工业自动化及智慧工厂系统

工业自动化及智慧工厂系统

一、系统介绍

1.项目概况

HZ-DCS系列工业自动化控制系统是华自科技股份有限公司结合多平台应用技术自主研发的嵌入式实时多任务操作系统。该系统在数字化工厂的基础上，利用物联网技术和监控技术加强信息管理服务，提高生产过程可控性、减少生产线人工干预，以及合理计划排程。

本系统可广泛应用于粮油食品饮料加工、能源、冶金、化工、轻工等行业，整体技术已达到国内先进水平。

2.系统结构

华自科技HZ-DCS系列过程自动化控制系统采用三层结构，包括控制执行层、监控层和综合管理层。该系统能够轻松地实现生产项目从原料进厂、加工生产、入库储存、出库及产品追溯的全过程自动化控制及信息化管理。为智能制造、智慧工厂体系搭建一个坚实的平台。

二、系统特点

1.全过程控制管理

HZ-DCS控制系统采用OPC技术，轻松地实现与工厂的MES、ERP、CRM等系统实现无缝对接，实现对全过程的控制和管理。

2.强大的现场处理能力

✧充分融合当今先进的控制技术，高性能、高可靠性、开放灵活

✧提供全冗余的系统解决方案，支持电源冗余、CPU冗余、以太网冗余、总线冗

余和I/O冗余，无扰动切换

✧所有IO模块都有单独的CPU

✧数据采集、数据处理、自诊断

✧故障输出保持

✧模块支持带电插拔

✧输入输出均设置隔离及抗干扰措施，所有部件都能抗每米10mV场强的电磁及

无线电干扰

3.开放灵活的组网方式

✧现场层采用Profibus DP和Profinet连接现场的I/O站，另外，还可以通过

Profibus DP/PA、Profinet和Hart连接现场总线设备、智能仪表和其他PLC

系统

✧支持广泛的通信接口和协议，包括：OPC、Ethernet/IP、Profibus DP、Profibus

PA、Profinet、Modbus RTU/TCP、Siemens 3964R、Hart、IEC61850以及用户

自定义通信协议

4.模块化的流程控制

✧HZ-DCS支持IEC61131-3国际标准，可采用5种通用编程语言

✧内嵌多个标准模块、标准操作符以及标准函数

✧针对各个行业的特点及需求，开发了具有很强针对性的标准流程控制模块，大

大减少系统开发调试时间及降低用户维护系统的难度

✧系统支持多达64个任务，支持定时器中断任务和外部硬件中断任务

三、主要功能

1.设备监控子系统

✧设备一键启停控制及预防

✧设备测量与计量

✧设备报警监控

✧运行数据对比及分析、产生协同的实进决策

✧远程客户端监控

2.能源监控子系统

✧实时能耗数据监控

✧能耗分时、分部门、分单位数据监控

✧能源趋势监控

✧能耗年、月、日报表生成

✧能耗数据对比及分析、产生协同的实时决策

✧远程客户端监控

3.生产管理子系统

✧生产计划管理

✧自动化控制/过程控制、物料消耗与跟踪

✧设备停机分析、设备维护管理

✧生产数据对比及分析、产生协同的实时决策

✧远程客户端监控

4.质量/可追溯管理子系统

✧过程标准数据的跟踪与对比

✧工艺质量参数的实时跟踪与报告

✧工艺批次管理、成品质量的追溯及管理

✧质量数据对比及分析、产生协同的实时决策

四、技术参数

1.设备监控子系统

1）系统容量

采用工业级32位微处理器，内存16M～64M，单控制器最大带点能力超过5000点，可扩展多达12个通信单元。

2）响应速度

控制命令响应时间：≤1s

调用新画面的响应时间：≤1s

指令发出到控制单元回答显示时间：≤2s

报警产生到画面显示和发出语音的时间：≤2S

3）系统稳定性

计算机监控系统平均故障间隔时间：＞25000h

现地控制系统平均故障间隔时间：＞30000h

系统可用性：≥99.97%

4）适应环境及抗干扰能力：

环境温度：﹣5～45°C

相对温度：10%～90%（无凝结）

防尘能力：尘埃粒度＞0.5μ，个数＜10000粒/升

抗振动及冲击能力：振动频率在5～200Hz，加速度5±0.5m/s²

五、典型应用

1.粮油食品、饮料加工生产DCS控制系统

本项目包括油罐区内（1#油罐区14座、2#油罐区46座、3#油罐区18座）金属油罐的在线温度、质量、压力的监测及所有设备的控制，进出油控制及发油棚计量车系统的控制。

工厂布局：

监控界面：

本系统采用了ABB Industrial 800xA控制系统，控制器采用ABB AC800M冗余控制器。通过精确的计算机及PID控制，本工程油罐车装车数据与过磅数据比较误差控制在±40kg以内，储罐储油质量数据与水尺测量的数据比较误差在±0.2%以下。

2.燕麦片加工生产DCS控制系统

本项目年产燕麦5.5万吨。采用华自科技HZ-DCS过程系统，整个控制系统包括进料、清理、脱壳、分离烘烤、蒸煮分酶、压片、切粒等工艺段的全过程控制。

系统结构图：

筒仓发送：

清理车间：

通过本DCS控制系统的运用，实现了本项目从原料进厂至成品入库的全过程自动化控制，极大地提高了工作效率，减少了人力成本。并实现了数据互通，为智能制造打下了坚实的基础。

3.物料转运DCS控制系统

采用华自科技HZ-DCS过程控制系统集监控与控制于一体，运用PLC控制技术与现代网络技术，自动实现将物料从来源地转运到目的地。该系统具有强大、灵活的路径选择功能；强大的设备冲突检测功能；设置快捷、灵活、模式转换迅速无扰动。广泛应用于食品加工、化工肥料加工、水泥生产、矿石加工等行业。