黄磷炉智能容错控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种黄磷炉智能容错控制系统，包括两个单机黄磷炉智能控制系统，各个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机与其执行机构通过RS485通讯方式连接，两个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机之间通过RS485通讯方式连接，两个单机黄磷炉智能控制系统的执行机构之间通过RS485通讯方式连接，使两个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机、执行机构之间构成双向环形数据网络，两个单机黄磷炉智能控制系统的执行机构均通过一硬件开关转换电路与升降控制系统连接，所述硬件开关转换电路用于接收执行机构的控制信号，实现两个单机黄磷炉智能控制系统的输出控制切换。其较好地解决了当前自动化装置可靠性问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及黄磷生产
，特别涉及一种黄磷炉智能容错控制系统。
技术介绍
黄磷电炉是黄磷冶炼企业的重点设备，而电冶炼的电能消耗十分巨大，在企业产品生产成本中最高可达75％以上。同时，由于人工操作的技术限制及专注程度，可能导致黄磷冶炼不是处于最佳工况，造成电能的多余消耗。因此，采用新型黄磷电炉智能控制系统，保证黄磷电炉始终处于最佳工况，来达到降低黄磷电炉的能耗，改善黄磷电炉工况的目的。从上世纪九十年代末期， 国内就开始致力黄磷冶炼生产中的人工手动操作自动化设备的开发和研制，但囿于技术水平的限制和对黄磷炉工艺了解的不足，一直不能投入工厂生产实际使用。直到基于专利号（ZL201520187689）的新型黄磷炉智能控制系统的出现，才基本解决了黄磷冶炼生产的自动化设备实用问题。但由于黄磷炉生产现场的恶劣环境对自动化设备有极强的腐蚀作用，虽然当前使用的新型黄磷炉智能控制系统也在设备可靠性方面做了大量的改善，当前智能控制系统也只能延长自动化设备使用寿命到一年左右，而黄磷冶炼是24小时不间断过程，当受黄磷炉生产现场的恶劣环境影响致自动化设备损坏，就会影响整个黄磷冶炼工艺，给工厂生产造成损失。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种黄磷炉智能容错控制系统，避免了某个部件出现故障导致整个自动化冶炼系统完全不能工作的情况，既可较好解决黄磷炉自动化控制问题，又可在当前使用的单机黄磷炉智能控制系统出现故障时，实时不停机的自动转为备用单机黄磷炉智能控制系统进行控制，较好地解决了当前自动化装置可靠性问题，并成功运用于黄磷电炉冶炼企业，且本系统智能化程度高，大大及降低工人劳动强度，且更节能，可靠，使用寿命长。本技术的技术方案是：一种黄磷炉智能容错控制系统，包括两个单机黄磷炉智能控制系统，各个单机黄磷炉智能控制系统均包括主控计算机和执行机构，各个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机与其执行机构之间建立通讯连接，各个单机黄磷炉智能控制系统的执行机构用于接收手动命令输入以及数据采集单元采集的黄磷炉的电极运行参数，并将采集到的电极运行参数传递给主控计算机，主控计算机用于接收电极运行参数，输出相应控制指令给执行机构；两个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机之间建立通讯连接，两个单机黄磷炉智能控制系统的执行机构之间建立通讯连接，使两个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机、执行机构之间构成双向环形数据网络，通过该环形数据网络的数据交换，相互监测该环形数据网络内各个智能控制部件是否运行正常，并在监测到运行异常后自动启动系统转换；两个单机黄磷炉智能控制系统的执行机构均通过一硬件开关转换电路与升降控制系统连接，所述执行机构用于接收主控计算机的控制指令，输出控制信号经硬件开关转换电路和输出控制电路传递给升降控制系统，控制电极的运动状态。各个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机与其执行机构之间通过RS485通讯方式连接，两个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机之间通过RS485通讯方式连接，两个单机黄磷炉智能控制系统的执行机构之间通过RS485通讯方式连接。所述硬件开关转换电路用于接收执行机构的控制信号，实现两个单机黄磷炉智能控制系统的输出控制切换。黄磷炉智能容错控制系统还包括用于给两个单机黄磷炉智能控制系统供电的电源。所述电源采用冗余热备份电源。当冗余热备份电源中某个电源单元发生故障时，另一个处于热备份的单元立刻向两个单机黄磷炉智能控制系统供电。冗余热备份电源中的故障监测单元发出报警信号通知主控计算机。单机黄磷炉智能控制系统的执行机构用于监测其单机内非智能控制部件是否运行正常，若发现故障通知本单机黄磷炉智能控制系统的计算机并由本计算机通过双向环形数据网络通知备用单机黄磷炉智能控制系统自动启动系统转换。非智能控制部件包括数据采集单元、输出控制电路等。所述系统转换可以为在两个单机黄磷炉智能控制系统之间的转换。所述系统转换也可以为在两个单机黄磷炉智能控制系统的某个部件之间的转换，两个单机黄磷炉智能控制系统的某个部件之间的转换时，单独切除了故障部件，通过系统之间的环形数据网络和硬件开关转换电路重新互联构成新的黄磷炉智能控制系统。所述执行机构连接有异常警告系统，所述异常警告系统用于接收报警监测系统的信号，进行异常警告提示。两个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机均通过网络转换器与多台远程监控计算机连接。两个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机均可通过网络转换器与多台远程监控计算机连接，从而构成远程DCS控制系统，进一步拓展其功能。所述网络转换器为工业以太网协议转换器。所述执行机构采用可编程逻辑控制器PLC。黄磷炉智能容错控制系统还包括主控操作台，主控操作台设有手动控制电极升降的开关、手动/自动转换开关、自动模式启动开关以及用于选择运行的单机黄磷炉智能控制系统的选择开关，这些指令输入开关均与两个执行机构连接，以便在黄磷冶炼出现异常时，人工能及时干预。所述主控计算机主要根据当前黄磷炉况，确定相应电极运动以达到最优冶炼模式，改善炉况，达到节能目的，同时，也用于运行状态显示、电极异常提示以及系统故障提示。本技术的有益效果是：本专利技术将两个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机之间通过RS485通讯方式连接，两个单机黄磷炉智能控制系统的执行机构之间通过RS485通讯方式连接，使两个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机、执行机构之间构成双向环形数据网络，通过该环形数据网络的数据交换，相互监测该环形数据网络内各个智能控制部件是否运行正常，并在监测到运行异常后自启动系统转换，自动完成将故障的单机黄磷炉智能控制系统向备份的单机黄磷炉智能控制系统的转换；两个单机黄磷炉智能控制系统的执行机构均通过一硬件开关转换电路与升降控制系统连接，所述硬件开关转换电路用于接收执行机构的指令信号，实现两个单机黄磷炉智能控制系统的输出控制切换，这样构成的新型黄磷炉智能容错控制系统，既可较好解决黄磷炉自动化控制问题，又可在当前使用的单机黄磷炉智能控制系统出现故障时，实时不停机的转为备用单机黄磷炉智能控制系统进行控制而不影响工厂生产。单机黄磷炉智能控制系统自动检测本机故障情况和环形数据网络与其相连接的相邻智能部件的故障情况，并自动切除故障部分，不间断转向备用的系统或部件继续运行。两个单机黄磷炉智能控制系统控制的目标都是相同的，即负责黄磷炉电极的运动控制。因此，新型黄磷炉智能容错控制系统运行时，只有当前运行的单机黄磷炉智能控制系统的控制输出有效，而备用的单机黄磷炉智能控制系统的输出是不允许的，故在新型黄磷炉智能容错控制系统中增加硬件开关转换电路，来实现两个单机黄磷炉智能控制系统的输出控制切换。由于计算机及PLC都是智能设备，具有错误诊断能力，一旦这些智能设备诊断出某个部件故障，通过环形数据通讯链路传播到其它各智能设备，通过交叉比对判断，确定故障部件单元位置，实时转换到另一个无故障的系统以保证黄磷电炉容错智能控制系统正常运行而不受故障单元影响。下面结合附图和具体实施方式作进一步的说明。附图说明图1为本技术的电路原理框图。具体实施方式参见图1，一种黄磷炉智能容错控制系统，采用热备份双套平行控制结构，包括主控操作台和两个单机黄磷炉智能控制系统。各个单机黄磷炉智能控制系统均包括主控计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黄磷炉智能容错控制系统，其特征在于：包括两个单机黄磷炉智能控制系统，各个单机黄磷炉智能控制系统均包括主控计算机和执行机构，各个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机与其执行机构之间建立通讯连接，各个单机黄磷炉智能控制系统的执行机构用于接收手动命令输入以及数据采集单元采集的黄磷炉的电极运行参数，并将采集到的电极运行参数传递给主控计算机，主控计算机用于接收电极运行参数，输出控制指令给执行机构；两个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机之间建立通讯连接，两个单机黄磷炉智能控制系统的执行机构之间建立通讯连接，使两个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机、执行机构之间构成双向环形数据网络，通过该环形数据网络的数据交换，相互监测该环形数据网络内各个智能控制部件是否运行正常，并在监测到运行异常后自启动系统转换；两个单机黄磷炉智能控制系统的执行机构均通过一硬件开关转换电路与升降控制系统连接，所述执行机构用于接收主控计算机的控制指令，输出控制信号经硬件开关转换电路传递给升降控制系统，控制电极的运动状态，所述硬件开关转换电路用于接收执行机构的控制信号，实现两个单机黄磷炉智能控制系统的输出控制切换。

【技术特征摘要】
1.一种黄磷炉智能容错控制系统，其特征在于：包括两个单机黄磷炉智能控制系统，各个单机黄磷炉智能控制系统均包括主控计算机和执行机构，各个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机与其执行机构之间建立通讯连接，各个单机黄磷炉智能控制系统的执行机构用于接收手动命令输入以及数据采集单元采集的黄磷炉的电极运行参数，并将采集到的电极运行参数传递给主控计算机，主控计算机用于接收电极运行参数，输出控制指令给执行机构；两个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机之间建立通讯连接，两个单机黄磷炉智能控制系统的执行机构之间建立通讯连接，使两个单机黄磷炉智能控制系统的主控计算机、执行机构之间构成双向环形数据网络，通过该环形数据网络的数据交换，相互监测该环形数据网络内各个智能控制部件是否运行正常，并在监测到运行异常后自启动系统转换；两个单机黄磷炉智能控制系统的执行机构均通过一硬件开关转换电路与升降控制系统连接，所述执行机构用于接收主控计算机的控制指令，输出控制信号经硬件开关转换电路传递给升降控制系统，控制电极的运动状态，所述硬件开关转换电路用于接收执行机构的控制信号，实现两个单机黄磷炉智能控制系统的输出控制切换。2.根据权利要求1所述的黄磷炉智能容错控制系统，其特征在于：单机黄磷炉智能控制系统的执行机构用于监测其单机内非智能控制部...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏志雄，饶龙彪，
申请(专利权)人：重庆欣黎和工业自动化设备有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50