大規(guī)模鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產(chǎn)綜合管理研究

苗應龍，曾 勇，吳國明

（江西銅業(yè)鉛鋅金屬有限公司，江西 九江 332500）

1 大規(guī)模鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產(chǎn)綜合管理的實施意義

金屬冶煉工業(yè)是重金屬污染的主要源頭，其對自然環(huán)境質(zhì)量具有嚴重的危害性?，F(xiàn)階段，我國遭到重金屬污染的耕地面積高達2000萬公頃，約占全國耕地面積的五分之一。同時，在多種重金屬污染類型當中，又以鉛及相關化合物的污染最為嚴重。鉛元素一旦通過飲水、呼吸等途徑進入到人體后，很難被自動排除，進而在積累一定量級后造成人出現(xiàn)疲勞、關節(jié)痛、頭痛等中毒癥狀，嚴重時甚至會導致肝腎永久性損害、心臟衰竭等問題，對人的生命安全造成嚴重威脅。在此背景下，煙氣治理現(xiàn)已成為金屬冶煉工業(yè)的主要發(fā)展點，且保有迫切的技術升級與管理優(yōu)化需求。由此，做好煙氣治理自動化生產(chǎn)的綜合管理工作，對鉛鋅冶煉企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展具有重要作用，同時也是響應國家工業(yè)環(huán)保政策的必要舉措[1]。

2 大規(guī)模鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產(chǎn)綜合管理的實施策略

（1）大規(guī)模鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產(chǎn)中現(xiàn)場總線系統(tǒng)的控制管理?，F(xiàn)階段，鉛鋅冶煉工業(yè)中的煙氣治理自動化生產(chǎn)體系主要以現(xiàn)場總線傳輸數(shù)字信號的方式實現(xiàn)綜合管理。相比傳統(tǒng)中的集中控制方式，現(xiàn)場總線控制具有布線方便、通信效率高、干擾影響小等特點。同時，基于現(xiàn)場總線控制的標準化運行模式，相關人員可通過布線結(jié)構(gòu)的調(diào)整，實現(xiàn)不同型號設備間數(shù)據(jù)信息的靈活轉(zhuǎn)換，從而對生產(chǎn)體系中不同環(huán)節(jié)、不同設備的運行狀態(tài)進行針對性采集，進而達成煙氣治理生產(chǎn)線整體的精準控制與自動管理。

通常情況下，僅需一條總線即可完成煙氣治理生產(chǎn)線的全面控制，其涉及到的程序編寫結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)交換方式也相對簡單。但如果存在多條煙氣治理生產(chǎn)線、鉛鋅冶煉生產(chǎn)線的大規(guī)?？刂菩枨?，則需要進行相對復雜的控制網(wǎng)絡布設處理。具體來講，可同時應用FF（H1）、Profibus-DP等多種總線類型，實現(xiàn)拓撲結(jié)構(gòu)控制網(wǎng)絡的集成架設。

首先，在Profibus-DP總線下方掛設PLC主站、PLC從站及變頻設備，在FF（H1）總線下方掛設EJA FF協(xié)議變送設備及總線變送設備。由此，可通過PLC端實現(xiàn)生產(chǎn)線中電氣設備的控制管理，并用任一總線接口的分散I/O實現(xiàn)信息采集。

其后，將工業(yè)以太網(wǎng)作為生產(chǎn)線運行過程的監(jiān)控基礎，建立RTU通信協(xié)議實現(xiàn)FF（H1）總線與Profibus-DP總線的數(shù)據(jù)交流，并在平臺系統(tǒng)服務器中裝設OPC軟件，以此實現(xiàn)采集層與監(jiān)控層之間生產(chǎn)線數(shù)據(jù)的實時傳輸與控制反饋。

再后，通過現(xiàn)場環(huán)境中總線線路的合理布設，以及平臺系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫、操作站等軟件模塊的足量安裝，實現(xiàn)不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)、不同控制對象的信息集成?；诖耍賾脤I(yè)的工作站軟件提供網(wǎng)絡服務功能，從而在達成工程師站、操作員站、監(jiān)視站等子站協(xié)同控制的同時，搭建出子站間雙向瀏覽操作信息的通信渠道。

最后，基于鉛配料燒結(jié)、動力波洗滌、WSA制酸、鋅沸騰焙燒四個重要工藝環(huán)節(jié)之間的參數(shù)聯(lián)系性，將DeltaV系統(tǒng)內(nèi)邏輯模塊（如“OR”、“AND”、“NOT”等）、RS寄存器與總線上的PLC控制設備進行聯(lián)結(jié)，從而構(gòu)建出連鎖化的參數(shù)控制體系。這樣一來，大規(guī)模鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產(chǎn)中的各條生產(chǎn)線便可達成一體化，進而形成由下至上的“現(xiàn)場監(jiān)控層—過程監(jiān)控層—調(diào)度監(jiān)控層—總廠辦公室監(jiān)控站”網(wǎng)絡控制結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)的應用背景下，當某一工藝環(huán)節(jié)的運行參數(shù)出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)便會自動控制設備停車，并向遠程監(jiān)控人員發(fā)出報警信號，繼而降低系統(tǒng)整體的異常運行風險，為鉛鋅冶煉煙氣治理生產(chǎn)線的高質(zhì)高效運行保駕護航[2]。

（2）大規(guī)模鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產(chǎn)中優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的控制管理。鉛鋅冶煉煙氣治理生產(chǎn)的優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)以C++Builder5軟件工具與Oracle8數(shù)據(jù)庫作為功能基礎，并引入了COM/DCOM技術作為數(shù)據(jù)共享的條件支持。在優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的實際運行當中，主要涉及到數(shù)據(jù)管理、調(diào)度管理、系統(tǒng)管理三個功能分區(qū)。其中，數(shù)據(jù)管理功能主要用于鉛鋅冶煉煙氣治理生產(chǎn)中基礎數(shù)據(jù)的維護與管理，如產(chǎn)品信息、設備信息、工藝信息等；調(diào)度管理功能是優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的功能核心，其主要通過多種有權(quán)重算法和優(yōu)化算法，實現(xiàn)物料信息、生產(chǎn)工單、下層數(shù)據(jù)接口等數(shù)據(jù)的傳輸與反饋；系統(tǒng)管理功能則主要針對操作用戶設置，用于用戶信息、用戶密碼、用戶權(quán)限的修改與保存。

其中，調(diào)度管理功能模塊對優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的管理價值具有決定性作用。在實際的運行過程中，調(diào)度管理模塊可根據(jù)上方信息管理信息的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過優(yōu)化算法對當月的鉛產(chǎn)量、鋅產(chǎn)量進行科學預測，繼而推斷出相應的煙氣產(chǎn)生量級。由此，再制定出各生產(chǎn)線的月度生產(chǎn)計劃，并將計劃信息以數(shù)據(jù)形式傳輸至下層數(shù)據(jù)接口，以此驅(qū)動總線控制系統(tǒng)中的PLC控制設備，達成相關設備動作的優(yōu)化調(diào)整。這樣一來，便可在保證鉛鋅產(chǎn)量的同時，實現(xiàn)煙氣量級的有效降低，將鉛鋅冶煉煙氣治理生產(chǎn)活動控制在經(jīng)濟效益與環(huán)保效益俱佳的理想水平當中[3]。

（3）大規(guī)模鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產(chǎn)中集中監(jiān)測系統(tǒng)的控制管理。集中監(jiān)測系統(tǒng)是鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產(chǎn)活動穩(wěn)定運行的重要保障，其主要采用“客戶機—服務器”為系統(tǒng)運行模式，在工業(yè)以太網(wǎng)、TCP/IP通信協(xié)議、SQL數(shù)據(jù)庫的功能支持下，實現(xiàn)各生產(chǎn)線的實時化、開放化監(jiān)控管理。在集中監(jiān)測系統(tǒng)的實際運行過程中，主要涉及到生產(chǎn)管理、設備管理、儀表管理三個功能分區(qū)。其中，生產(chǎn)管理功能主要基于生產(chǎn)計劃，對當前生產(chǎn)信息與既往生產(chǎn)信息進行監(jiān)管分析；設備管理功能主要圍繞各類生產(chǎn)設備展開，實施運行狀態(tài)檢查、運行趨勢預測、遠程故障診斷與庫存量級管理等監(jiān)管行為；儀表管理功能主要基于人工錄入的預設參數(shù)，對儀表設備的運行狀態(tài)進行檢查，并發(fā)出異常儀表數(shù)據(jù)的報警信號。在集中監(jiān)測系統(tǒng)的功能支持下，相關人員可快速發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線運行過程中存在的故障問題，還可了解當前設備、儀表應用中存在的安全隱患，進而及時實施出設備更換、現(xiàn)場檢修等行為，為鉛鋅冶煉煙氣治理生產(chǎn)線的安全持續(xù)運行提供支持。

3 總結(jié)

總而言之，明確重金屬煙氣污染的危害性，實施出自動化、信息化的綜合管理策略，對鉛鋅冶煉生產(chǎn)線的綠色安全運行具有重要意義。由本文可知，通過現(xiàn)場總線系統(tǒng)、優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)、集中監(jiān)測系統(tǒng)的科學設置，搭建出大規(guī)模鉛鋅冶煉煙氣治理自動化生產(chǎn)的綜合管理體系，能有效實現(xiàn)生產(chǎn)線運行狀態(tài)的全面、實時監(jiān)控，進而將故障問題的影響能力降至最低水平。