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L1基础自动化级优化
时间：2023-09-05 00:38 所属分类：科技论文 点击次数：
引言
马钢炼铁智能控制中心改造优化了L1基础自动化系统、关键安全设备、关键监控点和各生产线危险点，优化设计了智能控制中心生产线和智能控制中心的内部设备，使远程操作比以往的中央控制集中操作更高效、更稳定。
L1基础自动化级优化
智能控制中心控制的稳定性和安全性是远程控制中最基本、最重要的部分。根据各生产线的操作和控制，根据各自系统的特点制定了不同的控制改造模式。
1.1.实施高炉和烧球控制
1.1.1.高炉控制系统实施
马钢高炉系统采用艾默生的OVATION系统，系统采用C/S模式；集控中心采用增加操作站和通信OPC采集服务器的模式，服务器采用原有的现场服务模式。主网柜改造增加了FANOUT交换机的扩展，每台交换机设置两个光模块，通过不同的光缆连接到ROOT交换机。为了保证系统冗余，任何电源、光缆、光电转换器、UPS等故障都不影响系统的正常通信，几乎实现了4个冗余系统。
1.1.2.烧球部分
烧球部分采用罗克韦尔公司的AB系统，其中各生产线在集控中心和单元设置接入交换机，通过光纤连接连接网络，主要采用C/S建筑与现有基础自动控制系统进行通信。南烧结网和北烧结网重新整合。每个系统配备三套HMI服务器（两套冗余，一套冷备用）。同时，为避免服务器故障，配备了一套操作员站直接连接现有基础自动控制系统进行通信（单机模式），在实现跨生产线操作的基础上，满足异常时的安全操作需要。
1.1.3.集中控制HMI画面风格的统一
集中控制中心通过相应的监控系统集中整合各单元控制系统的数据，重新编制监控图片，实现铁区各系统监控图片风格的一致性；为确保集中控制中心各单元的图片风格一致，除了要求各单元主图片的背景颜色统一外，还规定了各单元图片中设备的颜色。为后续一人操作多条生产线提供了软件基础。
1.2.增加安全PLC控制系统，保证控制系统异常时高炉稳定停止
众所周知，高炉属于高压密封容器，当控制系统异常时，设备状态和参数无法监控；同时，由于控制系统异常，原输出信号丢失，导致设备停机，甚至造成重大安全事故。为避免这种情况，原中央控制通常针对高炉主气系统阀门、高炉顶排放阀、顶压控制等重要阀门进行操作，重新设计了安全PLC系统。
1.3.外部光缆冗余双路由
为保证通信安全，L1控制系统、安全PLC系统、视频系统等光缆采用双光缆双路由模式；炼铁智能控制中心一、二期生产线总铺设光缆1.3万多米。双向路由从两个方向聚集在炼铁集中控制的两个方向入口，避免了中间光缆的交叉，最大限度地提高了光缆的安全性。
集控内的安全设计
2.1.智能控制中心电源设计
智能控制中心采用两种电源进线方式，设计了两个高压隔离柜，可用于维护操作。配备两套800KVA变压器；低压侧为单母线分段接线，中间设置自动转换开关，每个变压器都能承受所有低压电源和照明负荷。
2.2.UPS系统
集中控制中心设置3组6个UPS，容量为120KVA并联输出设计，每个UPS配备一组电池；整个UPS极限负荷可满载运行2小时以上，大屏幕监控等负荷可操作主机和智能系统运行10多小时。
2.3.集控操作主机系统
2.3.1.服务器设计
对于L1AB控制系统（烧结和烘焙），新设计了3台HMI服务器（一热一冷）配备冗余电源模块，电源采用不同的UPS主机组。同时配备冗余L1开关，操作站配备双网卡。
2.3.2.操作站设计
智能控制中心的操作主机放置在一楼的服务器室内，主机通过光纤KVM连接到二楼的操作台上进行操作显示。正常生产线操作计算机4-6台，为确保安全柜主机采用双UPS供电模式，即确保每个UPS为2-3台主机供电，同时主机柜KVM发射端、楼上KVM接收端、显示器电源在同一UPS电源中。如果UPS故障故障异常，确保每条生产线有一半的主机可以操作和监控。
2.4.动态语音报警系统操作站动态语音报警系统系统
原生产线中央控制配备声音报警系统，用于大型设备故障报警；但接入智能控制中心后，由于无法通过电缆传输信号，随着控制人员集中监控生产线区域的增加，重组优化重要生产线设备参数报警，增加了预警报警的双重功能。
2.5.智能设备监控系统集控内智能设备监控系统
集控中心建立单独的PLC控制系统，收集集控中心供电设备运行状态、UPS运行状态和故障信号、负荷中心进线断路器母联断路器运行状态、集控中心交换机故障状态、服务器室温湿度等相关信号，在HMI终端上记录显示。
2.6.智能运维中心
智能控制中心一楼设计运维室，各生产线配备L1级程序检查、故障判断、HMI图片修改工程师站；硬件技术集中设备基础运维，智能控制中心初步具备设备调度中心功能。
2.7.视频实时监控系统
智能控制中心配备了一套完整的视频监控系统，以图形识别、智能分析、机器视觉为技术手段，使工业电视系统和安全系统摄像机具有一定的智能，能够积极参与生产过程和工作系统维护工作，从复杂无聊的“屏幕”任务中解脱操作人员，机器完成这部分工作；在大量视频数据中快速自动筛选，获得目标图像。系统应用主要分为四类：电子围栏、场景计划、原材料过程启动可视化、设备状态监控和视频联动。
2.7.1.电子围栏
摄像机后端配置标记和入侵报警功能部署在各重点作业区（高炉出风口系统、炉顶系统、炉缸等）的重要区域。当人员入侵危险区域时，向集中控制中心报警。
2.7.2.场景预案
系统为不同的操作人员设置相应的场景计划，如对检查人员制定检查计划，将检查对象的图片集成到大屏幕上集中显示，并定期显示。
2.7.3.设备状态监视和视频联动
配备传感器的关键设备。传感器检测到异常状态并报警后，L1系统的PLC与视频联动服务器建立联动关系，将监控设备的相机信号弹出窗口推送到大屏幕突出显示。
2.7.4.原料工艺启动实景可视化
当系统接收到PLC系统的启动信号时，将设备所在的实时视频监控信号推到大屏幕上，并在视频监控屏幕上叠加相应的提示信息，代替现场检查。
结束语
炼铁智能控制至少涉及煤气等重大危险区域的操作室。工作人员纳入炼铁集中控制中心，远离危险区域，结合马钢安全程序和应急预案，提高本质安全。通过智能控制中心的设计，确保炼铁集中控制中心与现场的紧密联系和安全操作，确保各工序的紧急情况，确保实时沟通和智能视频监控。通过先进、适用的L1安全设计和智能技术，护送“超长距离”集中控制中心的安全。
