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新兴产业与关键技术 一种基于 MES 的锅炉蒸汽压力监测系统 张要朋 樊 书敏 王博 河南 中烟工业有限责任公 司郑州卷烟厂 河南郑 州 450000 摘要： 制造执行系~ 到广泛应用， 本文以解决动力车间的蒸汽供应 中存在压力波动为课题， 引入MEs系统， 实现提高工艺控制精度 、 提高信息化应用水平、 达到节能减排的 目 的 。 关键词： 动力能源蒸汽供应 数据采集 MES 节能 MES(Manufacturing Execution S~ tems)在生产制造中具有重要作用。 近年来， ME S在烟草行业制丝、 卷接生产过程中得 1 、项 目背 景 郑州卷烟厂动能车间拥有四台燃油燃气双燃料锅炉， 用于为生 产车间提供稳定达标的蒸汽， 但在制丝生产车间开班前、 生产间隙 等阶段， 由于蒸汽用量的波动、 管网压力的压降、 锅炉负荷的调节等 因素， 造成用汽部门的锅炉本体压力和用汽部门之间的压力存在不 确定的差值 ， 这既造成 了能源浪费， 也不利于工艺水平的提高 。 2 、改 进思 路 设计一种基于ME S的能够将锅炉本体压力和用汽部门末端压力 集成的系统， 实时采集各个压力数据， 同时具有超范围压力报警功能。 3 、改 进措 施 3． 1 蒸汽 用途 分析 锅炉产生的蒸汽主要用于制丝车间真空回潮工序、 松散回潮工 序、 烘丝工序、 水洗梗工序、 烘梗丝工序等； 同时用于动能车间中央 空调 机组加热段、 加湿段 。 根据 蒸汽用途 和管路 实际分 布特 点 ， 依照“ 末端监测 、 便于采 集” 的原则， 共选取16个末端压力数据和4个锅炉本体压力数据， 可以 实现锅炉蒸汽压力本体和管路末端压力的全方位监测功能。 3． 2 网络 架构 ％ ％ INCC客户雏 OPC服务 底 层 PLc 设备 正 s 鼹务曩 l IⅫEs客户艏 OPC 协议 WINCC 客户媸 I ! 墨 竺 I i 底层 PLC {受备竺 议 l 压力俸感墨 l I压力传I甄 薯 VB 客户嫱 OPC JII 务 I P协议 正S 客户端 择OPC COM／ DCOM技术更加经济、 高效。 该技术基于window s的 O LE、 COM和DCOM技术， 采用C／ S结构将硬件与应用软件有效的分 离开来。 硬件厂商为各 自的设备提供带有OPC接口的服务器， 软件厂 商只需遵 循OPC COM ／DCOM协议便可以用支持OPC接 口的客户 端程序通过wrapper中间层对OPCJ]~务器进行统一的数据访问， 从而 使客户端软件开发避免底层细节技术。 OPC作为一个“即插即用”的软 件平台， 可将烟厂所有 自动化系统不同层次的应用汇集在一起， 相互 沟通信息 ， 在信息系统 的集 成性 方面具有无可比拟的优越性 。 3． 4 锅炉蒸汽 系统图的构建 图 2 锅炉蒸汽 系统图 为了让锅炉蒸汽监测系统具有系统性、 完整性、 直观性， 采取图 形与表格并举的形式来表现， 将四台锅炉本体、 分汽包、 天然气、 蒸 汽管路等用图形来表示， 同时末端各个压力数据进行列表 ， 这样整 个画面布置井然有序， 让人一目了然。 4 、效果分析 锅炉蒸汽压力监测系统设计与建设融合了信息化、 自动化、 计 算机技术等方面的知识， 具有较强的系统性， 实现了锅炉蒸汽压力 的实时采集 。 锅炉值班人员能够及 时掌握用 汽部 门的负荷变化 ， 做 到“首尾兼顾” ， 保证工艺达标的情况下， 及时调节设备开启台数 ， 经 过实验证， 蒸汽压力达标率为100％， 每年可以节约3千余吨蒸汽。 难s客 户 潴 I 正s 客户端 图 1 数据采集网络结构 图 蒸汽管路分散， 地理位置远， 末端压力数据采取就近原则， 接入 空调系统的PL C ， 同时由于PLC的上位机分布较广， 利用光纤将采集 来 的数据 传送至信息 中心 的MES J]~务器 。 3． 3 数据采集 问题分析及处理 在生产实践中， 生产设备的过程控制产品都是由来自不同厂家 的DCS、 SCA DA 、 PL C等系统扩展和延伸而成的， 缺乏统一的数据 结构和标准的数据接 口， 而这些产品的代理 商通常也不具备实施车 间范围系统的能力 ， 从而造成底层控制系统集成困难， 也不易形成 统一的接口进行信息反。 使得MES的实时性、 准确性难以实现。 为解决这一问题， 选择使用OPt (object ttnkh ng embedding for process contro1)技术。 OP C技术是微软公司的对象链接和嵌入技术 在过程控制方面的应用， 为工业自动化软件面向对象的开发提供的 项统一标准。 考虑到烟草企业生产车间普遍应用COM ／DC0M服 务器的现状， 以及数据采集系统在速度、 效率和有效l生 方面的要求， 选 一1 0 China Science & Technology Overview 5 、结 语 MES系统模型构建是系统实施与正常运行的基础和条件， 也是 ME S系统设计 和配置的重点和难点 。 锅炉蒸汽作为动力能源的重要 组成部分 ， 其系统的设计与实现具有 典型意义 。 其 项 目可以往动力 能源的其他组成部分进行推广， 目前该系统运行稳定、 应用效果显著。 参考文献 [1] 田鹏媛， 王天明． 小议HES 系统对烟草从业信息化建设的促进作 用． 科技风， 20 1 0(5)． [2]崔江波， 吕希胜， 姜滢， 宋斌． 面向烟草行业的 M ES 系统模型研究与 设计． 制造业 自动化， 2009。 31(6)． [3]陈睿。 王双， 李炳法。 文扬． 烟草制造行业中的数据采集系统． 计算机 应用。 2007， 27(z 1)．