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1、CIMS技术在工业循环水处理中的应用ronggang导语：介绍了流程工业CIMS的体系构造、系统功能，并研究了CIMS应用于工业循环水处理中的关键技术，该技术在实际应用中已获得良好效果摘要：介绍了流程工业CIMS的体系构造、系统功能，并研究了CIMS应用于工业循环水处理中的关键技术，该技术在实际应用中已获得良好效果。关键词：CIMS，工业循环水处理，关键技术，信息集成企业面对日益国际化和瞬息万变的市场，应寻求以最快的市场反响速度、最好的产品质量、最低的本钱以及最优的效劳等方面来赢得市场，求得生存与开展。工业循环水在炼油厂等重工业中占有非常重要的地位，直接关系到企业的经济效益。目前国内工业循环水
2、处理系统的检测、控制、操纵都集中于一台计算机，所以危险集中，可靠性难以保障，其控制软件大多基于DOS操纵系统，人机界面简单，性能单一，不能根据市场作出快速反响，调整循环水的流量、分布等问题。CIMS即计算机集成制造系统自1973年由美国JosephHarrington博士提出后，在全世界工业制造领域获得广泛的应用，同时它作为一种先进的消费治理形式，在经过控制系统中，也有很多成功的应用。随着流程工业CIMS理论与技术的开展，流程工业CIMS是解决流程工业综合自动化的必然趋势。水处理经过是一个典型的流程工业经过，因此，针对以上系统存在的问题及循环水加药系统的特点，我们开发了工业循环水CIMS系统。
3、该CIMS在自动化技术、信息技术、计算机技术和各种消费技术的根底上，通过计算机网络和数据库将工厂全部循环水的状况信息集成起来，集控制、调度、治理，经营决策于一体，形成一个消费环境不确定性和市场需求多变性的总体最优的高质量、高柔性水处理系统。2.CIMS的三层体系构造及系统功能2.1CIMS的三层体系构造计算机集成制造系统开放体系构造CIM-OSAComputerIntergratedManufacturingOpensystemArchitecture是一种对计算机集成制造系统进展规划设计、施行、运行的系统工具，它为CIMS提供了参考构造，循环水CIMS的体系构造如图1所示，BPS/MES/P
4、CS三层构造将流程工业CIMS分为单纯考虑消费经过问题的经过控制系统PCS，单纯考虑企业经营治理问题的企业资源规划BPS，以及考虑消费与治理结合问题的中间层制造执行系统MES，使流程工业CIMS中本来难以处理的具有消费与治理双重性质的信息得到解决。最下层的控制系统PCS聚焦于消费经过，以秒为单位监视消费设备的运行状况，控制整个消费经过。制造执行系统MES治理整个工厂，考虑工厂整体平衡，注重产品与批次，以分、时为单位跟踪产品制造经过。MES起着将从消费经过产生的信息和从经营治理活动中产生的信息，以及从消费治理活动中产生的信息进展转换、加工、传递的作用，是消费活动与治理活动信息集成的重要桥梁和纽带
5、。经营方案系统BPS以一样产品为处理对象，焦点在于知足工厂的消费实际需求，符合消费方案，是战略决策层，是企业的最高决策机构。2.2系统功能1信息效劳分系统该分系统是沟通企业与外部交换信息的重要手段，它的功能包括Internet信息导航、公共信息查询、企业大概情况与产品介绍、客户效劳，从此增强企业与外部的信息联络及企业内部有关治理部门之间的信息分享。2经营方案分系统该分系统的业务功能包括企业指导信息、市场营销治理、消费治理、综合治理和办公自动化等5个子系统，对企业主要治理部门应用计算机处理业务，采集本部门的信息，并使上述5个子系统的信息集成在计算机的治理与控制下。一方面提供了各部门之间的信息分享
6、，另一方面企业指导能及时理解本企业的消费经营情况。根据这些信息及时调整方案和营销策略。3制造执行分系统该分系统包括质量治理和工艺治理。质量治理的详细内容有：计量检定、质量报表、产品质量档案、产品质量因素分析和质量分析工具。工艺治理包括计算机辅助工艺参数治理和工艺参数辅助分析与优化两局部，以利于对消费经过中的工艺参数进展治理，为进步产品质量，进步产品的合格率提供保障。4消费经过控制分系统是在各分厂、车间的集散控制系统的根底上建立起来的。它一般分为直接控制、监视控制、消费调度3个层次，直接控制层对消费经过各种参数进展收集和处理，并实现开关量的顺序控制和模拟量的常规控制。监视控制层根据调度指令实现消
7、费经过的先进控制和优化控制、故障诊断、系统仿真等功能。消费调度层为消费经过控制分系统与BPS分系统的接口，实现实时数据库与关系数据库的数据分享。消费经过控制分系统是CIMS最重要的分系统之一，它负责保证消费的平稳操纵，到达节能降耗和进步产品质量的目的。5支撑平台上述4个分系统是运行在网络数据库支撑平台上，CIMS支撑平台包括分布式数据库治理和计算机网络系统，它是实现数据传输和信息分享的根底。3.循环水处理CIMS的关键技术CIMS技术涉及的内容相当广泛，由于篇幅限制，本文只介绍与水处理关系亲密的一些技术。3.1消费经过控制分系统与BPS系统的信息分享对于循环水的处理，消费方案的施行是靠消费经过
8、控制分系统，而水处理的工艺参数、能耗、原材料消耗与BPS分系统等各子系统之间需要信息分享。在监视控制层，根据循环水的实际参数值，采用先进的控制算法，对加药泵等设备的参数进展自动调整，到达优化控制。同时，将参数存入工艺档案库即历史数据。一方面便于当班操纵人员检查，另一方面也便于今后的复查、参考，以便选择优化的工艺参数，形成与MES分系统的信息联络。消耗量记录了水处理经过中主要消耗物资的消耗量，包括水、电、药品。这些参数为核算水处理本钱提供了根据。同时，为BPS分系统中本钱核算提供了信息。设备运行参数记录了关键设备运行时的运行参数，这是设备动态性能参数的主要测评根据，也为设备治理和设备检修方案提供
9、了根据，形成了与BPS中设备治理的信息联络。测控参数包括PH值、补水电导率、循环水电导率，氧化复原电位、瞬时加药量、累积加药量、补水量、排污量、循环量、液位、入口温度、出口温度、浓缩倍数。提供了与消费治理子系统以及与MER分系统的信息联络。由此可见，处理经过的参数测试与能耗原理、消费治理、质量治理、设备治理和工艺治理子系统以及MER分系统构成信息分享。以抚顺石油二厂七水厂为例介绍消费经过控制分系统的施行。由于水处理经过是一个连续的自动化经过，模拟量30多个，开关量10多个，采用1台西门子S7-300PLC对其进展直接控制，监控层及调度层采用研华IPC610/P工控机，软件采用组态软件KingV
10、iew5.1。PLC与IPC的通讯，由CP5611多点接口卡实现。它与PLC之间的数据交换通过DDE来进展。如图2所示。KingView5.1软件具有如下功能：工艺流程显示它具有方便的模拟图组态功能，可显示系统所有实时测量值、经过计算的各种积量。动画动画功能可逼真的模拟复杂的外形、颜色、运动和位置变化。历史曲线借助KingView数据库，可以查看任一时间内的任一历史曲线。实时曲线可以实时显示任一参数的实时曲线。报表借助KingView数据库，定期生成报表。报警KingView可在各机上查看历史报警信息，产生报警，屏幕显示参数闪烁，报警笛鸣。修改参数可以直接在屏幕上修改参数设定值。3.2先进控制
11、技术水处理经过是一个非线性大滞后、时变、多变量、多约束条件的对象，对此进展控制，不但需要专家的经历，还需要将模糊控制、智能控制技术、预测控制技术等先进控制算法对其进展优化控制。4结语该技术已在抚顺石油二厂七水厂投入运行一年多，原循环水的合格率在30左右，现已进步到93左右，药剂消耗量大幅降低，平均降幅10左右;并且可以很方便根据市场需求的变化，调整循环水的流量和分布。大大进步了工厂的消费效率，并降低了消费本钱。现正在抚顺其它石油、化工厂推广试用，证实该技术的可行性。参考文献：1同本省.工业水处理技术M.北京:化学工业出版社,1996.2林锦国.经过控制系统仪表装置M.南京:东南大学出版社,2001.3宋德玉.可编程控制器原理及技术M.北京:冶金工业出版社,2001.4魏志精.可编程控制器应用技术M.北京:电子工业出版社,1995.5阳宪忠.现场总线技术及应用M.北京:清华大学出版社,1999.6何克忠,李伟.计算机控制系统M.北京:清华大学出版社,1998.