一种用于炼钢厂的集中控制系统

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种用于炼钢厂的集中控制系统。

背景技术

在炼钢厂里生产线上基础设备有若干台，在现有技术中，电气控制系统大多采用每台设备单独控制，或每条生产子线单独控制，只能做到单台设备或者单条生产线的自动化，不能实现整个生产过程的集中控制和整个生产过程的高度自动化。由于冶金工业生产现场高温、高金属粉尘，环境极其恶劣，且所有基础设备24小时全天候保障生产不停机运行。工业生产现场若发生故障，极易造成现场生产停机停产，对工厂造成较大的经济损失。而且每台设备通过工作人员值守，通过多人换班进行全程监控，人力成本较大，因此，有必要寻求一种能进行集中监控的系统。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种用于炼钢厂的集中控制系统，解决目前炼钢厂需要人工值守，导致人力成本较大，以及当前生产现场基础设备不能集中控制的问题，既能避免经济损失，又能提高生产的安全性。

为实现上述技术目的，本发明提出的技术方案为：

一种用于炼钢厂的集中控制系统，所述炼钢厂内设置有多个基础设备，所述集中控制系统包括远程控制终端和至少两个现场控制端；所述远程控制终端通讯连接所述现场控制端；所述现场控制端通讯连接所述基础设备；

所述远程监控终端包括处理器、监控系统和至少两个监控模块；

所述监控模块电连接所述监控系统，通过所述监控系统获取所述现场控制端采集的信息；

所述处理器对所述采集的信息进行处理，并根据处理结果向对应的所述监控模块发送控制指令；

所述监控模块将所述控制指令发送至对应的现场控制端；

所述现场控制端设置在炼钢厂处，所述现场控制端根据接收的控制指令控制所述炼钢厂内的基础设备。

进一步的，所述监控模块为两个，包括第一监控模块和第二监控模块；

所述第一监控模块电连接所述监控系统，通过所述监控系统获取所述现场控制端采集的信息，并通过所述第一监控模块向所述现场控制端发送第一控制指令；

所述第二监控模块电连接所述监控系统，通过所述监控系统获取所述现场控制端采集的信息，并通过所述第二监控模块向所述现场控制端发送第二控制指令；

所述现场控制端根据所述第一控制指令和/或所述第二控制指令控制所述炼钢厂内的基础设备。

进一步的，在所述远程控制终端包括工程师站；所述第一监控模块设置在所述工程师站，工程师通过所述第一监控模块实现控制、管理所述现场控制端。

进一步的，所述第一监控模块与所述现场控制端设置有第一权限，在所述第一权限的作用下，工程师通过第一监控模块实现控制、管理所述现场控制端。

进一步的，在所述远程控制终端包括操作员站；所述第二监控模块设置在操作员站，操作员通过所述第二监控模块实现监视、控制所述现场控制端。

进一步的，所述第二监控模块与所述现场控制端设置有第二权限，在所述第二权限的作用下，工程师通过第二监控模块实现监视、控制所述现场控制端。

进一步的，所述现场控制端包括集成网关平台和集成控制平台，所述集成网关平台与所述远程控制终端通讯连接，所述集成控制平台与所述基础设备通讯连接。

进一步的，所述集成控制平台包括工业计算机、热冗余中央控制器和交换机；所述工业计算机和所述热冗余中央控制器通过所述交换机进行通讯连接；所述工业计算机与所述集成网关平台通讯连接，所述热冗余中央控制器与基础设备通讯连接。

进一步的，所述热冗余中央控制器包括至少两个主控模块，每个主控模块均与所述现场控制端的所有基础设备通讯连接，以实现冗余通讯连接的结构。

进一步的，所述集成控制平台还包括报警单元，用于提供报警信息；所述报警单元包括远程报警模块和现场报警模块；所述远程报警模块通过发送短信消息实现报警；所述现场报警模块通过设置在所述基础设备附近的声光报警器实现报警。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明使用一个远程控制终端与多个现场控制端的通讯连接控制，实现了一个远程控制终端能够同时控制、管理多个炼钢产内基础设备的运行状态，从而能够提高系统的可靠性，提高炼钢生产的工作效率，减轻劳动强度，节省人力物力，降低生产成本；

本发明通讯线路发生故障时，可实现无干扰自行切换至冗余通路，现场信号的接收和发送不会对远程控制站点传送指令和数据产生任何影响，从而达到不影响系统工作的目的；

本发明的若干个主控模块的冗余通讯连接的关系，使主控模块都具有程序自动跟踪和勿扰切换功能，为实现远距离集中控制提供极大的保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的用于炼钢厂的集中控制系统示意图一；

图2为本发明实施例提供的用于炼钢厂的集中控制系统示意图二。

具体实施方式

在本申请的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请而不是要求本申请必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。本申请中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

首先，本申请提出了一种用于炼钢厂的集中控制系统，该集中控制系统包括远程控制终端和若干现场控制端，其中，每个现场控制端分别控制一个炼钢厂的基础设备状态，通过远程控制终端与若干现场控制终端的通讯连接，实现了通过一个远程控制终端同时监视和控制多个炼钢厂的基础设备状态，能够有效提高炼钢生产的工作效率，并减轻工作人员的劳动强度、降低生产成本。

其次，在描述本申请用于炼钢厂的集中控制系统的技术方案之前，先介绍一下本申请实施例中集中控制系统所适用的炼钢厂的应用环境。

每个炼钢厂的工作现场称之为现场端，在炼钢厂的工作现场设置有基础设备，包括多台控制设备和控制柜；其中，控制设备和控制柜通讯连接，控制设备用于控制生产线的运行状态。因此，通过现场端的控制柜能够根据接收到的控制指令控制控制设备，通过控制设备实现对炼钢厂生产线运行状态的控制。

具体的，每台控制设备和控制柜分别连接有若干显示模块、检测模块、执行模块和I/O模块。通过I/O模块能够实现不同控制设备与控制柜之间的硬接线，也即通过电线实现电连接。检测模块包括行程开关和传感器，用于获取生产线运行过程中的相关信息；通过显示模块可以显示炼钢厂当前生产线的一些参数信息或者图像画面；执行模块通过执行接收的控制指令实现控制、调整生产线的运行状态。

以下结合附图1-2详细描述本发明的用于炼钢厂的集中控制系统，包括远程控制终端和至少两个现场控制端；所述远程控制终端通讯连接所述现场控制端；所述现场控制端通讯连接所述基础设备；

所述远程监控终端包括处理器、监控系统和至少两个监控模块；所述监控模块电连接所述监控系统，通过所述监控系统获取所述现场控制端采集的信息；所述处理器对所述采集的信息进行处理，并根据处理结果向对应的所述监控模块发送控制指令；所述监控模块将所述控制指令发送至对应的现场控制端；所述现场控制端设置在炼钢厂处，所述现场控制端根据接收的控制指令控制所述炼钢厂内的基础设备。

本申请中用于炼钢厂的集中控制系统的远程控制终端通讯连接多个炼钢厂处的现场控制端，现场控制端均独立控制一个炼钢厂内的基础设备；即通过现场控制端分别获取不同炼钢厂内基础设备的相关信息，并发送至远程监控终端，这样远程监控终端就能同时获取多个炼钢厂内基础设备的相关信息，由远程监控终端对相关信息进行处理，并作出不同的控制指令；然后向对应的现场控制端发送控制指令，由现场控制端执行控制指令实现控制、调整炼钢厂内现场的基础设备。通过一个远程控制终端同时监视和控制多个炼钢厂的基础设备状态，能够有效提高炼钢生产的工作效率，并减轻工作人员的劳动强度、降低生产成本。

在本申请实施例中，所述监控模块为两个，包括第一监控模块和第二监控模块；所述第一监控模块电连接所述监控系统，通过所述监控系统获取所述现场控制端采集的信息，并通过所述第一监控模块向所述现场控制端发送第一控制指令；所述第二监控模块电连接所述监控系统，通过所述监控系统获取所述现场控制端采集的信息并通过所述第二监控模块向所述现场控制端发送第二控制指令；所述现场控制端根据所述第一控制指令和/或所述第二控制指令控制所述炼钢厂内的基础设备。

在本申请实施例中监控模块设置有两个，通过两个监控模块能够同时向所有现场控制端发送不同的控制指令(第一控制指令和第二控制指令)，当现场控制端仅接收第一控制指令(或第二控制指令)时，现场控制端根据接收到的第一控制指令(或第二控制指令)控制对应炼钢厂内的基础设备的运行状态；当现场控制端先后接收第一控制指令和第二控制指令时，现场控制端根据接收的先后顺序分别依次执行第一控制指令和第二控制指令；当现场控制端同时接收到第一控制指令和第二控制指令，对两个控制指令进行处理，并根据处理结果执行；例如，判断两个控制指令的优先级，选择优先级高的控制指令执行。通过设置两个监控模块，能够实现通过多端对炼钢厂的控制。

在一些实施例中，所述远程控制终端包括工程师站和所述操作员站；所述第一监控模块设置在所述工程师站，工程师通过所述第一监控模块实现控制、管理所述现场控制端；所述第二监控模块设置在操作员站，操作员通过所述第二监控模块实现监视、控制所述现场控制端。

通过设置在不同的站点，便于不同层的工作人员使用，具体是工程师站的工程师通过第一监控模块对所有炼钢厂的基础设备运行状态有实时、全面的了解，工程师通过第一监控模块实现控制、管理现场控制端；操作站的操作员通过第二监控模块能够对所有炼钢厂的基础设备的运行状态也有一定的实时了解；操作员通过第二监控模块实现监视、控制现场控制端。这样通过多种控制方式有效的提高了炼钢厂的基础设备的控制效果。

在本申请一实施例中，所述现场控制端包括集成网关平台和集成控制平台，所述集成网关平台与所述远程控制终端通讯连接，所述集成控制平台与所述基础设备通讯连接。所述集成控制平台包括工业计算机、热冗余中央控制器和交换机；所述工业计算机和所述热冗余中央控制器通过所述交换机进行通讯连接；所述工业计算机与所述集成网关平台通讯连接，所述热冗余中央控制器与基础设备通讯连接。

具体的，远程控制终端与现场控制端的集成网关平台通过以太网通讯连接，集成网关平台与工业计算机通过以太网进行通讯连接，工业计算机与热冗余中央控制器通过交换机以TCP/IP以太网协议进行通讯；热冗余中央控制器分别与各基础设备通过工业总线协议进行通讯连接。

现场控制端和远程控制终端以集成网关平台为中心进行数据交换，而集成控制平台即作为整个炼钢厂的生产线的控制中心，又作为远程控制终端的管理对象存在，也就说，远程控制终端通过现场控制端的集成控制平台实现对炼钢厂内各个生产线的控制。

在本申请一实施例中，远程控制终端有多台分布式应用服务器及工业大屏幕，分别设置在工程师站和操作员站，通过应用服务器能够实现数据的处理分析，并将一些相应的结果通过工业大屏幕展示出来，以便工程师和操作员能够直观的了解。具体在大屏幕上实现生产过程的实时动态演示，并通过数据库软件自动生成产品档案建立、生产线产品报表，实现产品质量检测、产品质量追索。

在本申请一实施例中，工程师站通过第一监控模块与工业计算机进行以太网连接，工程师通过第一监控模块实时了解、掌握全部炼钢厂的信息，第一监控模块与工业计算机之间设置第一权限，在第一权限的作用下，工程师通过第一监控模块实现控制、管理现场控制端；操作员站通过第二监控装置与工业计算机进行以太网连接，操作员通过第二监控模块实时掌握全部炼钢厂的信息，第二监控模块与工业计算机之间设置第二权限，在第二权限的作用下，操作员通过第二监控模块实现监视、控制现场控制端。通过设置的第一权限和第二权限能够很好的将工程师站和操作员站能够实现的功能区别开，而且对于基础的控制功能，工程师站和操作员均能实现，从而实现通过远程控制终端中的工程师站和操作员站对全部炼钢厂的基础设备进行有效的控制，效率更高。

在本申请一实施例中，工程师站和操作员站可以为移动终端，例如带通讯接口的常规电脑，通过使用电脑和对应的监控软件实现实时监视和控制。通过使用移动终端，能够提高远程控制终端配置的灵活性、便捷性。

在本申请一实施例中，热冗余中央控制器选用工控机(即工业控制计算机)作为集中控制器，所述集中控制器包括多个主控模块，每个主控模块均与该现场控制端的所有基础设通讯连接，具体每个主控模块分别与各基础设备的显示单元、检测单元、执行单元和I/O模块通过工业总线协议进行通讯连接。通过该连接方式能够实现程序自动跟踪和勿扰切换功能，例如，工程师站下装程序至其中一个主控模块之后，剩余的主控模块可自行检测跟踪新程序；如果其中一个主控模块故障，冗余的主控模块可无扰进入工作状态，同时远程控制站会接收这个主控模块故障报警器的提示。这种多冗余以太网控制技术为实现远距离集中控制提供极大的保障。

也就是说，本申请集中控制器的主控模块与基础设备之间的通讯连接为冗余设置，一方面，在一个主控模块更新时，其他主控模块能够通过检测识别实现自动更新；另一方面，一个主控模块在控制时出现故障，冗余设置的其他主控模块直接切换进入工作状态，实现持续控制，避免等待远程终端控制指令而耽误炼钢厂的生产，有效的提高了炼钢厂生产线控制的安全性和可靠性。

在本申请实施例中，多个主控模块分别为主控模块A1、主控模块A2、……主控模块An，其中n可以为整数2、3、4、5、6、7、8、9，大于10的整数。各主控模块与集成网关平台之间进行通讯，可接收命令和反馈信息；通过集成网关平台实现各主控模块之间数据的交换，能够有效实现现场控制端的控制安全、效率。

在本申请一实施例中，集成控制平台还包括报警单元，用于提供报警信息，所述报警单元包括远程报警模块和现场报警模块，所述远程报警模块通过发送短信消息实现报警，具体是向移动终端(例如，手机)发送短信报警信息，提醒移动终端的监控人员处理对应的短信报警信息；所述现场报警模块为声光报警器，设置在基础设备附近，通过声光报警器发出的声音和闪烁的光提醒现场维护人员前去查看异常情况，并进行相关的维护。

基于本申请的集中控制系统，对炼钢厂的基础设备进行监视、控制的过程大致为：

一、现场控制端采集的数据发送至远程控制终端，并通过远程控制终端显示的过程；

热冗余中央控制器根据工业计算机发出的指令要求，通过检测单元读取各个基础设备的状态数据，并将基础设备的状态数据通过工业计算机发送至集成网关平台，集成网关平台将所有炼钢厂基础设备的状态数据发送至远程控制终端，从而实现通过远程控制终端实现对生产过程中全部的基础设备进行状态监控，通过组态软件在大屏幕上实现生产过程的实时动态演示，并通过数据库软件自动生成产品档案建立、生产线产品报表，实现产品质量检测、产品质量追索。

二、远程控制终端对采集的数据进行处理，并根据处理结果发出控制指令，从而实现对现场控制端基础设备的控制的过程；

远程监控终端根据处理结果，工程师可以通过第一监控模块向集成网关平台发送第一控制指令，操作员可以通过第二监控模块向集成网关平台发送第二控制指令，集成网关平台将第一控制指令和第二控制指令发送给集成控制平台的工业计算机，在交换机的作用下，热冗余中央控制器接收第一控制指令和/或第二控制指令，并根据实际情况输出控制指令到基础设备的执行单元，从而实现最终的控制。

本申请一实施例中，所述集成控制平台可以采用常规技术的监控模块、数据采集装置和接口装置，具体的通信关系均为现有技术，在此处不再详细赘述。集成网关平台可以采用常规技术的网络，也可采用车间级DeviceNet网络，其是一种低成本面向底层工业设备联网解决方案，多达64个节点，多支线的网络结构，并提供了对这些设备智能化信息进行存取的有效途径，采用DeviceNet，可以通过开放网络将设备直接连接到工厂级控制器上，从而省去了每台设备到I/O模块的硬接线，这种直接连接大大降低了代价不菲而又费时的接线工作量。其中，DeviceNet是开放的网络技术，符合IEC 62026标准，欧洲EN50325标准，2002年DeviceNet又被批准成为第一个真正意义上的中国国家现场总线标准之一(GB/T18858.3-2002)这无疑使DeviceNet成为更过国内用户的信息之选。它的配置包括控制器，I/O模块，传感器还有人机界面，电缆介质，电机控制，驱动器和运动控制在内的全线产品。

本发明远程控制终端与现场控制端之间的通讯畅通，提高系统的可靠性，提高炼钢生产的工作效率，减轻劳动强度，节省人力物力，降低生产成本；

本发明在通讯线路发生故障时，可实现无干扰自行切换至冗余通路，现场信号的接收和发送不会对远程控制站点传送指令和数据产生任何影响，从而达到不影响系统工作的目的；

本发明的若干个主控模块都具有程序自动跟踪更新和勿扰切换功能，为实现远距离集中控制提供极大的保障。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。