黃磷爐智能容錯控制系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種黃磷爐智能容錯控制系統，包括兩個單機黃磷爐智能控制系統，各個單機黃磷爐智能控制系統的主控計算機與其執行機構通過RS485通訊方式連接，兩個單機黃磷爐智能控制系統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的執行機構之間通過RS485通訊方式連接，使兩個單機黃磷爐智能控制系統的主控計算機、執行機構之間構成雙向環形數據網絡，兩個單機黃磷爐智能控制系統的執行機構均通過一硬件開關轉換電路與升降控制系統連接，所述硬件開關轉換電路用于接收執行機構的控制信號，實現兩個單機黃磷爐智能控制系統的輸出控制切換。其較好地解決了當前自動化裝置可靠性問題。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及黃磷生產
，特別涉及一種黃磷爐智能容錯控制系統。
技術介紹
黃磷電爐是黃磷冶煉企業的重點設備，而電冶煉的電能消耗十分巨大，在企業產品生產成本中最高可達75％以上。同時，由于人工操作的技術限制及專注程度，可能導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，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。從上世紀九十年代末期， 國內就開始致力黃磷冶煉生產中的人工手動操作自動化設備的開發和研制，但囿于技術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實際使用。直到基于專利號（ZL201520187689）的新型黃磷爐智能控制系統的出現，才基本解決了黃磷冶煉生產的自動化設備實用問題。但由于黃磷爐生產現場的惡劣環境對自動化設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也在設備可靠性方面做了大量的改善，當前智能控制系統也只能延長自動化設備使用壽命到一年左右，而黃磷冶煉是24小時不間斷過程，當受黃磷爐生產現場的惡劣環境影響致自動化設備損壞，就會影響整個黃磷冶煉工藝，給工廠生產造成損失。
技術實現思路
本技術的目的是針對現有技術的不足，提供一種黃磷爐智能容錯控制系統，避免了某個部件出現故障導致整個自動化冶煉系統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出現故障時，實時不停機的自動轉為備用單機黃磷爐智能控制系統進行控制，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，且本系統智能化程度高，大大及降低工人勞動強度，且更節能，可靠，使用壽命長。本技術的技術方案是：一種黃磷爐智能容錯控制系統，包括兩個單機黃磷爐智能控制系統，各個單機黃磷爐智能控制系統均包括主控計算機和執行機構，各個單機黃磷爐智能控制系統的主控計算機與其執行機構之間建立通訊連接，各個單機黃磷爐智能控制系統的執行機構用于接收手動命令輸入以及數據采集單元采集的黃磷爐的電極運行參數，并將采集到的電極運行參數傳遞給主控計算機，主控計算機用于接收電極運行參數，輸出相應控制指令給執行機構；兩個單機黃磷爐智能控制系統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的執行機構之間建立通訊連接，使兩個單機黃磷爐智能控制系統的主控計算機、執行機構之間構成雙向環形數據網絡，通過該環形數據網絡的數據交換，相互監測該環形數據網絡內各個智能控制部件是否運行正常，并在監測到運行異常后自動啟動系統轉換；兩個單機黃磷爐智能控制系統的執行機構均通過一硬件開關轉換電路與升降控制系統連接，所述執行機構用于接收主控計算機的控制指令，輸出控制信號經硬件開關轉換電路和輸出控制電路傳遞給升降控制系統，控制電極的運動狀態。各個單機黃磷爐智能控制系統的主控計算機與其執行機構之間通過RS485通訊方式連接，兩個單機黃磷爐智能控制系統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的執行機構之間通過RS485通訊方式連接。所述硬件開關轉換電路用于接收執行機構的控制信號，實現兩個單機黃磷爐智能控制系統的輸出控制切換。黃磷爐智能容錯控制系統還包括用于給兩個單機黃磷爐智能控制系統供電的電源。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供電。冗余熱備份電源中的故障監測單元發出報警信號通知主控計算機。單機黃磷爐智能控制系統的執行機構用于監測其單機內非智能控制部件是否運行正常，若發現故障通知本單機黃磷爐智能控制系統的計算機并由本計算機通過雙向環形數據網絡通知備用單機黃磷爐智能控制系統自動啟動系統轉換。非智能控制部件包括數據采集單元、輸出控制電路等。所述系統轉換可以為在兩個單機黃磷爐智能控制系統之間的轉換。所述系統轉換也可以為在兩個單機黃磷爐智能控制系統的某個部件之間的轉換，兩個單機黃磷爐智能控制系統的某個部件之間的轉換時，單獨切除了故障部件，通過系統之間的環形數據網絡和硬件開關轉換電路重新互聯構成新的黃磷爐智能控制系統。所述執行機構連接有異常警告系統，所述異常警告系統用于接收報警監測系統的信號，進行異常警告提示。兩個單機黃磷爐智能控制系統的主控計算機均通過網絡轉換器與多臺遠程監控計算機連接。兩個單機黃磷爐智能控制系統的主控計算機均可通過網絡轉換器與多臺遠程監控計算機連接，從而構成遠程DCS控制系統，進一步拓展其功能。所述網絡轉換器為工業以太網協議轉換器。所述執行機構采用可編程邏輯控制器PLC。黃磷爐智能容錯控制系統還包括主控操作臺，主控操作臺設有手動控制電極升降的開關、手動/自動轉換開關、自動模式啟動開關以及用于選擇運行的單機黃磷爐智能控制系統的選擇開關，這些指令輸入開關均與兩個執行機構連接，以便在黃磷冶煉出現異常時，人工能及時干預。所述主控計算機主要根據當前黃磷爐況，確定相應電極運動以達到最優冶煉模式，改善爐況，達到節能目的，同時，也用于運行狀態顯示、電極異常提示以及系統故障提示。本技術的有益效果是：本專利技術將兩個單機黃磷爐智能控制系統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的執行機構之間通過RS485通訊方式連接，使兩個單機黃磷爐智能控制系統的主控計算機、執行機構之間構成雙向環形數據網絡，通過該環形數據網絡的數據交換，相互監測該環形數據網絡內各個智能控制部件是否運行正常，并在監測到運行異常后自啟動系統轉換，自動完成將故障的單機黃磷爐智能控制系統向備份的單機黃磷爐智能控制系統的轉換；兩個單機黃磷爐智能控制系統的執行機構均通過一硬件開關轉換電路與升降控制系統連接，所述硬件開關轉換電路用于接收執行機構的指令信號，實現兩個單機黃磷爐智能控制系統的輸出控制切換，這樣構成的新型黃磷爐智能容錯控制系統，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出現故障時，實時不停機的轉為備用單機黃磷爐智能控制系統進行控制而不影響工廠生產。單機黃磷爐智能控制系統自動檢測本機故障情況和環形數據網絡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，不間斷轉向備用的系統或部件繼續運行。兩個單機黃磷爐智能控制系統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運行時，只有當前運行的單機黃磷爐智能控制系統的控制輸出有效，而備用的單機黃磷爐智能控制系統的輸出是不允許的，故在新型黃磷爐智能容錯控制系統中增加硬件開關轉換電路，來實現兩個單機黃磷爐智能控制系統的輸出控制切換。由于計算機及PLC都是智能設備，具有錯誤診斷能力，一旦這些智能設備診斷出某個部件故障，通過環形數據通訊鏈路傳播到其它各智能設備，通過交叉比對判斷，確定故障部件單元位置，實時轉換到另一個無故障的系統以保證黃磷電爐容錯智能控制系統正常運行而不受故障單元影響。下面結合附圖和具體實施方式作進一步的說明。附圖說明圖1為本技術的電路原理框圖。具體實施方式參見圖1，一種黃磷爐智能容錯控制系統，采用熱備份雙套平行控制結構，包括主控操作臺和兩個單機黃磷爐智能控制系統。各個單機黃磷爐智能控制系統均包括主控計算本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種黃磷爐智能容錯控制系統，其特征在于：包括兩個單機黃磷爐智能控制系統，各個單機黃磷爐智能控制系統均包括主控計算機和執行機構，各個單機黃磷爐智能控制系統的主控計算機與其執行機構之間建立通訊連接，各個單機黃磷爐智能控制系統的執行機構用于接收手動命令輸入以及數據采集單元采集的黃磷爐的電極運行參數，并將采集到的電極運行參數傳遞給主控計算機，主控計算機用于接收電極運行參數，輸出控制指令給執行機構；兩個單機黃磷爐智能控制系統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的執行機構之間建立通訊連接，使兩個單機黃磷爐智能控制系統的主控計算機、執行機構之間構成雙向環形數據網絡，通過該環形數據網絡的數據交換，相互監測該環形數據網絡內各個智能控制部件是否運行正常，并在監測到運行異常后自啟動系統轉換；兩個單機黃磷爐智能控制系統的執行機構均通過一硬件開關轉換電路與升降控制系統連接，所述執行機構用于接收主控計算機的控制指令，輸出控制信號經硬件開關轉換電路傳遞給升降控制系統，控制電極的運動狀態，所述硬件開關轉換電路用于接收執行機構的控制信號，實現兩個單機黃磷爐智能控制系統的輸出控制切換。

【技術特征摘要】
1.一種黃磷爐智能容錯控制系統，其特征在于：包括兩個單機黃磷爐智能控制系統，各個單機黃磷爐智能控制系統均包括主控計算機和執行機構，各個單機黃磷爐智能控制系統的主控計算機與其執行機構之間建立通訊連接，各個單機黃磷爐智能控制系統的執行機構用于接收手動命令輸入以及數據采集單元采集的黃磷爐的電極運行參數，并將采集到的電極運行參數傳遞給主控計算機，主控計算機用于接收電極運行參數，輸出控制指令給執行機構；兩個單機黃磷爐智能控制系統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的執行機構之間建立通訊連接，使兩個單機黃磷爐智能控制系統的主控計算機、執行機構之間構成雙向環形數據網絡，通過該環形數據網絡的數據交換，相互監測該環形數據網絡內各個智能控制部件是否運行正常，并在監測到運行異常后自啟動系統轉換；兩個單機黃磷爐智能控制系統的執行機構均通過一硬件開關轉換電路與升降控制系統連接，所述執行機構用于接收主控計算機的控制指令，輸出控制信號經硬件開關轉換電路傳遞給升降控制系統，控制電極的運動狀態，所述硬件開關轉換電路用于接收執行機構的控制信號，實現兩個單機黃磷爐智能控制系統的輸出控制切換。2.根據權利要求1所述的黃磷爐智能容錯控制系統，其特征在于：單機黃磷爐智能控制系統的執行機構用于監測其單機內非智能控制部...

【專利技術屬性】
技術研發人員：夏志雄，饒龍彪，
申請(專利權)人：重慶欣黎和工業自動化設備有限公司，
類型：新型
國別省市：重慶;50