炼焦生产过程实时集中监视系统设计及其应用

论文摘要

焦炭主要用于高炉炼铁、有色金属冶炼等方面,是钢铁生产不可缺少的原料之一。炼焦生产是一个是多输入多输出的复杂工业过程,包括焦炉加热燃烧过程、焦炉煤气收集过程与焦炉作业过程,生产信息众多而缺乏有效的集成。本文在分析炼焦生产工艺特点与系统需求的基础上,提出一种“实时集中监视”的系统实现方案,设计了一种包括综合生产目标优化与集中监视层、局部过程优化控制层和基础自动化层的递阶体系结构。开发了具有实时数据采集功能的OPC服务器与具有历史数据存储功能的Oracle数据库服务器,为实时集中监视系统提供稳定、可靠的数据源。为了实现OPC服务器中实时生产数据自动转储到关系数据库,采用了OPC、ADO和COM等开发技术,利用VC++开发了C/S体系架构下的OPC客户程序与数据库应用程序,解决了OPC服务器与Oracle数据服务器通信时的数据移植问题。为了保证焦炉的稳顺运行,提出了工况异常时的三级报警与确认机制,并以组态软件WinCC为平台开发了实时集中监视系统,实现了炼焦生产过程的生产流程实时监视、工况异常报警提示、实时与历史趋势显示、生产数据报表统计等功能。系统在某钢铁公司焦化厂得到了实际应用。运行结果表明,系统具有安全、稳定等优点,系统投入运行后提高了企业的自动化程度,大大减轻了工人的劳动强度,实现了炼焦生产状态的在线集中监视,创造了显著的经济效益与社会效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究目标与研究内容
• 1.4 论文构成
• 第二章 系统总体结构
• 2.1 炼焦生产工艺介绍
• 2.2 系统需求分析
• 2.2.1 系统现状及问题
• 2.2.2 系统设计要求
• 2.3 系统总体结构
• 2.3.1 系统体系结构
• 2.3.2 各层次关系
• 2.4 系统功能
• 2.5 小结
• 第三章 服务器端设计
• 3.1 基于OPC的实时数据采集
• 3.1.1 OPC数据访问规范
• 3.1.2 OPC服务器设置
• 3.2 数据库服务器设计
• 3.2.1 数据库管理软件
• 3.2.2 逻辑数据库设计
• 3.2.3 数据库和表的建立
• 3.3 实时数据转储
• 3.3.1 数据传输协议
• 3.3.2 C/S模式架构下的OPC客户端设计
• 3.3.3 数据库应用程序设计
• 3.4 小结
• 第四章 实时集中监视系统设计
• 4.1 实时集中监视系统软件功能结构
• 4.1.1 WinCC组态软件介绍
• 4.1.2 系统软件功能结构
• 4.2 数据采集与通信
• 4.2.1 与OPC服务器的通信
• 4.2.2 与Oracle数据库服务器的通信
• 4.3 实时集中监视系统软件功能模块设计
• 4.3.1 生产过程监视模块
• 4.3.2 报警管理模块
• 4.3.3 综合生产目标显示模块
• 4.3.4 工艺参数实时趋势显示模块
• 4.3.5 报表统计模块
• 4.3.6 系统安全管理模块
• 4.4 小结
• 第五章 工业应用及运行结果
• 5.1 工业应用
• 5.2 运行结果
• 5.3 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果