报表生成。输入单元和输出单元均是融入PLC 技术的自动化控制系统连接外部设备的重要窗口，前者能为分拣系统提供数据信号，后者用于转换信号，满足执行元件驱动。I/O 扩展口是通过设置I/O 点数与类型来满足铜冶炼工艺的持续近中。设计新型智能化PLC 励磁系统，则需要正确编制起励逻辑和后台程序，融入计算机自动化技术、控制网络和自动化编程技术。另外，L 企业通过电缆接驳、ALP111 接驳和装置DCS 卡件、EM277 卡件以及实现PROFIBUS-SP 协议的方式缓解系统容量压力，自动收集数据信息，保护机密数据，优化铜冶炼生产过程，自动生成报表。

2.2 优化铜冶炼生产信息管理系统

L 企业为了优化铜冶炼生产信息管理系统，为系统设置安装了PIMS 交换机，对铜冶炼生产控制系统S7-300 和S7-200 实施了接驳处理，将PCL 控制装备与DCS 系统作为接口，同时，以WINCC 所产生的数据为信息接口，从而实现整个系统的有效连接。铜冶炼生产信息管理系统具有自动采集信息和生成报表功能，实现机密数据安全保护与数据信息二次开发。从软件功能来看，对信息进行二次开发的主要支撑软件是PIMS，该软件具备数据信息收发功能，可以对来自管理信息渠道与控制网络渠道的信息实施完全分离，从而有效提高铜冶炼生产过程中的不同工艺数据传递速率，确保生产系统的安全运行。其次，L 企业为构建综合生产信息管理系统装置了各种先进的网络设备和相关应用软件，各系统能够叠加使用，因此耗费成本较低。另外，L 企业会对信息管理系统的不足之处进行定期修补，搭建综合生产信息管理平台，使信息管理效率和铜冶炼质量得到了更为充分的保障。

3 结语

综上所述，优化铜冶炼自动化集成系统，提高铜冶炼质量，则需要努力实现各分支系统设备的集成连接，通过引入OPC 通讯系统将A、B、C、D 四个分支系统与主系统相对接，从而使整个系统联合更为紧密，同时，使信息网络与控制网络能够顺利衔接。其次，应通过电缆接驳、ALP111 接驳和装置DCS 卡件、EM277 卡件以及实现PROFIBUS-SP 协议的方式缓解系统容量压力，自动收集数据信息。另外，须着重优化铜冶炼生产信息管理系统，健全综合生产信息管理平台，以便于实现信息共享与高效传递。