化工行業(yè)生產(chǎn)信息化和自動化解決方案

1、 化工行業(yè)生產(chǎn)信息化和自動化解決方案2012年元月70目 錄第一章 緒論3第二章 生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）4一、概述4二、行業(yè)特點5三、關(guān)于中浩MES系統(tǒng)61、整體化集成平臺72、集成化的車間管控網(wǎng)絡(luò)73、功能模塊8四、MES帶來的效益23五、MES實施流程23第三章 工廠設(shè)施管理與控制系統(tǒng)（FMCS）24一、為什么需要FMCS(Facility Monitoring Control System)24二、工廠設(shè)施管理與控制系統(tǒng)FMCS24三、FMCS系統(tǒng)的整體功能：24四、系統(tǒng)設(shè)計原則：25五、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成：26五、FMCS系統(tǒng)功能構(gòu)成：271、FMCS系統(tǒng)功能管理272、FMCS潔凈室

2、系統(tǒng)293、循環(huán)給水及鍋爐熱水333、空壓系統(tǒng)和液氮系統(tǒng)354、工藝排氣系統(tǒng)365、冰水系統(tǒng)376、空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)377、電力供應(yīng)系統(tǒng)438、生產(chǎn)設(shè)備及工藝監(jiān)控46六、采用FMCS自控系統(tǒng)后的良好效果：48第四章 能源監(jiān)控管理系統(tǒng)（EMS）49一、實施的動因49二、能耗數(shù)據(jù)范圍50三、全能量(WAGES)信息:50四、系統(tǒng)總目標(biāo)50五、系統(tǒng)架構(gòu)51六、模塊結(jié)構(gòu)51七、詳細功能52八、系統(tǒng)總客戶端52九、分析報表53十、客戶收益54第四章 污水處理廠自控系統(tǒng)55一系統(tǒng)概述551.自動化控制系統(tǒng)的原則552.自動監(jiān)測控制系統(tǒng)的組成及功能553.PLC控制站55二工藝流程圖56三系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)56四系統(tǒng)

3、操作原則57五中控室監(jiān)控軟件的功能模塊描述581.工藝圖顯示功能模塊的開發(fā)思路582.控制功能模塊的開發(fā)思路603.報警功能模塊的開發(fā)思路60六中控系統(tǒng)的圖文控制系統(tǒng)611.操作員權(quán)限管理及系統(tǒng)安全設(shè)計612）系統(tǒng)安全設(shè)計612.監(jiān)視功能623.控制功能634.報警功能635.報表打印功能646.歷史數(shù)據(jù)查詢功能65第五章 廣州中浩控制技術(shù)有限公司簡介66一、公司背景：66二、公司主營業(yè)務(wù)方向67三、主要產(chǎn)品和成果：67四、企業(yè)資質(zhì)/證書的認定情況：68五、國外廠商的授權(quán)及合作情況68第一章 緒論近年來，隨著化工行業(yè)面臨原材料價格不斷上漲，人工成本大幅提高，新配方新工藝層出不窮，同行帶來的殘酷

4、競爭，大多數(shù)企業(yè)對生產(chǎn)自動化程度要求越來越高，原有的粗放式生產(chǎn)模式已經(jīng)遠不能滿足企業(yè)要求。企業(yè)對采用先進的生產(chǎn)技術(shù)來提高管理水平的需求迫在眉睫，其中的關(guān)鍵就是生產(chǎn)的信息化、自動化技術(shù)。第二章 生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）一、概述制造執(zhí)行系統(tǒng)（ MES ） 是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量、數(shù)量和交貨期，有效地使用人力、機械、設(shè)備、原料等工廠資源，綜合管制工廠生產(chǎn)活動的軟件系統(tǒng)。 MES系統(tǒng)填補制造企業(yè)信息管理在車間環(huán)節(jié)的“斷層”，實現(xiàn)企業(yè)“敏捷化制造戰(zhàn)略 ”，是質(zhì)量和成本控制的最有力幫手MES強調(diào)制造計劃的執(zhí)行，它位于企業(yè)上層企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）和底層工業(yè)控制（PCS）之間，面向車間層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實時

5、信息系統(tǒng)，在計劃管理層和底層控制之間架起了一座橋梁，填補了兩者之間的鴻溝。MES是處于計劃層和車間層操作控制系統(tǒng)SFC之間的執(zhí)行層，主要負責(zé)生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行。它通過控制包括物料、設(shè)備、人員、流程指令和設(shè)施在內(nèi)的所有工廠資源來提高制造競爭力，提供了一種系統(tǒng)地在統(tǒng)一平臺上集成諸如質(zhì)量控制、物料追蹤、生產(chǎn)調(diào)度等功能的方式。從而實現(xiàn)企業(yè)實時化的ERP/MES/SFC系統(tǒng)。 MES的設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，是化工企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)的核心技術(shù)。MES的系統(tǒng)效益MESA 為歐美制造業(yè)所做的調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù) 二、行業(yè)特點化學(xué)工業(yè)作為我國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，經(jīng)過五十多年的發(fā)展，已經(jīng)覆蓋了有機化學(xué)原料、無機化學(xué)原料

6、、樹脂、化學(xué)纖維、添加劑、日用化學(xué)品、染料、涂料、肥料、農(nóng)料、塑料及制品、玻璃及制品、水泥等領(lǐng)域，與人類生活資源密切相關(guān)。從整體上來說，化工行業(yè)的特點是對生產(chǎn)原料伴有化學(xué)、物理、相變等反應(yīng)、變化過程的連續(xù)加工。和離散的制造業(yè)相比，化工企業(yè)具有以下特殊性：1、裝置系統(tǒng)性強 生產(chǎn)裝置大部分是在連續(xù)狀態(tài)下工作。一個環(huán)節(jié)發(fā)生問題就會阻塞整個流程；有的雖然是間歇性生產(chǎn)，一臺出問題影響雖然小一些。但因為生產(chǎn)是連續(xù)的，上道工序如果出現(xiàn)問題，同樣會影響下道工序，帶來連鎖反應(yīng)。2、工藝參數(shù)變化多 生產(chǎn)成品收率是生產(chǎn)計劃密切關(guān)注的。而影響化學(xué)反應(yīng)的因素很多，設(shè)備、原料、操作都會影響產(chǎn)成品的收率。這些影響主要表現(xiàn)為

7、工藝參數(shù)的變化。 3、物料變化復(fù)雜 生產(chǎn)加工高度的連續(xù)性，各個工序之間通過物料流和能量緊密的聯(lián)系起來。一旦生產(chǎn)計劃改變，整個生產(chǎn)系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)狀況都會隨之變化?；げ牧蠒S時間的變化而產(chǎn)生變化，可能變壞或變好，或完全變成另外一種物料；有些原料取自自然界，不同地點、批次的原料，其物理、化學(xué)性能會有差異。所以一個針對化工生產(chǎn)的解決方案，需要能夠標(biāo)識并管理物料的這種因時間、批次而產(chǎn)生的變化。4、生產(chǎn)形式復(fù)雜生產(chǎn)中，“質(zhì)檢計量”不僅有檢驗的功用。而且也是用于檢測多種生成物含量的比例一種手段。也是計算成本要求的。設(shè)備大修一般一年一次，全廠要停車。在開停車時（不僅是設(shè)備大修），由于流程長，準(zhǔn)備工作多而

8、復(fù)雜。當(dāng)前，化工企業(yè)信息化的一個非常明顯的趨勢是功能綜合化，即自動化系統(tǒng)從企業(yè)整體出發(fā)逐層完成綜合信息管理、車間控制、裝置協(xié)調(diào)聯(lián)合控制、輔助裝置與設(shè)備的控制、能源監(jiān)測與計量控制等等，實現(xiàn)綜合管理-控制一體化系統(tǒng)。但要達到這個目標(biāo)，在實際中還存在一些問題：1、 數(shù)據(jù)收集困難，除了DCS顯示數(shù)據(jù)外，現(xiàn)場流量計、配電間電表、磅秤等分散在現(xiàn)場，每天人工抄寫、傳送這些數(shù)據(jù)很繁瑣；2、 日常報表有日報、旬報、月報、生產(chǎn)簡況報告等，大部分報表仍然采用人工統(tǒng)計，手段落后、工作量大、準(zhǔn)確度難以保證。3、調(diào)度員通訊手段落后，一般都以電話調(diào)度為主，調(diào)度員不了解現(xiàn)場設(shè)備運行狀況，需要通過電話間接了解，因此難以做到及時

9、準(zhǔn)確調(diào)度指揮。4、質(zhì)量檢驗種類多，信息數(shù)據(jù)量大，生產(chǎn)工藝參數(shù)和質(zhì)量分析數(shù)值依靠人工抄表，效率低，占用定員多；化驗報告需要經(jīng)常送多個部門，化驗員大部分時間忙于送化驗報告，不便于生產(chǎn)過程分析和工藝技術(shù)管理。 5、一些信息化程度較高的企業(yè)已經(jīng)具有了相對完整的ERP系統(tǒng)。但市場定單無法準(zhǔn)確分解轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)計劃直接下達到生產(chǎn)調(diào)度，而ERP層在生產(chǎn)控制數(shù)據(jù)的獲取方面同樣存在巨大障礙，傳統(tǒng)的手工錄入方式不能克服信息滯后、數(shù)據(jù)失真等問題。綜上所述，根據(jù)化工企業(yè)目前的生產(chǎn)狀況， 針對化工企業(yè)的生產(chǎn)管理信息化的需求，建立企業(yè)的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)是一個有效的解決方案。三、關(guān)于中浩MES系統(tǒng)n 為企業(yè)提高敏捷制造能

10、力和生產(chǎn)管理品質(zhì)提供有力的保障n 提供了在統(tǒng)一平臺上集成諸如生產(chǎn)調(diào)度、產(chǎn)品跟蹤、質(zhì)量控制、設(shè)備故障分析、網(wǎng)絡(luò)報表等管理功能n 使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫和通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接可以同時為生產(chǎn)部門、質(zhì)檢部門、工藝部門、物流部門提供車間管理信息服務(wù)n 通過強調(diào)制造過程的整體優(yōu)化來幫助企業(yè)實施完整的信息化建設(shè)中浩公司是華南地區(qū)最早開展MES實施的公司之一，公司成功舉辦過首屆華南地區(qū)MES論壇，擁有多項MES領(lǐng)域軟件產(chǎn)品自主版權(quán)。公司目前擁有專門的MES實施團隊，在佛山Thomson彩色顯像管公司、美國AVON公司、美國箭牌公司、南方中國集裝箱公司、美國P&G公司、東莞金霸王公司成功進行過MES領(lǐng)域的項目實施。1

11、、整體化集成平臺生產(chǎn)現(xiàn)場系統(tǒng)管理部門終端企業(yè)外部查詢內(nèi)部報表統(tǒng)計外部報表查詢MES架構(gòu)2、集成化的車間管控網(wǎng)絡(luò)3、功能模塊3.1 生產(chǎn)計劃管理提供圖形化的排產(chǎn)工具，可以根據(jù)產(chǎn)品加工路徑的動態(tài)規(guī)劃，它會根據(jù)物料、生產(chǎn)能力、工裝夾具、設(shè)備異常、出勤人員等等信息變動來自動調(diào)整下一步計劃，形成新的計劃。根據(jù)實際情況做出最優(yōu)的安排，解決制造同步化問題！3.2倉儲物流條碼體系的建立是MES系統(tǒng)的基礎(chǔ)工作，要實現(xiàn)物料追蹤，則必須對物料進行條碼化管理，即在物料外包裝上貼上相應(yīng)的條碼。物料的在各個工序中流動是通過條碼進行跟蹤控制。1）原料出入庫管理2） 稱重過程防錯及標(biāo)準(zhǔn)化流程管控3） 稱料移動式稱料（AGV車

12、）調(diào)度中心是根據(jù)工單計劃自動進行稱料任務(wù)排程，將每一條稱料計劃按照不同批次、不同庫位、重量、體積大小等等因素拆分成一條條稱料任務(wù)分配給AGV稱料車進行稱料工作。AGV車自動運行到指定原料庫位后，操作工可根據(jù)移動稱料系統(tǒng)界面上的提示進行稱料工作并打印出相應(yīng)條碼。物料錄入通過掃描條碼進行比對，重量信息由系統(tǒng)直接從稱上獲取，避免了手工操作的錯誤移動稱料系統(tǒng)（AGV車）工作示意圖稱料后打印的條碼樣式稱料管理子系統(tǒng)管理工單的導(dǎo)入、稱料參數(shù)的設(shè)置，可查看稱料工作的實時進度和歷史記錄，還可以補打條碼應(yīng)付突發(fā)情況等。3.3 過程控制1）現(xiàn)場每臺主生產(chǎn)設(shè)備均配有一套配制監(jiān)控系統(tǒng)，通過可視化界面形象生動的指揮操作

13、工人進行生產(chǎn)，并實時的記錄整個生產(chǎn)過程中的各參數(shù)變化、各項動作的具體操作時間等信息。2）監(jiān)控加料過程，通過掃描條碼自動比對加料信息，防止錯加、多加或少加料的操作發(fā)生。4） 進行管道加料時工人只需點擊開始加料按鈕，系統(tǒng)會自動控制PLC進行加料。4）生產(chǎn)工藝可視化，現(xiàn)場指導(dǎo)工人操作，無需比對紙張操作。5） 實時監(jiān)控生產(chǎn)中的參數(shù)變化，可通過曲線形象直觀的進行查看，參數(shù)值超出誤差范圍時會產(chǎn)生燈光、聲音等報警信號。3.4 LED生產(chǎn)實時看板生產(chǎn)主管部門可以通過LED看板實時監(jiān)控各個工作站的生產(chǎn)情況和主要參數(shù)變化以及告警信息。其他生產(chǎn)相關(guān)部門可以通過LED看板實時了解每個工作站的生產(chǎn)情況3.5生產(chǎn)監(jiān)控調(diào)度

14、主管無需到生產(chǎn)車間，在電腦上可實時監(jiān)控全部生產(chǎn)工作站的實時工作情況，包括設(shè)備的運行狀態(tài)、參數(shù)和工單的完成情況等實時數(shù)據(jù)。3.5生產(chǎn)過程綜合管理綜合管理子系統(tǒng)中可進行各項基本參數(shù)的設(shè)定和配方編輯管理。可查看需要的歷史生產(chǎn)記錄。可追溯每批成品的全部生產(chǎn)細節(jié)。使用靈活，方便管理人員審批和設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)過程，制約生產(chǎn)投料的過程和參數(shù)的走勢。3.6生產(chǎn)報表可方便的生成與生產(chǎn)和管理相關(guān)的多項報表供管理人員查看和分析，也可以通過WEB方式查詢?yōu)g覽報表。3.6 OEE設(shè)備績效管理記錄生產(chǎn)設(shè)備downtime原因，以及與downtime相關(guān)的時間信息，監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)，為管理者提供信息，分析生產(chǎn)瓶頸，以改善生產(chǎn)績

15、效Overall Equipment Efficiency (OEE)指標(biāo)1）OEE概念Overall Equipment Effectiveness（全面設(shè)備效率/設(shè)備綜合效率）設(shè)備負荷時間內(nèi)實際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值評估生產(chǎn)力的單一KPI量度方法三要素：利用率（Availability）、表現(xiàn)指標(biāo)（Performance）、質(zhì)量指標(biāo)（Quality）2）OEE計算模型OEE = AV × PE × QU PERe×Oe AV利用率、PE為表現(xiàn)指標(biāo)，QU為質(zhì)量指標(biāo)Tt為日歷總時間（Total Time），Dt為設(shè)備停機時間（Downtime）Re為凈開動率（Rat

16、e Efficiency），Oe為速度開動率（Operational Efficiency）TPt為生產(chǎn)總時間（Total Productive State Time），Top為開動時間（Equipment Operational Uptime），CTi為理想加工周期（Ideal Cycle Time），CTa為實際加工周期（Actual Cycle Time）Op為加工數(shù)量（Total Processed Operational），Or為廢品與次品數(shù)量（Rejects Operational） 3）OEE與設(shè)備管理的關(guān)系u OEE模型OEE設(shè)備績效管理系統(tǒng)四、MES帶來的效益1.有形效益n

17、確切掌握生產(chǎn)狀況，提高交貨準(zhǔn)確度，理順物流流程，達成供、產(chǎn)、銷配合。n 正確掌握在制品數(shù)量，及不良品之追蹤，降低在制品成本。n 以條碼或RFID追蹤產(chǎn)品序號，收集完整資料，提高產(chǎn)品售后服務(wù)水準(zhǔn)。n 及時反映品質(zhì)問題，追蹤品質(zhì)歷史，提高產(chǎn)品品質(zhì)。n 大幅減少現(xiàn)場巡查、人工統(tǒng)計和手工報表，提高現(xiàn)場管理人員生產(chǎn)力。2.無形效益n 提高企業(yè)品質(zhì)形象以獲取客戶信心n 能正確快速制定生產(chǎn)決策n 公司競爭力上升五、MES實施流程 由于MES 系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，若想成功導(dǎo)入并發(fā)揮最佳的效益，除了系統(tǒng)本身需具備完整的功能之外，一套具體而實用的導(dǎo)入計劃也非常重要。 （1）選擇供應(yīng)商（2）成立項目團隊（3）擬定時程進度

18、（4）系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)模塊說明（5）客制化系統(tǒng)功能討論（6）系統(tǒng)功能定制及測試（7）進行使用者教育訓(xùn)練（8）進行系統(tǒng)安裝與先導(dǎo)上線（Pilot Run）（9）系統(tǒng)正式上線第三章 工廠設(shè)施管理與控制系統(tǒng)（FMCS）一、為什么需要FMCS(Facility Monitoring Control System)可能你的工廠已擁有中央空調(diào)設(shè)備、生產(chǎn)線檢測控制設(shè)備、電力系統(tǒng)、鍋爐供熱設(shè)備、各類運輸設(shè)備、辦公區(qū)智能樓宇系統(tǒng)、人員管理系統(tǒng)、車間環(huán)境監(jiān)測設(shè)備等相互獨立的設(shè)備或系統(tǒng)。在每增加一套設(shè)備或一個小系統(tǒng)時，你總是為使該設(shè)備正常運行要投入新的人員去管理，同時，由于設(shè)備運行之間又經(jīng)常在電力分配、維護停機等方面給其他

19、生產(chǎn)環(huán)節(jié)帶來或多或少的影響。越來越多的自動化設(shè)備雖然給某項生產(chǎn)活動帶來了可觀的經(jīng)濟效益，但它們之間的使用矛盾也在日益突出，如何使這些設(shè)備和小系統(tǒng)在企業(yè)中得到合理的利用，形成一個有機整體，而且一切設(shè)備的運行情況又在您的掌控之中，從而為企業(yè)創(chuàng)造最大的經(jīng)濟效益。您需要的是一套“FMCS系統(tǒng)”。二、工廠設(shè)施管理與控制系統(tǒng)FMCS目前的制造業(yè)已經(jīng)向信息化工廠逐漸過度，整個工廠作為一個有機的整體來協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)就需要一個有效的監(jiān)控和管理，通過監(jiān)控可以知道工廠所有設(shè)備所有人員所有材料的具體情況，通過管理，可以使以上各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)。這樣，就需要一個整體的全廠自動化系統(tǒng)。廣州中浩控制技術(shù)有限公司的FM

20、CS系統(tǒng)就是針對以上這些具體需求提出的完美解決方案。三、FMCS系統(tǒng)的整體功能：對無塵室空調(diào)系統(tǒng)、一般空調(diào)系統(tǒng)、冷熱水主機設(shè)備以及廢排氣設(shè)備、變配電系統(tǒng)實現(xiàn)以最佳控制為中心的過程控制自動化；以運行狀態(tài)監(jiān)視和計算機為中心的設(shè)備管理自動化；以安全監(jiān)視為中心的防災(zāi)自動化；以節(jié)能運行為中心的能量管理自動化。FMCS功能模塊四、系統(tǒng)設(shè)計原則：可靠性：系統(tǒng)硬件設(shè)備具有很高的可行性，同時還配備可靠的軟件。系統(tǒng)從設(shè)計、實施、程序編制至組態(tài)過程都十分重視符合IEC設(shè)計規(guī)范。集成性和可擴展性：充分考慮整個FMCS系統(tǒng)有可能與工廠的其它自控系統(tǒng)需要數(shù)據(jù)集成和信息共享，以及采用模塊化積木式結(jié)構(gòu)，有利于系統(tǒng)日后的擴展及

21、保養(yǎng)維護。開放性和兼容性：本系統(tǒng)是開放的，并具有良好的兼容性。人機界面友好，方便運行管理：圖形顯示生動、形象、直觀，操作簡單。綜合節(jié)能性：空調(diào)系統(tǒng)的運行需要耗費大量的能源，其節(jié)能措施尤為重要，合理的設(shè)計，可最大限度降低空調(diào)系統(tǒng)運作和管理的費用。五、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成：系統(tǒng)采用兩級網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)的集散式分布結(jié)構(gòu)，一級網(wǎng)絡(luò)用于聯(lián)接互為冗余的主控制器（CONTROLLOGIX）與工作站，二級網(wǎng)絡(luò)用于聯(lián)接各現(xiàn)場Remote I/O機架，訪問控制方式為DH-Bus現(xiàn)場總線方式，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)先進、性能穩(wěn)定、傳輸速率高、節(jié)點容量大、可確系統(tǒng)高速可靠運行，所有設(shè)備的運行參數(shù)都可以及時了解和處理。五、FMCS系統(tǒng)功能構(gòu)成：1

22、、FMCS系統(tǒng)功能管理2、FMCS潔凈室系統(tǒng)3、循環(huán)給水及鍋爐熱水3、空壓系統(tǒng)和液氮系統(tǒng)4、工藝排氣系統(tǒng)5、冰水系統(tǒng)6、空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)7、電力供應(yīng)系統(tǒng)8、生產(chǎn)設(shè)備及工藝監(jiān)控六、采用FMCS自控系統(tǒng)后的良好效果：通過控制無塵室以及工廠建筑物內(nèi)的溫度，濕度、和空氣質(zhì)量，使人們工作和生活擁有高效率、舒適、溫馨、便利的環(huán)境；同時為生產(chǎn)場所提供精確的溫濕度控制以及潔凈空氣質(zhì)量，利于產(chǎn)品的質(zhì)量要求。有效地節(jié)約電能：該系統(tǒng)采用計算機程序?qū)S空調(diào)等相關(guān)設(shè)備進行監(jiān)控，提供可靠的、經(jīng)濟的最佳能源供應(yīng)方案，管理不同時間內(nèi)設(shè)備用電量大小、使設(shè)備永遠處于最佳運行狀態(tài)及最佳利用率，大量減少不必要的浪費，達到節(jié)約用電的目的

23、。大量節(jié)省管理人員：傳統(tǒng)的儀表控制系統(tǒng)是通過工廠操作管理人員樓上樓下來回奔走，對分布于工廠各處的空調(diào)設(shè)備進行開關(guān)和調(diào)節(jié)。采用該系統(tǒng)后，則可以通過計算機的鍵盤或鼠標(biāo)在中央控制室完成上述開關(guān)和調(diào)節(jié)控制工作，也可以由計算機內(nèi)部的軟件自動控制調(diào)節(jié)各設(shè)備的參數(shù)及開關(guān)狀態(tài)，做到真正的管理自動化，因此可以減輕管理人員的勞動強度，減少管理人員的數(shù)量。延長設(shè)備使用壽命：空調(diào)等設(shè)備在計算機的統(tǒng)一管理下始終處于最佳運行狀態(tài)，按照設(shè)備的運行狀況打印維護保養(yǎng)報告，提示管理人員對設(shè)備進行維護、保養(yǎng)，避免超前或延誤維護、保養(yǎng)，相應(yīng)延長設(shè)備使用壽命，減免突發(fā)性設(shè)備損壞，也就等于節(jié)省了資金。提高操作管理人員與設(shè)備的整體安全水平

24、：該系統(tǒng)對空調(diào)等設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)視，可使管理人員及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障、問題與意外，消滅故障于隱患之中，保證設(shè)備與人身的安全。一旦設(shè)備有故障發(fā)生，計算機可以報告故障發(fā)生的部位及故障發(fā)生的原因，以便維護人員快速排除故障，恢復(fù)設(shè)備正常運行。齊全的報表功能：該系數(shù)可不斷地、及時地提供有關(guān)設(shè)備運行狀況的報表，集中收集、整理作為設(shè)備管理決策的依據(jù)，實現(xiàn)設(shè)備維護工作的自動化。報表包括設(shè)備歷史數(shù)據(jù)、動態(tài)趨勢、設(shè)備診斷等。用戶要求的報表可以打印存檔。操作級別：根據(jù)管理人員不同職務(wù)，給予不同的操作權(quán)力，分配不同等級的密碼給各個管理人員。在某管理人員表明身份密碼后，計算機便記錄下使用人的姓名和時間等以便備查第四

25、章 能源監(jiān)控管理系統(tǒng)（EMS）一、 實施的動因1.全球環(huán)境現(xiàn)狀n 空氣質(zhì)量惡化n 全球氣候變暖2.國內(nèi)能耗現(xiàn)狀n 工業(yè)能源消費量占全國能源消費總量的70%左右n 高能耗企業(yè)是工業(yè)能源消費的大戶，約占50%3.國家法規(guī)要求n 能源稅收、二氧化碳稅收n 國家對重點用能單位進行統(tǒng)計、監(jiān)測、考核等能源審計4.企業(yè)財務(wù)問題n 能源危機與穩(wěn)定供應(yīng)，能源價格攀升n 企業(yè)經(jīng)營三大主要成本之一（材料、勞動力、能源）5.用戶需求在推動l 能源使用量u 我使用消耗了多少能源?u 我能管理何時何地使用能源嗎?u 我能減少能源的消耗嗎？l 能源使用質(zhì)量u 能源的質(zhì)量是否符合生產(chǎn)要求?u 我如何能夠監(jiān)視和改正能源質(zhì)量問題

26、?u 我能提高用能設(shè)備的效率嗎?l 能源使用可靠性u 能源的使用是否安全可靠?u 我能夠及時的發(fā)現(xiàn)、處理能源使用的故障l 并快速恢復(fù)能源的供應(yīng)?u 我能提高用能的可靠性嗎?二、 能耗數(shù)據(jù)范圍三、 全能量(WAGES)信息:a) Water：水b) Air：空氣，包括氫氣、氧氣、氮氣及惰性氣體c) Gas：燃料氣，包含煤氣和天然氣等d) Electricity：電e) Steam：蒸汽f) 其他：煤、石油等 四、 系統(tǒng)總目標(biāo)1.為企業(yè)相關(guān)管理部門實現(xiàn)企業(yè)能源消耗情況的動態(tài)數(shù)據(jù)和信息共享服務(wù)2.為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層提供直觀、簡明、快捷的能源數(shù)據(jù)信息查詢和決策支持服務(wù)3.充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫，通過與企業(yè)

27、生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)平臺的對接，實現(xiàn)生產(chǎn)和能源信息快速傳遞、共享、管理和應(yīng)用4.利用數(shù)據(jù)模型、預(yù)測和預(yù)警、數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘等理論方法和技術(shù)對有關(guān)數(shù)據(jù)進行深入的加工分析報表，以提高監(jiān)控數(shù)據(jù)的應(yīng)用水平。五、 系統(tǒng)架構(gòu)六、 模塊結(jié)構(gòu)七、 詳細功能 能源基本數(shù)據(jù)模型建立 能源數(shù)據(jù)分布式采集 能源數(shù)據(jù)歷史記錄趨勢查詢 報表設(shè)計、導(dǎo)入、查詢 監(jiān)控圖形繪制 監(jiān)控圖形執(zhí)行顯示 腳本編寫、運行 報警配置、發(fā)生、顯示 權(quán)限管理八、 系統(tǒng)總客戶端可組合框架結(jié)構(gòu)客戶端，功能模塊可拆卸，并可后期擴展，統(tǒng)一進行權(quán)限管理九、 分析報表十、 客戶收益1. 可清晰的看見節(jié)能增效的收益2. 發(fā)現(xiàn)更多的能源節(jié)約方式3. 增強企業(yè)員工的節(jié)能意

28、識4. 可利用數(shù)據(jù)指出問題所在第四章 污水處理廠自控系統(tǒng)一系統(tǒng)概述自動控制系統(tǒng)按照具有先進技術(shù)水平的現(xiàn)代化污水處理廠進行設(shè)計，在充分考慮本工程污水處理工藝特性的基礎(chǔ)上，既考慮操作的合理性、管理水平的先進性，同時也考慮到高新技術(shù)應(yīng)用的合理性、經(jīng)濟性，在保證生產(chǎn)管理要求的前提下，盡可能節(jié)約投資，獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，并能保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定高效的運行。1.自動化控制系統(tǒng)的原則本工程自動控制系統(tǒng)要求安全、實用、經(jīng)濟、高效，能達到當(dāng)前污水廠自動化先進水平。污水廠自動監(jiān)測控制系統(tǒng)遵從“集中管理、分散控制”的原則，系統(tǒng)各部分有相對獨立性；并可利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完成系統(tǒng)的縱向與橫向擴展；檢修系統(tǒng)的任一部分，不會影響

29、其它部分的正常運行。污水廠自動控制系統(tǒng)由管理控制級和設(shè)備控制單元組成。2.自動監(jiān)測控制系統(tǒng)的組成及功能整個系統(tǒng)由三層網(wǎng)絡(luò)組成，操作及監(jiān)控計算機，現(xiàn)場PLC控制站，它們通過光纖交換機機，構(gòu)成了遵循TCP/IP協(xié)議的100M工業(yè)以太網(wǎng)為主干光纖網(wǎng)；現(xiàn)場PLC控制站與設(shè)備控制單元、設(shè)備之間以屏蔽控制電纜相連?，F(xiàn)場PLC控制站與現(xiàn)場儀表通過屏蔽電纜（采集420mA直流電流信號）連接。3.PLC控制站現(xiàn)場控制站與中央監(jiān)控計算機以網(wǎng)絡(luò)形式相連，中控室能夠觀察到主要設(shè)備的運行狀態(tài)和工藝參數(shù)，對現(xiàn)場設(shè)備進行操作及控制參數(shù)的設(shè)置和修改。現(xiàn)場控制PLC站、成套設(shè)備控制站，實時I/O控制、數(shù)據(jù)采集和編輯下載等功能。

30、作為全廠的控制主干網(wǎng)，該主干網(wǎng)必須能在任何節(jié)點接入網(wǎng)絡(luò)，而不需要更改從前的站號和配置，并應(yīng)充分考慮今后擴展的方便性。（該網(wǎng)絡(luò)具有多信道廣播功能，能將I/O的控制與編程在同一介質(zhì)鏈路上進行。）控制網(wǎng)必須具有是完全開放的，符合國際公認的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)IEC61158，具備成熟的第三方連接能力。對于遠程I/O數(shù)據(jù)和控制器間互鎖信息的傳輸，網(wǎng)絡(luò)必須具備高度的確定性和可重復(fù)性，網(wǎng)絡(luò)的刷新時間、I/O數(shù)據(jù)的傳送時間必須是可預(yù)知的、有保證的，系統(tǒng)一旦啟動，數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅懿粦?yīng)隨網(wǎng)絡(luò)距離、節(jié)點數(shù)量的增刪、網(wǎng)絡(luò)通訊量的變化而變化；允許用戶對不同的控制設(shè)備如不同的開關(guān)量、模擬量、控制器等分別指定不同的刷新速率，滿足工藝要

31、求。控制層設(shè)備應(yīng)提供方便的接入端口，無論從任何一點接入，都應(yīng)方便地支持編程上傳/下載、系統(tǒng)診斷和數(shù)據(jù)采集功能，且不需要復(fù)雜的編程或特殊的軟硬件支持，同時不影響實時信息傳輸性能。支持主從、對等、多主等多種靈活的數(shù)據(jù)通訊結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)塊傳送和報文發(fā)送都可通過組態(tài)完成，不需額外的復(fù)雜編程。每個PLC控制站均配置一臺UPS電源。設(shè)備控制單元、遠程站、儀表由PLC站供電。二工藝流程圖粗格柵池及提升泵站進水細格柵旋流沉砂池混凝反應(yīng)池初沉池微曝氧化溝配水井二沉池UV消毒池出水污泥回流泵池回流污泥儲泥池脫水機房泥外運三系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本設(shè)計方案選用的控制系統(tǒng)是一個開放式網(wǎng)絡(luò)集成控制系統(tǒng)，這是目前世界上廣泛應(yīng)用的、先進

32、的、準(zhǔn)的、開放的、體現(xiàn)智能化的新一代控制系統(tǒng)；選型的統(tǒng)一性、品質(zhì)上的先進性、系統(tǒng)設(shè)計上的完整性、統(tǒng)籌性，對污水處理廠的調(diào)試、運行、維護帶來極大的方便。系統(tǒng)主要由中央控制站、現(xiàn)場控制站和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成，完成污水處理廠設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控、儀表監(jiān)測、故障報警以及數(shù)據(jù)處理等工作。當(dāng)下位某個分站設(shè)備故障時，其余分站不受影響；當(dāng)上位設(shè)備故障時，下位各控制設(shè)備仍可繼續(xù)工作而不影響整個工藝過程控制，達到使控制危險分散，提高系統(tǒng)可靠性的目的。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖中心控制室主要由操作員終端、打印機、UPS及各種通訊設(shè)備組成。一臺監(jiān)控電腦實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)測、生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)存儲分析等功能。操作員終端實現(xiàn)畫面的監(jiān)視、

33、操作、遠程控制、趨勢分析、報表報警打印等功能。四系統(tǒng)操作原則我們建設(shè)的系統(tǒng)操作可以分為三種操作控制模式：就地手動模式、遠程手動模式和遠程自動模式。在工作過程中可以實現(xiàn)模式間的安全切換。各模式的具體要求為：1、 在遠程自動模式下，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定參數(shù)對工藝流程進行自動順序控制，對設(shè)備運行狀況進行自動初始化調(diào)整以便操作過程能夠以正確的步驟自動進行。2、 在遠程手動模式下，操作員在中央控制室可以選擇某一步操作，如專門對某一個指定的泵進行單獨操作，通過設(shè)定參數(shù)，使系統(tǒng)正確完成指定的操作任務(wù)。當(dāng)系統(tǒng)由遠程自動模式切換到遠程手動模式時，不需要進行復(fù)雜的參數(shù)設(shè)置和系統(tǒng)調(diào)整。3、 在就地手動模式下，操作員對生產(chǎn)設(shè)

34、備具有充分的控制權(quán)，可以直接控制泵、馬達等。在操作過程中系統(tǒng)參與聯(lián)鎖互鎖邏輯判斷與操作權(quán)限管理。系統(tǒng)可以自動給出設(shè)備操作狀態(tài)判斷和提示，便于操作員理解目前系統(tǒng)和設(shè)備的運行狀態(tài)。就地手動作為試車、檢修、后備用等用途。三種方式的控制級別由高到低為：現(xiàn)場手動控制、遠程手動控制、遠程自動控制。五中控室監(jiān)控軟件的功能模塊描述1.工藝圖顯示功能模塊的開發(fā)思路1) 建立按鈕式菜單訪問方式；按鈕菜單2) 嚴格按照工藝圖的流程和分布結(jié)構(gòu)制作顯示界面；3) 設(shè)備運行參數(shù)的詳細顯示；4) 設(shè)備的動態(tài)顯示設(shè)計；5) 設(shè)備不同運行狀態(tài)的不同顏色的區(qū)分：² 設(shè)備停止為紅色；² 設(shè)備運行為綠色；

35、8; 設(shè)備故障為黃色；設(shè)備運行：綠色顯示2.控制功能模塊的開發(fā)思路1) 自動控制模式開發(fā)設(shè)計：當(dāng)相關(guān)設(shè)備處于自動狀態(tài)時，設(shè)置自動按鈕可以啟動整個工藝段的相關(guān)設(shè)備；2) 手動控制模式開發(fā)設(shè)計：當(dāng)設(shè)備處于手動狀態(tài)時，設(shè)置手動按鈕可以啟動本臺設(shè)備。3.報警功能模塊的開發(fā)思路1) 設(shè)備報警顏色顯示設(shè)計：顯示為紅色；2) 報警信息聲音提示；六中控系統(tǒng)的圖文控制系統(tǒng)中控室的監(jiān)控系統(tǒng)通過操作員終端實現(xiàn)畫面的監(jiān)視、操作、遠程控制、趨勢分析、報表報警打印等功能； 1.操作員權(quán)限管理及系統(tǒng)安全設(shè)計1）操作員權(quán)限管理：操作人員根據(jù)不同的身份目前暫設(shè)為3級，即：系統(tǒng)管理員級、管理人員級和操作員級。² 系統(tǒng)管

36、理員級：享有所有設(shè)備信息的查看、修改、編輯的權(quán)限，可在監(jiān)控界面對現(xiàn)場設(shè)備進行控制；² 管理人員級：根據(jù)生產(chǎn)需要可以修改監(jiān)控程序及相關(guān)報警參數(shù)，并可在監(jiān)控界面對現(xiàn)場設(shè)備進行控制；² 操作員級：可在監(jiān)控界面設(shè)定報警值和對現(xiàn)場設(shè)備進行控制；人機界面能自動對每個用戶產(chǎn)生一個登錄/關(guān)閉時間、系統(tǒng)運行記錄報告。2）系統(tǒng)安全設(shè)計系統(tǒng)安全包括外部防范及內(nèi)部安全。外部防范有防火墻、防毒軟件、路由器等保障整個工業(yè)以太網(wǎng)的安全。內(nèi)部安全由三級保障² 域控制器：負責(zé)管理工業(yè)以太網(wǎng)上各個計算機的操作權(quán)限，它授權(quán)不同的工作人員對不同計算機的有不同的使用權(quán)限。它保障了各臺計算機的使用安全；&#

37、178; 本廠數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)安全模塊：負責(zé)管理各個工作人員對全廠數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的操作權(quán)限。它可以限制不同工作人員的使用功能，如只用管理員才能進行數(shù)據(jù)修改；² 監(jiān)控軟件安全機制：負責(zé)HMI人機界面的安全，它可以限制其他人員對操作界面進行非法操作；2.監(jiān)視功能人機界面采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的組態(tài)軟件，全中文化的圖形化操作界面監(jiān)視整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，提供現(xiàn)場圖片、工藝流程圖、實時曲線圖（如壓力曲線圖，可不同位置參數(shù)同時顯示，時間可任意推移）、監(jiān)控點表、平面布置圖，設(shè)備操作動畫效果圖等以形象直觀的動態(tài)圖形方式顯示設(shè)備的運行情況和生產(chǎn)情況?？筛鶕?jù)實際需要提供豐富的圖庫，繪制平面圖或流程圖并嵌以動態(tài)數(shù)據(jù)，顯示

38、圖中各監(jiān)控點狀態(tài)，提供修改參數(shù)或發(fā)出指令的操作指示。可提供多種途徑查看設(shè)備狀態(tài)，如通過平面圖或流程圖，通過下拉式菜單或特殊功能鍵進行常用功能操縱，以單擊鼠標(biāo)的方式可逐及細化地查看設(shè)備狀態(tài)及有關(guān)參數(shù)。畫面的轉(zhuǎn)靈活方便，畫面全部數(shù)據(jù)刷新小于1秒。系統(tǒng)軟件能提供一個多任務(wù)的操作環(huán)境，使得用戶可同時運行多個應(yīng)用程序。通過使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的軟件來支持并行訪問和系統(tǒng)監(jiān)控操作。3.控制功能通過對監(jiān)控界面即可對現(xiàn)場設(shè)備進行手動/自動控制，如設(shè)備的ON/OFF控制；通過選擇操作可進行運行方式的設(shè)定，如選擇現(xiàn)場手動方式或自動運行方式；通過界面輸入可方便地修改工藝參數(shù)。由于用戶可以通過人界面對系統(tǒng)進行控制，所以系統(tǒng)的操

39、作權(quán)限應(yīng)有嚴格的管理，以保障系統(tǒng)的操作安全。對操作人員以用戶名和密碼的方式進行身份的鑒別和管制。4.報警功能當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或現(xiàn)場的設(shè)備出現(xiàn)故障及監(jiān)控的參數(shù)越限時，系統(tǒng)均產(chǎn)生報警信號，報警信號始終出現(xiàn)在顯示屏最下端，并且設(shè)置有報警記錄界面供仔細查詢。系統(tǒng)設(shè)置有聲光報警，操作員必須進行確認才能解除聲音報警信號，但光報警信號直到真正的報警消除才能解除，此報警功能可通過對PLC控制器編寫程序?qū)崿F(xiàn)。5.報表打印功能報表打印功能是監(jiān)控系統(tǒng)的一項基本功能，有助于管理的規(guī)范化和減少操作人員的勞動強度。由操作人員自行定義各類維護報表，可根據(jù)需要隨時打印各種報表?？筛鶕?jù)定時控制功能，自動定時打印日報表、星期報表、

40、月報表、年報表。6.歷史數(shù)據(jù)查詢功能1) 歷史數(shù)據(jù)的存儲和檢索：所有收集的實時數(shù)據(jù)都必須按時序依次存儲。用戶可定期將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存成歷史數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)保存期為1年，但可轉(zhuǎn)儲。歷史數(shù)據(jù)的采樣周期應(yīng)可調(diào)。從歷史數(shù)據(jù)能夠計算最小值、最大值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)值、偏差值、累積值和其它特殊的方程式。工程師應(yīng)能在工程師工作站上輸入和編輯歷史數(shù)據(jù)。用這種方法可以輸入外部產(chǎn)生或遺漏的信息。此外，可以根據(jù)最新被輸入的或被編輯數(shù)據(jù)重新計算歷史計算值。2) 歷史數(shù)據(jù)的顯示： 可按要求進行分類列表，對于變量應(yīng)表明時標(biāo)，屬性，測量范圍，實時值，并用顏色或符號表明數(shù)據(jù)性質(zhì)。也可以在表格上用“指針”選定數(shù)據(jù)點，對其設(shè)定值，測量范圍，數(shù)據(jù)性質(zhì)進行修改(只能由賦予權(quán)利的人員進行)。第五章 廣州中浩控制技術(shù)有限公司簡介一、公司背景：公司前身屬于廣東省科學(xué)院自動化工程研制中心。廣東省科學(xué)院自動化中心成立于1969年，是廣東省唯一的省級自動化研究所和工程中心。是省、市自動化協(xié)會的常務(wù)理事單位。擁有全省自動化領(lǐng)域唯一的重點實驗室。自動化中心是科學(xué)院系統(tǒng)中較早定位于應(yīng)用技術(shù)研發(fā)的單位，三十多年來積累了大量的技術(shù)成果和工程應(yīng)用經(jīng)驗。順應(yīng)國家和廣東省科研體制改革的要求，中心按現(xiàn)代企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，參股設(shè)立面向市場的專業(yè)化公司，作為科技