苗應(yīng)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(dòng)化生產(chǎn)綜合管理的實(shí)施意義

金屬冶煉工業(yè)是重金屬污染的主要源頭，其對(duì)自然環(huán)境質(zhì)量具有嚴(yán)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(dá)2000萬公頃，約占全國耕地面積的五分之一。同時(shí)，在多種重金屬污染類型當(dāng)中，又以鉛及相關(guān)化合物的污染最為嚴(yán)重。鉛元素一旦通過飲水、呼吸等途徑進(jìn)入到人體后，很難被自動(dòng)排除，進(jìn)而在積累一定量級(jí)后造成人出現(xiàn)疲勞、關(guān)節(jié)痛、頭痛等中毒癥狀，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致肝腎永久性損害、心臟衰竭等問題，對(duì)人的生命安全造成嚴(yán)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(diǎn)，且保有迫切的技術(shù)升級(jí)與管理優(yōu)化需求。由此，做好煙氣治理自動(dòng)化生產(chǎn)的綜合管理工作，對(duì)鉛鋅冶煉企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展具有重要作用，同時(shí)也是響應(yīng)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(dòng)化生產(chǎn)綜合管理的實(shí)施策略

（1）大規(guī)模鉛鋅冶煉煙氣治理自動(dòng)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(dòng)化生產(chǎn)體系主要以現(xiàn)場總線傳輸數(shù)字信號(hào)的方式實(shí)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(diǎn)。同時(shí)，基于現(xiàn)場總線控制的標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行模式，相關(guān)人員可通過布線結(jié)構(gòu)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)設(shè)備間數(shù)據(jù)信息的靈活轉(zhuǎn)換，從而對(duì)生產(chǎn)體系中不同環(huán)節(jié)、不同設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行針對(duì)性采集，進(jìn)而達(dá)成煙氣治理生產(chǎn)線整體的精準(zhǔn)控制與自動(dòng)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(duì)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)?？刂菩枨螅瑒t需要進(jìn)行相對(duì)復(fù)雜的控制網(wǎng)絡(luò)布設(shè)處理。具體來講，可同時(shí)應(yīng)用FF（H1）、Profibus-DP等多種總線類型，實(shí)現(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)控制網(wǎng)絡(luò)的集成架設(shè)。

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

其后，將工業(yè)以太網(wǎng)作為生產(chǎn)線運(yùn)行過程的監(jiān)控基礎(chǔ)，建立RTU通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)FF（H1）總線與Profibus-DP總線的數(shù)據(jù)交流，并在平臺(tái)系統(tǒng)服務(wù)器中裝設(shè)OPC軟件，以此實(shí)現(xiàn)采集層與監(jiān)控層之間生產(chǎn)線數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)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(shè)，以及平臺(tái)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫、操作站等軟件模塊的足量安裝，實(shí)現(xiàn)不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)、不同控制對(duì)象的信息集成?；诖耍賾?yīng)用專業(yè)的工作站軟件提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能，從而在達(dá)成工程師站、操作員站、監(jiān)視站等子站協(xié)同控制的同時(shí)，搭建出子站間雙向?yàn)g覽操作信息的通信渠道。

最后，基于鉛配料燒結(jié)、動(dòng)力波洗滌、WSA制酸、鋅沸騰焙燒四個(gè)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(shè)備進(jìn)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(dòng)化生產(chǎn)中的各條生產(chǎn)線便可達(dá)成一體化，進(jìn)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(luò)控制結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)的應(yīng)用背景下，當(dāng)某一工藝環(huán)節(jié)的運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)問題時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)控制設(shè)備停車，并向遠(yuǎn)程監(jiān)控人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)，繼而降低系統(tǒng)整體的異常運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，為鉛鋅冶煉煙氣治理生產(chǎn)線的高質(zhì)高效運(yùn)行保駕護(hù)航[2]。

（2）大規(guī)模鉛鋅冶煉煙氣治理自動(dòng)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(chǔ)，并引入了COM/DCOM技術(shù)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(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，主要涉及到數(shù)據(jù)管理、調(diào)度管理、系統(tǒng)管理三個(gè)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(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù)與管理，如產(chǎn)品信息、設(shè)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(shí)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(duì)操作用戶設(shè)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(duì)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的管理價(jià)值具有決定性作用。在實(shí)際的運(yùn)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(duì)當(dāng)月的鉛產(chǎn)量、鋅產(chǎn)量進(jìn)行科學(xué)預(yù)測，繼而推斷出相應(yīng)的煙氣產(chǎn)生量級(jí)。由此，再制定出各生產(chǎn)線的月度生產(chǎn)計(jì)劃，并將計(jì)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(dòng)總線控制系統(tǒng)中的PLC控制設(shè)備，達(dá)成相關(guān)設(shè)備動(dòng)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(shí)，實(shí)現(xiàn)煙氣量級(jí)的有效降低，將鉛鋅冶煉煙氣治理生產(chǎn)活動(dòng)控制在經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益俱佳的理想水平當(dāng)中[3]。

（3）大規(guī)模鉛鋅冶煉煙氣治理自動(dòng)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(dòng)化生產(chǎn)活動(dòng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障，其主要采用“客戶機(jī)—服務(wù)器”為系統(tǒng)運(yùn)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(shí)現(xiàn)各生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)化、開放化監(jiān)控管理。在集中監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過程中，主要涉及到生產(chǎn)管理、設(shè)備管理、儀表管理三個(gè)功能分區(qū)。其中，生產(chǎn)管理功能主要基于生產(chǎn)計(jì)劃，對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)信息與既往生產(chǎn)信息進(jìn)行監(jiān)管分析；設(shè)備管理功能主要圍繞各類生產(chǎn)設(shè)備展開，實(shí)施運(yùn)行狀態(tài)檢查、運(yùn)行趨勢預(yù)測、遠(yuǎn)程故障診斷與庫存量級(jí)管理等監(jiān)管行為；儀表管理功能主要基于人工錄入的預(yù)設(shè)參數(shù)，對(duì)儀表設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查，并發(fā)出異常儀表數(shù)據(jù)的報(bào)警信號(hào)。在集中監(jiān)測系統(tǒng)的功能支持下，相關(guān)人員可快速發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線運(yùn)行過程中存在的故障問題，還可了解當(dāng)前設(shè)備、儀表應(yīng)用中存在的安全隱患，進(jìn)而及時(shí)實(shí)施出設(shè)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(yùn)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(shí)施出自動(dòng)化、信息化的綜合管理策略，對(duì)鉛鋅冶煉生產(chǎn)線的綠色安全運(yùn)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(xué)設(shè)置，搭建出大規(guī)模鉛鋅冶煉煙氣治理自動(dòng)化生產(chǎn)的綜合管理體系，能有效實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài)的全面、實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)而將故障問題的影響能力降至最低水平。