一种工业窑炉DCS控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种工业窑炉DCS控制系统，包括主机CPU和备用CPU，所述主机CPU一方面通过第一过程控制网SCnet交换机连接所述工程师站PC机ES

【技术实现步骤摘要】
一种工业窑炉DCS控制系统


[0001]本技术涉及工业窑炉控制系统，尤其涉及一种立式炭材烘干窑的DCS控制系统。

技术介绍

[0002]目前，工业窑炉产业结构不断优化，窑炉生产工艺落后以及环保、能耗不达标的产能不断退出，特别是近几年，多种行业对先进装备愈加重视，一批产能置换、环保搬迁、产业转移等项目，普遍配套单体产能高、工艺装备先进的烘干窑、回转窑、套筒窑、预热炉等工业窑炉设备，其中立式炭材烘干窑因其烘干后的破损率低、节能环保优势明显致其市场占比极高，是工业窑炉中典型的代表。
[0003]立式炭材烘干窑采用预热、热风和降温三个不同的烘干区域对物料进行烘干，能有效的防止发生原料爆裂现象和防止二次破损。立式炭材烘干窑的控制系统多采用PLC系统，PLC控制系统是基于单机逻辑控制开发的，系统稳定性依赖唯一控制链路，一旦控制链路中的部分设备故障，整个控制系统必然崩溃。由于化工系统的整体性要求，生产过程一旦中断会造成严重的经济损失。

技术实现思路

[0004]根据上述提出的PLC控制系统稳定性和可靠性不佳不适合在化工和冶炼行业中应用的技术问题，而提供一种立式炭材烘干窑的DCS控制系统。本技术主要基于冗余链路开发设计的DCS系统，能够实现工业窑炉的分散控制和集中管理，提高了控制系统的稳定性和可靠性，更适合在化工和冶炼行业中的应用。
[0005]本技术采用的技术手段如下：
[0006]一种工业窑炉DCS控制系统，包括：
[0007]工程师站PC机ES
‑
PC、操作站PC机OS
‑
PC以及边缘服务器Edge
‑
PC；
[0008]过程控制网SCnet交换机系统，所述过程控制网SCnet交换机系统包括第一过程控制网SCnet交换机和第二过程控制网SCnet交换机；
[0009]主控制系统，所述主控系统包括主机CPU和备用CPU；
[0010]I/O总线E
‑
BUS交换机系统，所述I/O总线E
‑
BUS交换机系统包括第一I/O总线E
‑
BUS交换机和第二I/O总线E
‑
BUS交换机；
[0011]以及控制子站SSR；
[0012]所述主机CPU一方面通过第一过程控制网SCnet交换机连接所述工程师站PC机ES
‑
PC、操作站PC机OS
‑
PC以及边缘服务器Edge
‑
PC，另一方面通过第一I/O总线E
‑
BUS交换机连接所述控制子站SSR；
[0013]所述备用CPU一方面通过第二过程控制网SCnet交换机连接所述工程师站PC机ES
‑
PC、操作站PC机OS
‑
PC以及边缘服务器Edge
‑
PC，另一方面通过第二I/O总线E
‑
BUS交换机连接所述控制子站SSR。
[0014]进一步地，系统还包括第三方控制器O
‑
PLC，所述第三方控制器O
‑
PLC分别通过第一I/O总线E
‑
BUS交换机和第二I/O总线E
‑
BUS交换机连接控制子站SSR。
[0015]进一步地，所述控制子站SSR包括窑前控制子站、窑顶控制子站、窑底控制子站、窑后控制子站以及低压配电室控制子站。
[0016]进一步地，在所述过程控制网SCnet交换机系统中，SCnet网络连接方式采用冗余星型连接。
[0017]进一步地，所述I/O总线E
‑
BUS交换机系统中，采用冗余双环型网络方式与多个控制子站SSR环绕相连形成双闭环E
‑
Bus总线。
[0018]进一步地，所述窑顶控制子站内配置有ModbusTCP通讯模块，通过所述ModbusTCP通讯模块与CANWeb主站模块实时通信，所述CANWeb主站模块通过轮训方式接收各CANWeb子站模块发送的温度信号，每个所述CANWeb子站模块用于对应采集工业窑炉内一层结构的温度数据。
[0019]进一步地，所述低压配电室控制子站内配置一ProfiNet通讯模块，所述ProfiNet通讯模块与变频器VVVF通讯实现对电动机驱动速度的调节。
[0020]本技术具有以下优点：
[0021]1、本技术公开的DCS控制系统是基于冗余链路进行开发设计的，主要特征是分散控制集中管理，兼顾分而自治和综合协调的设计理念，其稳定性和可靠性更高，更适合在化工和冶炼行业中的应用，易于满足我国国家的工程项目控制系统验收规范要求。
[0022]2、本技术应用冗余双星型和冗余双环型相结合的网络技术，增强了工业窑炉智能化实际应用的技术储备。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本技术一种工业窑炉DCS控制系统硬件架构图。
[0025]图中：101、主机CPU；102、备用CPU；103、工程师站PC机ES
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PC；104、操作站PC机OS
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PC；105、边缘服务器Edge
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PC；106
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A、第一过程控制网SCnet交换机SC
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Switch；106
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B、第二过程控制网SCnet交换机SC
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Switch；107
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A、第一I/O总线E
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BUS交换机E
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Switch；107
‑
B、第二I/O总线E
‑
BUS交换机E
‑
Switch；108、控制子站SSR；108
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1、窑前控制子站；108
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2、窑顶控制子站；108
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3、窑底控制子站；108
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4、窑后控制子站；108
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5、低压配电室控制子站；109、第三方控制器O
‑
PLC；110、变频器VVVF；111、CANWeb子站模块；112、CANWeb主站模块；113、ModbusTCP通讯模块；114、ProfiNet通讯模块。
具体实施方式
[0026]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施
例，本领域普通技术人员在没有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业窑炉DCS控制系统，其特征在于，包括：工程师站PC机ES
‑
PC(103)、操作站PC机OS
‑
PC(104)以及边缘服务器Edge
‑
PC(105)；过程控制网SCnet交换机系统，所述过程控制网SCnet交换机系统包括第一过程控制网SCnet交换机(106
‑
A)和第二过程控制网SCnet交换机(106
‑
B)；主控制系统，所述主控制系统包括主机CPU(101)和备用CPU(102)；I/O总线E
‑
BUS交换机系统，所述I/O总线E
‑
BUS交换机系统包括第一I/O总线E
‑
BUS交换机(107
‑
A)和第二I/O总线E
‑
BUS交换机(107
‑
B)；以及控制子站SSR(108)；所述主机CPU(101)一方面通过第一过程控制网SCnet交换机(106
‑
A)连接所述工程师站PC机ES
‑
PC(103)、操作站PC机OS
‑
PC(104)以及边缘服务器Edge
‑
PC(105)，另一方面通过第一I/O总线E
‑
BUS交换机(107
‑
A)连接所述控制子站SSR(108)；所述备用CPU(102)一方面通过第二过程控制网SCnet交换机(106
‑
B)连接所述工程师站PC机ES
‑
PC(103)、操作站PC机OS
‑
PC(104)以及边缘服务器Edge
‑
PC(105)，另一方面通过第二I/O总线E
‑
BUS交换机(107
‑
B)连接所述控制子站SSR(108)。2.根据权利要求1所述的一种工业窑炉DCS控制系统，其特征在于，系...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷端玉，庞宏伟，王海铭，刘东乐，梁斌，郭亮，
申请(专利权)人：大连重工机电设备成套有限公司，
类型：新型
国别省市：