多用多备的设备管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及设备管理，尤其涉及多用多备的设备管理。
【背景技术】
[0002]在自动化系统中，为了保证生产过程的稳定、可靠，经常需要设计一套以上的相同设备，通过合理搭配，采用一用一备，几用几备的管理方法，不仅节能降耗，还能在多套设备同时运行时，提供一定的富裕量，提高预期的产能。其中一用一备的管理方法比较常见，实施方法也很成熟，对于自动切换甚至通过硬件线路就能达到目的。而对于两套以上设备的启停、切换管理，由于工艺情况比较复杂，目前基本上采用手动方式较多，操作比较繁琐。其自动管理的相关资料较少，具体实施起来比较困难。特别是通过硬件线路构成，不仅线路复杂，功能单一，而且成本增加。
[0003]以某煤气加压站为例，它是石灰窑的配套设施，工程工艺装置包括喷雾降温系统、气柜系统、加压系统。工艺路线采用电石炉气经过喷雾降温净化、气液分离、前加压机加压、气柜缓冲储存、再经后加压机加压送至石灰窑窑底调压平台。其中前加压系统为两台加压机，后加压系统由3台加压机组成，选用ABB变频技术调节。控制系统采用西门子SIMATICS7300 PLC,对工艺路线实行手动、半自动及全过程自动控制。
[0004]在加压过程中，当单台加压机采用自动模式(全程半自动)时，通过调节器设定出口压力，PID自动调节，加压机的转速会根据煤气出口的总管压力实现自动PID调节，并可实现手动和自动的无干扰切换。当加压机的工作频率接近全频达到全负荷需要投入备用加压机运行时，发现以下工况，当两台均手动时，如果进口系统工况发生变化，调节起来较混舌L不好把握。当两台均自动时，存在抢煤气现象，一般为A机工作频率很高，B机工作频率几乎为零，导致“瓶颈”的现象。而当一台手动，一台自动时，工况较稳定，容易实现工艺要求。因此，如果按照每套设备都要投自动模式的思路去设计全程自动管理，避免不了“瓶颈”的现象，达不到工艺要求。
[0005]如果采用单台调节器控制两台加压机的方案，即在计算机中设置一台软调节器，其输出信号给到两台手操器，类似串级控制。为防止二台设备同时动作造成超调，将两手操器内的死区设置的有所差别，当调节器输出要求的频率信号与实际反馈信号出现偏差时，死区小的手操器首先动作，若偏差不大时，就能纠正过来；当调节量不够时，偏差增大，死区大的手操器也动作，加大调节力度，使系统迅速回到稳定状态上。当系统出现较大偏差时，常会出现同时超出二者死区范围的现象，则二台加压机同时动作，使偏差迅速减小到一定范围，此时大死区的调节器停止动作，剩余的小偏差靠死区小的调节器来进一步精调到位。通过以上分析，发现该方案在稳定调节时，其实就是一台手动一台自动的工况。这套方案虽然避免了 “瓶颈”现象，是我们所要求的运行方式，但由于死区设置有所差别不利于各台设备间的切换，因此只能采用其工况模式。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种多用多备的设备管理系统。本发明达到了预期的安全生产、提高产品质量、节能降耗的目的。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明一种多用多备的设备管理系统，它包括设备排队等候模块、启停判断模块和运行模式切换模块三个核心功能块，以及下列步骤:
先要确定谁做工作机谁做备用机，使其按一定的顺序排列进入排队模块，等候激活启动；
对于激活启动，可以人为手动操作，也可以由启停判断模块执行，该模块根据工艺要求及设备状况起到启停及切换作用；
当设备启动成功后，由模式切换模块确定该设备的运行方式，该模块为自动管理系统的核心部分，对于已经启动的多台设备，由它判断哪台自动哪台手动，达到前述所要求的稳定工况；
当有设备停止时，停止信号反馈给工况模式模块，使其重新调整工况；同时，停止后的设备处于准备状态，当准备好条件满足，进入排队模块，做为备用机等候再次激活启动。
[0009]本发明在生产正常的情况下，压力稳定在14.7Kpa左右，完全满足了用户的要求，同时变频运行于30?40Hz左右，达到了预期的安全生产、提高产品质量、节能降耗的目的。
[0010]
【附图说明】
[0011]下面结合附图对本发明作进一步的说明:
图1为本发明不意图；
图2为设备排队等候功能模块示意图；
图3为启停判断功能模块示意图；
图4运行模式切换功能模块示意图。
【具体实施方式】
[0012]如图1所示，本发明的管理系统主要由设备排队等候1、启停判断2、运行模式切换3三个核心功能块组成。
[0013]1、设备排队等候功能块(图2):该功能块主要负责设备录入，并按照先入先出的顺序执行启动功能。左边IN_A、B、C管脚为录入设备，其先后可人工输入也可根据设备工作累计时间或其他工艺要求通过编程实现。其数量可根据现场实际台数增减。IN_REQ管脚为启动请求，IN_CLR管脚为清零作用。右边管脚为设备被激活启动输出。
[0014]2、启停判断功能块(图3):该功能块根据工艺要求及设备状况起到启停及切换作用。当加压机供气不足，工作频率接近全频达到全负荷需要投入备用加压机运行时，或加压机故障时，通过IN_JUMP管脚触发，由0UT_SW管脚发出启动备用机指令，当多台加压机供气过量时，通过IN_REST管脚触发，由0UT_0FF1、2、3管脚发出备用机停止指令。
[0015]3、运行模式切换功能块(图4):该功能块主要负责确定设备的运行模式。当单台加压机采用自动模式，通过PID自动调节时，如果另一台备用加压机条件满足加入了工作，则对前一台发出LOCK指令，使其处于手动或保持状态运行，而后加入的加压机处于自动模式。以此类推，总是最后一台备用机保持自动模式调节，前几台锁定。相反，当备用机退出工作，前一台则解锁，成为备用机进行自动模式调节。其中，加锁的风机如果因某种原因退出工作，不影响备用机自动调节模式。当所有备用机都退出时，则恢复成单台加压机自动模式工作。本例中，LOCK指令的功能是把自动模式切换为保持模式，如果生产工艺改变，可根据工况要求对LOCK指令进行其他应用。功能块左边各管脚为设备工作状态，右边为指令输出。
[0016]编制HMI操作画面:
自动管理画面分为运行方式、工作状态、操作控制、设备录入四个部分。力求操作简单方便，信息一目了然。在状态栏，由指示灯给出各加压系统工作状态，便于操作人员掌握当前信息，合理使用各套设备。在录入栏，显示当前各设备的使用情况及录入顺序，如果人工输入，只需鼠标点击各系统方框。方框上的颜色表示该系统的使用情况。在控制栏，可以输入加压设定值。
[0017]本发明的控制系统的控制方式为:
首先要确定谁做工作机谁做备用机，使其按一定的顺序排列进入排队模块，等候激活启动，点击系统按钮，被选中各系统按先后排列在数码栏中；
对于激活启动，可以人为手动操作，也可以由启停判断模块执行，该模块根据工艺要求及设备状况起到启停及切换作用，被启动的系统按钮变为绿色，同时不能被选为备机使用，直到该系统停止以后；
当设备启动成功后，由模式切换模块确定该设备的运行方式，该模块为自动管理系统的核心部分，对于已经启动的多台设备，由它判断哪台自动哪台手动，达到前述所要求的稳定工况，如果系统启动成功，会在该系统按钮上方出现运行状态文字；
当有设备停止时，停止信号反馈给工况模式模块，使其重新调整工况；同时，停止后的设备处于准备状态，系统按钮变为白底色，当状态框内的准备好条件满足，进入排队模块，做为备用机等候再次激活启动。
【主权项】
1.一种多用多备的设备管理系统，其特征在于，它包括设备排队等候模块、启停判断模块和运行模式切换模块三个核心功能块，以及下列步骤: 先要确定谁做工作机谁做备用机，使其按一定的顺序排列进入排队模块，等候激活启动； 对于激活启动，可以人为手动操作，也可以由启停判断模块执行，该模块根据工艺要求及设备状况起到启停及切换作用； 当设备启动成功后，由模式切换模块确定该设备的运行方式，该模块为自动管理系统的核心部分，对于已经启动的多台设备，由它判断哪台自动哪台手动，达到前述所要求的稳定工况; 当有设备停止时，停止信号反馈给工况模式模块，使其重新调整工况；同时，停止后的设备处于准备状态，当准备好条件满足，进入排队模块，做为备用机等候再次激活启动。
【专利摘要】本发明涉及设备管理。一种多用多备的设备管理系统，它包括设备排队等候、启停判断和运行模式切换三个功能块,以及下列步骤：先要确定谁做工作机谁做备用机，使其按一定的顺序排列进入排队模块，等候激活启动；对于激活启动，人为手动或由启停判断模块执行，该模块根据工艺要求及设备状况起到启停及切换作用；当设备启动成功后，由模式切换模块确定该设备的运行方式，对于已经启动的多台设备，由它判断哪台自动哪台手动，达到前述所要求的稳定工况；当有设备停止时，停止信号反馈给工况模式模块，使其重新调整工况；同时，停止后的设备处于准备状态，当准备好条件满足，进入排队模块，做为备用机等候再次激活启动。本发明提高产品质量、节能降耗。
【IPC分类】G05B11/42
【公开号】CN104880943
【申请号】CN201410070548
【发明人】汤敬东, 吴志鹏, 罗勇
【申请人】上海宝冶集团有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年2月28日