干熄焦自動控制系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

1、武漢科技大學(xué) 碩士學(xué)位論文 第48頁目錄摘要2abstract3第一章 緒論41.1 干熄焦現(xiàn)狀41.2 干熄焦設(shè)備組成及工藝51.3 本文所做的工作61.4 研究意義7第二章 干熄焦工藝控制要點82.1設(shè)備監(jiān)控顯示82.2 提升機控制系統(tǒng)82.3 鍋爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)92.4 氣體循環(huán)系統(tǒng)102.5 環(huán)境除塵系統(tǒng)102.6 小結(jié)11第三章 干熄焦ei控制系統(tǒng)設(shè)計123.1 ab controllogix 控制系統(tǒng)在干熄焦的應(yīng)用123.1.1 controllogix 平臺的主要特點123.1.2 干熄焦plc硬件設(shè)計133.1.3 干熄焦plc組態(tài)153.1.4干熄焦上位機設(shè)計213.2 裝入裝置p

2、lc實現(xiàn)253.3 干熄爐料位控制273.4 鍋爐給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)293.4.1 鍋爐給水調(diào)節(jié)單沖量設(shè)計293.4.2 鍋爐給水調(diào)節(jié)三沖量設(shè)計303.4.3 串級三沖量給水調(diào)節(jié)303.5 提升機控制系統(tǒng)323.5.1 提升機的運行曲線323.5.2 提升機與本體ei系統(tǒng)的通訊343.5.3 程序設(shè)計35第四章 變頻調(diào)速系統(tǒng)在鄂鋼干熄焦中的應(yīng)用404.1變頻調(diào)速技術(shù)介紹404.1.1交-直-交變壓變頻器404.1.2交-交變壓變頻器414.2西門子6se 70變頻器在鄂鋼干熄焦的應(yīng)用414.3西門子6se80 變頻器在鄂鋼干熄焦的應(yīng)用42第五章 結(jié)論及展望455.1 結(jié)論455.2 展望45參考文獻

3、46致謝48摘要干熄焦（cdq）過程是煉焦生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。干熄焦工藝具有能源回收利用、保護環(huán)境以及改善焦炭質(zhì)量等多項優(yōu)點，成為煉焦行業(yè)發(fā)展主流。其節(jié)能與環(huán)保效果如何，自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)良與否是關(guān)鍵一環(huán)。本文以干熄焦裝置生產(chǎn)工藝流程為研究對象，分析了干熄焦工藝的特點和控制要求; 本文重點論述了ab controllogix plc系統(tǒng)的特點，針對干熄焦裝置的運行特點，從plc硬件組態(tài)、干熄爐料位控制、鍋爐給水調(diào)節(jié)、提升機運行以及變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用等方面進行了詳細的論述。論文提出的干熄焦自動化控制系統(tǒng)在鄂鋼干熄焦裝置的實際生產(chǎn)中得到了應(yīng)用?，F(xiàn)場運行情況表明，該控制系統(tǒng)的設(shè)計符合工業(yè)實際，建立的軟件

4、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，提高了焦炭質(zhì)量，降低了能耗，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。 關(guān)鍵字：干熄焦 自動控制系統(tǒng) 變頻 plcabstractcdq is an important part of coke production. cdq technology with energy recovery, environmental protection and improve the quality of coke a number of advantages, become the mainstream of coking industry，the energy saving and environ

5、mental impact, and automation and control systems is a key part of the fine or not。in this paper, cdq production process as the research object, analyzes the characteristics of the cdq process and control requirements。focuses on the characteristics of ab controllogix plc system，operational features

6、for the cdq。from the plc hardware configuration, dry off charge level control, boiler feed water conditioning, elevator operation, and frequency control technology and other aspects are discussed in detail。cdq proposed automatic control system in egang cdq the actual production of steel has been app

7、lied. field operation shows that the control system designed to meet the industrial practice, the establishment of stable and reliable software systems, improve the quality of coke, reducing energy consumption, creating significant economic and social benefits.key words： coke dry quenching; automati

8、c control system; frequency conversion; plc第一章 緒論1.1 干熄焦現(xiàn)狀干熄焦技術(shù)上世紀初起源于瑞士, 此后前蘇聯(lián)(烏克蘭)、日本、德國在干熄焦裝置大型化、自動化及環(huán)境保護方面陸續(xù)做了改進。目前國外有干熄焦裝置130 多套。國內(nèi)從1985 年起寶鋼首次引進日本技術(shù)和設(shè)備的干熄焦裝置后, 各企業(yè)相繼建成自己的干熄焦裝置。近年來除了非常重要的關(guān)鍵設(shè)備和元件, 干熄焦技術(shù)和設(shè)備國產(chǎn)化已取得較大進展, 促進了干熄焦技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用。我國自20世紀80年代初，寶鋼一期從日本引進干熄焦至今，現(xiàn)有6個廠投產(chǎn)了干熄焦.各廠的使用情況也存在著一定的差異.國內(nèi)干熄焦裝置

9、建設(shè)情況. 各廠的干熄焦狀況 1寶鋼干熄焦 寶鋼為配合1250孔(6m)焦爐，共建了12套75t/h規(guī)模的干熄焦裝置，年處理焦炭510萬t，共分三期建設(shè)。一期475t/h干熄焦裝置于1985年5月建成投產(chǎn)，二期、三期分別于1991年6月和1997年12月建成投產(chǎn)。一期干熄焦裝置是從日本全套引進的；二期干熄焦裝置是在消化吸收一期的基礎(chǔ)上，主要由我國自己設(shè)計建成的，設(shè)備國產(chǎn)化率占設(shè)備總重的80，部分關(guān)鍵部件從日本引進；三期除極少數(shù)關(guān)鍵部件從日本引進外，絕大部分設(shè)備已國產(chǎn)化，國產(chǎn)化率達到了90以上。寶鋼只有干法熄焦，不用濕法熄焦作備用，采用“3開1備”的生產(chǎn)方式。 2浦東煤氣廠干熄焦 浦東煤氣廠為配

10、合年產(chǎn)56萬t焦炭的焦爐熄焦，1984年從蘇聯(lián)全套引進270t/h規(guī)模的干熄焦裝置，由蘇聯(lián)國立焦化設(shè)計院負責(zé)全套干熄焦裝置核心設(shè)計，鞍山焦耐院和上?；ぱ芯吭簠⑴c了干熄焦的配套設(shè)計，并由鞍山焦耐院負責(zé)干熄焦工程的設(shè)計總承包。工程于1991年12月開工建設(shè)，1994年12月建成投產(chǎn)。該套干熄焦裝置設(shè)備全套從俄羅斯引進，并保留了濕法熄焦作為備用。 3濟鋼干熄焦 濟鋼為配合年產(chǎn)110萬t焦炭的焦爐熄焦，1994年從俄羅斯引進了270t/h規(guī)模的干熄焦裝置，由俄羅斯國立焦化設(shè)計院與濟鋼設(shè)計院共同設(shè)計。在設(shè)備方面采取部分引進，部分合作制造的方式，工程于1996年開工，1999年3月建成投產(chǎn)。投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)俄

11、羅斯技術(shù)可靠性不高，達產(chǎn)時間較長。該裝置與浦東煤氣廠的干熄焦裝置一樣，自動化水平并不高，也保留了濕法熄焦作為備用。 4首鋼干熄焦 首鋼一期165th規(guī)模的干熄焦裝置，是利用日本政府的綠色援助計劃建成的一套干熄焦裝置，其主體設(shè)備由日本供給，輔助設(shè)備由首鋼自己采購。該裝置設(shè)計工作由新日鐵與首鋼設(shè)計院共同完成，工程于1999年動工，2001年1月投產(chǎn)。首鋼干熄焦裝置投產(chǎn)后運行可靠，而且自動化控制水平和環(huán)保效果都比較理想。首鋼也保留了濕法熄焦作備用。 5馬鋼干熄焦 馬鋼5號、6號焦爐為250孔6m焦爐，所配置的干熄焦裝置能力為1125t/h，該裝置由鞍山焦耐院總承包，部分關(guān)鍵設(shè)備從日本、德國、美國引進

12、，其他設(shè)備由國內(nèi)制造，是目前國內(nèi)干熄焦裝置中國產(chǎn)化設(shè)備最多的一套，于2004年4月建成投產(chǎn)，同時也保留濕法熄焦備用。 6. 鄂鋼干熄焦鄂鋼1號、2號焦爐為255孔6m焦爐，其干熄焦裝置設(shè)計能力為1140t/h，該裝置由日本做核心設(shè)計，鞍山焦耐院做轉(zhuǎn)化設(shè)計。該項目為國家發(fā)改委的消化吸收項目，是目前國內(nèi)單套處理能力最大的干熄焦裝置。干熄焦關(guān)鍵設(shè)備從日本引進，部分設(shè)備由日方設(shè)計和監(jiān)制，國內(nèi)廠家制造，工程于2004年6月動工，2005年10月建成投產(chǎn)，鄂鋼于2009年開始籌建第二套干熄焦裝置。1. 鄂鋼焦化廠干熄焦裝置是吸收了眾家配套干熄焦裝置的基礎(chǔ)上建成的，尤其是參考了馬鋼干熄焦裝置。馬鋼干熄焦裝置

13、由中國鞍山焦耐院主持設(shè)計且其儀電自動化控制系統(tǒng)亦由焦耐院工程師設(shè)計完成。該控制系統(tǒng)下位機采用controllogix plc控制器與 processlogix系統(tǒng)共同組成，為確保plc控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，采用了冗余cpu、冗余電源、和冗余通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計;而上位機則采用界面友好，易于設(shè)計開發(fā)的組態(tài)軟件rsview32 組態(tài)完成。隨著國家環(huán)保法規(guī)的不斷完善和全民環(huán)保意識的提高，發(fā)展干熄焦技術(shù)勢在必行，各鋼廠籌建43m以上焦爐都要建設(shè)與之配套的干熄焦裝置。1.2 干熄焦設(shè)備組成及工藝干熄焦的工藝流程焦爐排出的紅焦由裝在電機車上的旋轉(zhuǎn)焦罐接受，由電機車牽引到提升機下部，提升機將紅焦罐提升到干熄爐頂

14、部，干熄爐蓋由裝入裝置自動打開裝入紅焦，除塵系統(tǒng)通過控制干熄爐內(nèi)的壓力，防止粉塵外逸，裝料完畢后，爐蓋自動關(guān)閉,然后空焦罐被提升機回送到電機車上。裝到干熄爐中的紅焦(約1000)，通過循環(huán)氣體冷卻到200以下，經(jīng)過排焦裝置排出，由皮帶機運出。循環(huán)氣體由循環(huán)風(fēng)機升壓，通過給水預(yù)熱器送到爐體下部，再送到干熄爐冷卻段。在此，循環(huán)氣體約加熱到800以上，進入冷卻段和預(yù)存段交界部分的斜煙道，再到一次除塵器，在此分離粗顆粒粉塵。通過一次除塵的循環(huán)氣體進入鍋爐。在此回收余熱后產(chǎn)生約3.9mpa、450蒸汽。通過了鍋爐的循環(huán)氣體，進入風(fēng)機之前，在二次除塵器分離細顆粒粉塵。經(jīng)過二次除塵的約160的循環(huán)氣體再次由

15、風(fēng)機升壓，重新送到干熄爐冷卻段。供水系統(tǒng)將工業(yè)用水進行除鹽、除氧、化學(xué)藥物處理，經(jīng)過加溫、加壓后供給鍋爐，通過與鍋爐管道內(nèi)高溫循環(huán)氣體的熱交換，產(chǎn)生蒸汽用于汽輪發(fā)電機發(fā)電。干熄焦系統(tǒng)主要由干熄爐、裝入裝置、排焦裝置、提升機、電機車及焦罐臺車、焦罐、一次除塵器、二次除塵器、干熄焦鍋爐系統(tǒng)、循環(huán)風(fēng)機、除塵地面站、水處理系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)等部分組成。其工藝流程圖見圖1.1。圖1.1 干熄焦流程圖1.3 本文所做的工作鄂鋼第一套140t/h干熄焦裝置于2004年6月開始籌建，2005年10月建成投產(chǎn)。本文作者從2004年開始籌建工作，從技術(shù)交流、合同談判、設(shè)計聯(lián)絡(luò)、設(shè)計審查、設(shè)備監(jiān)制到安裝調(diào)

16、試、生產(chǎn)運行維護全過程參加了該項目工程，對干熄焦裝置的電氣設(shè)計、調(diào)試、維護有較深的經(jīng)驗。2009年鄂鋼開始籌建第二套干熄焦裝置，我們針對第一套裝置存在的問題進行了一系列的完善。本文重點論述了ab controllogix plc系統(tǒng)的特點，針對干熄焦裝置的運行特點，從plc硬件組態(tài)、干熄爐料位控制、鍋爐給水調(diào)節(jié)、提升機運行以及變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用等方面進行了詳細的論述。1.4 研究意義干熄焦工藝改變了傳統(tǒng)的濕法熄焦工藝，將焦爐生產(chǎn)的紅焦顯熱，通過氮氣循環(huán)吹掃熄焦進行熱量回收，將此熱量送到鍋爐，因而具有能源回收利用、環(huán)境保護以及改善焦碳質(zhì)量等多項優(yōu)點，是目前冶金企業(yè)必須面對的重要課題，因而被我國焦

17、化行業(yè)廣泛推廣。由于干熄焦裝置采用全自動控制方式，這就對其電氣自動控制系統(tǒng)的要求極高，其自動控制系統(tǒng)的優(yōu)劣甚至影響其是否能夠安全正常運行。所以我們研究其控制系統(tǒng)，有利于提高我們的日常維護水平，并且把先進的控制技術(shù)充分發(fā)揮其作用，提高我國干熄焦的運行水平，對整個干熄焦行業(yè)有極大的積極意義。第二章 干熄焦工藝控制要點2.1設(shè)備監(jiān)控顯示電氣監(jiān)視程序由cdq控制站中電氣監(jiān)視程序和操作監(jiān)視站(ops)中相關(guān)顯示來實現(xiàn)。此部分程序應(yīng)完成如下功能:裝入系統(tǒng)(自動對位加減裝置(aps)、提升機、裝入設(shè)備)狀態(tài)及位置監(jiān)視;單體設(shè)備監(jiān)視;電源系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視;氣體循環(huán)設(shè)備監(jiān)視程序;鍋爐單體設(shè)備監(jiān)視程序;焦粉收集監(jiān)視程

18、序;排出系統(tǒng)監(jiān)視程序。故障信息處理程序是通過將各設(shè)備的狀態(tài)(運轉(zhuǎn)、故障)信號及位置信號與ops上的crt畫面相應(yīng)動態(tài)點連接，將各設(shè)備的故障報警與ops上的相應(yīng)連接來實現(xiàn)上述功能。在上位機畫面上以紅色閃爍為顯示故障報警，并設(shè)置音響以告知故障內(nèi)容。1. 上位機系統(tǒng)采用美國羅克韋爾自動化公司最新的監(jiān)控軟件rsview32 實現(xiàn)對干熄焦全過程的監(jiān)控。(rsview32 supervisory edition)是一個強大的管理級的分布式監(jiān)控軟件。它是基于microsoft windows xp和windows2003操作系統(tǒng)的人機界面軟件，用于監(jiān)視、控制并獲取全企業(yè)的生產(chǎn)操作數(shù)據(jù)。它包括：1) rsvi

19、ew32 創(chuàng)建所有hmi(人機界面)應(yīng)用的開發(fā)工具包。2) rsview32 hmi server監(jiān)控級的應(yīng)用運行在其上面，負責(zé)檢測事件，管理報警，采集數(shù)據(jù)并處理其他運行過程。3) rsview32 client顯示運行數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，并為操作員提供控制操作界面。監(jiān)控設(shè)備必須數(shù)據(jù)反映準確，系統(tǒng)功能齊備，操作方便快捷。利用rsview32 在設(shè)計思想上的開放性，使得用戶可以設(shè)計使用靈活、編輯簡便，是個表現(xiàn)形式豐富多樣的監(jiān)控系統(tǒng)。強大的報警功能方便了工程師維護工作，大大地減少了故障停機時間，大大地提高了生產(chǎn)率。靈活的報表二次開發(fā)管理環(huán)境，記錄了生產(chǎn)過程控制特性，給干熄焦項目穩(wěn)定生產(chǎn)提供了有力的支持

20、。在此關(guān)鍵點上，我們依靠rsview32 強大的功能設(shè)計好完整的監(jiān)控畫面，將干熄焦的運行數(shù)據(jù)完整、準確、人機交互友好的表現(xiàn)出來。提供給操作人員一個直觀的操作畫面。2.2 提升機控制系統(tǒng)提升機是干熄焦系統(tǒng)的關(guān)鍵工藝設(shè)備，是紅焦輸送渠道的咽喉部位，提升機的穩(wěn)定運行是干熄焦系統(tǒng)能夠產(chǎn)生品質(zhì)穩(wěn)定蒸汽的首要條件。該系統(tǒng)控制設(shè)備由aps、提升機、裝入裝置、爐頂除塵閥門、1#(2#)加壓水泵組成。裝焦系統(tǒng)由焦罐車、aps、提升機、走行裝置、裝入裝置和除塵風(fēng)機等子系統(tǒng)共同完成。從焦爐推出的紅焦由裝在電機車上的旋轉(zhuǎn)焦罐接受，旋轉(zhuǎn)焦罐由變頻器控制，在接焦的過程中恒速旋轉(zhuǎn)，使紅焦裝入焦罐時布料均勻。再由電機車牽引到

21、提升機井架下，由plc完成定位、鎖閘、接空焦罐、解鎖、移位、再鎖閘和向提升機發(fā)出提升紅焦罐指令等一系列動作。提升機是把需要干熄的紅焦運送到干熄槽的專用設(shè)備。它的主要用途是將運送至提升井架下裝滿紅焦的焦罐提升到塔頂，提升機在待機位開始提升時，要確認焦罐臺車已被aps夾住才可以操作提升機提升焦罐，當焦罐過了待機位，提升機的提升速度才可以由低速轉(zhuǎn)為高速。并沿設(shè)置在干熄槽上方的軌道行走，將紅焦罐運到設(shè)定的干熄槽裝入料斗上方，提升機在橫移裝焦時要確認對位準確；確認干熄爐的爐蓋已打開并且裝入料斗已對在于熄爐的爐口，確認都正常后操作提升機下降裝焦。再將紅焦罐緩慢卷下座在該料斗上，焦罐底部閘自動打開，將紅焦裝

22、入干熄槽內(nèi)；裝焦完成后，再將空焦罐卷起，當aps夾住焦罐臺車后，走行到提升機卷塔將空焦罐卷下送回到運載車上送去接焦。因為提升機作為干熄爐的關(guān)鍵設(shè)備，一旦出現(xiàn)故障，將對整個干熄焦造成影響，所以在提升機控制系統(tǒng)上，我們要求完成干熄焦工藝提出的要求，還要求我們控制系統(tǒng)簡潔，便于故障查找。重點要解決plc控制的設(shè)計和西門子6se70系列變頻器的使用。2.3 鍋爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)該控制設(shè)備由除氧給水泵(2臺)、再循環(huán)水電動閥(2臺)、連續(xù)排污閥、鍋爐給水泵(2臺)、鍋爐給水電動閥、鍋爐給水旁通閥、鍋爐強制循環(huán)水泵(2臺)、主蒸汽切斷閥、主蒸汽切斷旁通閥、主蒸汽放散閥、緊急放水閥、磷酸鹽加藥裝置、聯(lián)氨加藥裝置組成

23、?？刂葡到y(tǒng)必須保證經(jīng)過除鹽、初樣、預(yù)熱和化學(xué)添加劑處理后的鍋爐用水可靠輸送。兩套互為備用故障自投的除氧水泵和給水調(diào)節(jié)閥配合液位檢測裝置，通過計算機的pid數(shù)學(xué)模型運算，嚴格控制除鹽水箱和除氧水箱的水位。兩套互為備用故障自投的鍋爐給水泵和鍋爐循環(huán)泵配合給水調(diào)節(jié)閥，根據(jù)鍋爐給水流量和壓力檢測裝置，通過計算機的連鎖運算控制，確保鍋爐用水量的穩(wěn)定供給和互備水泵的交替工作。鍋爐汽包液位控制分單沖量控制和三沖量控制，單沖量控制通過pid調(diào)節(jié)鍋爐給水流量，達到控制鍋筒液位穩(wěn)定的目的;三沖量控制通過pid串級調(diào)節(jié)，控制鍋爐給水流量，鍋筒水位和主蒸汽流量3個主要的被控參數(shù)，達到控制鍋筒液位穩(wěn)定的目的。在鍋爐投入

24、運行的初期階段和保溫階段，選擇單沖量調(diào)節(jié)鍋筒液位，在鍋爐以額定負荷的75%以上運行時，投入三沖量調(diào)節(jié)。鍋爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，汽包液位調(diào)節(jié)、主蒸汽壓力調(diào)節(jié)、主蒸汽溫度調(diào)節(jié)尤為重要，其控制過程采用pid方式調(diào)節(jié)。本文將重點研究pid調(diào)節(jié)方式在干熄焦鍋爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的應(yīng)用。2.4 氣體循環(huán)系統(tǒng)該系統(tǒng)控制設(shè)備循環(huán)風(fēng)機及變頻器、風(fēng)機入口擋板、idc非常放散閥、風(fēng)機入口nz閥、風(fēng)機出口nz閥、空氣導(dǎo)入管電磁閥、預(yù)存室放散閥、風(fēng)機電機加熱器組成。作為干熄焦系統(tǒng)心臟的氮氣循環(huán)風(fēng)機，運行中常常由于電氣控制系統(tǒng)發(fā)生故障而突然停機造成事故。循環(huán)風(fēng)機事故不但搶修時間長，而且給復(fù)風(fēng)后的干熄焦系統(tǒng)恢復(fù)生產(chǎn)增加了難度，造成重大經(jīng)濟

25、損失。因此，防范循環(huán)風(fēng)機非正常停機事故，提高風(fēng)機運行的可靠性具有重要意義。焦化廠干熄焦循環(huán)風(fēng)機采用高壓變頻器進行調(diào)速，系統(tǒng)采用一體化結(jié)構(gòu)， 電氣控制系統(tǒng)主回路采用高壓電路、控制回路采用低壓電路。它由操作人員根據(jù)干熄爐的工況，在hmi上設(shè)定給定值，由計算機自動完成旋轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)和保安系統(tǒng)的連鎖控制。計算機系統(tǒng)還監(jiān)測循環(huán)風(fēng)機的各項機械振動參數(shù)和軸承溫度，顯示在hmi。在運行中故障雖然是多種多樣的，但只要我們實際工作中認真總結(jié)經(jīng)驗，多積累數(shù)據(jù)，掌握設(shè)備狀態(tài)，摸清設(shè)備劣化規(guī)律， 出現(xiàn)問題時就能采取相應(yīng)的有效措施進行解決。本文將在學(xué)習(xí)吸收的基礎(chǔ)上分析西門子6se80系列高壓變頻器的原理、使用方法以及維護

26、的要點。2.5 環(huán)境除塵系統(tǒng)干熄焦以節(jié)能環(huán)保及促進循環(huán)經(jīng)濟而著稱，除塵效果程度高低直接影響到干熄焦安全運行。除塵系統(tǒng)的優(yōu)化與改造，有效地避免了煙塵、焦粉對環(huán)境、職工的影響，做到了運控過程中的環(huán)保。該控制設(shè)備由除塵風(fēng)機、除塵風(fēng)機電加熱器、除塵風(fēng)機入口電動閥、偶合器電動執(zhí)行器、電動混風(fēng)閥、1#，2#刮板運輸機、1#-4#除塵器排灰螺旋電機及排灰格式閥、1#及2#管式冷卻器排灰格式閥、1#及2#管式冷卻器艙壁振動器、貯灰倉下部艙壁振動器(4臺)、除塵器1#-8#艙室離線閥、除塵器1#-8#艙室脈沖控制儀、除塵器1#-4#貯灰艙料位計、管式冷卻器1#及2#料位計、貯灰倉料位計等眾多設(shè)備共同組成。除塵風(fēng)

27、機由計算機控制與干熄焦爐蓋和爐頂除塵閥門聯(lián)動，由液力耦合器控制其高低速度，確保干熄焦蓋口的壓力為負壓，防止粉塵外溢。爐頂?shù)母邷胤蹓m經(jīng)過冷卻器、爐底出口的粉塵經(jīng)過除塵器、再經(jīng)過一組濾袋裝置收集到粉倉內(nèi)。計算機自動控制艙壁振動器，排灰格式閥、刮板機、脈沖控制儀、離線閥、螺旋電機和斗式提升機等設(shè)備完成一系列的動作將焦粉排出，同時還要保證粉倉內(nèi)有一定數(shù)量的焦粉，實現(xiàn)循環(huán)氣體風(fēng)道的密閉，防止循環(huán)氣體外溢。2.6 小結(jié)本章根據(jù)干熄焦工藝需求，先后分五個單元詳細介紹干熄焦流程工藝的控制要點。并詳細的分析了每個單元生產(chǎn)裝置的設(shè)備組成和設(shè)備性能，然后根據(jù)各個單元的設(shè)備運行特點和工藝特點，對其自動化監(jiān)視和控制要求

28、做出了詳細說明。三 第三章 干熄焦ei控制系統(tǒng)設(shè)計干熄焦本體及電站自動化控制系統(tǒng)采用電氣及儀表合一(e&i)冗余plc控制站及冗余總線的plc控制系統(tǒng)，地面除塵站自動化控制系統(tǒng)采用單cpu控制站及單總線的plc控制系統(tǒng)。自動化控制系統(tǒng)由開發(fā)用的工程師站(ews)、操作員站(hmi)、控制站、若干遠程io站、打印機等構(gòu)成。控制系統(tǒng)采用ab公司的產(chǎn)品。該控制系統(tǒng)由1套冗余1756-l55cpu控制站i/o站、冗余數(shù)據(jù)總線構(gòu)成。上位監(jiān)控系統(tǒng)采用了rsview32 . 為確保干熄焦控制系統(tǒng)的可靠性，plc采用冗余cpu、冗余電源和冗余通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。系統(tǒng)分為主站及遠程站，主站下設(shè)8個分站，整個系統(tǒng)采用

29、controlnet和ethernet 網(wǎng)絡(luò)通訊。3.1 ab controllogix 控制系統(tǒng)在干熄焦的應(yīng)用3.1.1 controllogix 平臺的主要特點controllogix 系統(tǒng)不僅具有先進的通訊能力和最新的i/o技術(shù)，而且同時提供順序、過程、運動和傳動控制。因為系統(tǒng)是模塊化的，所以用戶就能夠更有效地設(shè)計、建立和更改系統(tǒng)從而極大地節(jié)省培訓(xùn)費用和工程實施費用。一個簡單的controllogix 系統(tǒng)是由一個獨立的控制器和處于同一框架上的i/o模塊組成，所有模塊均可帶電插拔,用戶通過軟件刷新即可實現(xiàn)包括處理器在內(nèi)的各種模塊的升級；功能強大的logix 處理器；處理器具有高速程序及數(shù)

30、據(jù)處理能力，l k指令僅需0.06ms；在同一機架中處理器可插在機架的任何槽位上并支持多個處理器并存，實現(xiàn)分布式運算；在同一機架中可配置任意多個通訊模塊，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)延伸和不同網(wǎng)絡(luò)間路由；用戶無需更換處理器，通過替換更大容量的內(nèi)存即可擴充系統(tǒng)處理能力；實時多任務(wù)系統(tǒng)內(nèi)核：多達32個任務(wù)，包括1個連續(xù)任務(wù)以及31個周期任務(wù)；有15個優(yōu)先級可選以保證重要任務(wù)優(yōu)先。每個任務(wù)中可編制32個主程序，并分別擁有單獨數(shù)據(jù)區(qū)；完全標簽變量編程方式，無需用戶進行內(nèi)存分配管理。沒有定時器/計數(shù)器等使用個數(shù)的強行限制，支持數(shù)據(jù)類型的自動轉(zhuǎn)換；無需處理器干預(yù)，現(xiàn)場輸入信號可以同時直接送給同一網(wǎng)絡(luò)上的多個智能設(shè)備、處理器及

31、服務(wù)器等，避免了傳統(tǒng)的“現(xiàn)場信息先由主站存儲再順序轉(zhuǎn)發(fā)”的過程，大大提高了通訊效率；所有模塊，包括i/o模塊均為智能化模塊：模擬量輸入輸出模塊在模塊本身即可實現(xiàn)工程單位轉(zhuǎn)換、高/低以及高高/低低報警運算，并自動生成標簽變量，可被程序直接引用；提供帶電子熔斷保護功能的開關(guān)量輸出模塊，回路在短路故障排除后通過軟件復(fù)位即可恢復(fù)，無需設(shè)置、更換保險絲。controllogix 網(wǎng)絡(luò)的最大特點就是采用3層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架來滿足數(shù)據(jù)量以及實時性的不同要求。同時，也保證了系統(tǒng)中各層設(shè)備對象定義的統(tǒng)一、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的統(tǒng)一，實現(xiàn)了不同網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)的完全透明。3層網(wǎng)絡(luò)即設(shè)備網(wǎng)devicenet ，控制網(wǎng)controlnet 和

32、以太網(wǎng)ethernet.信息層的網(wǎng)絡(luò)：生產(chǎn)調(diào)度層(信息層)采用基于tcp/ip通訊協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)ethernet/ip)作為網(wǎng)絡(luò)媒介，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率為10/100 mb/s自適應(yīng)。采用雙絞線為傳輸介質(zhì)，最長距離100 m。通過以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)將自動控制系統(tǒng)與hmi的監(jiān)控信息管理系統(tǒng)連接起來，這樣更快速，更方便使得數(shù)據(jù)在各系統(tǒng)間傳輸和存貯?？刂茖拥木W(wǎng)絡(luò)：controlnet 控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是一種用于對信息傳送有時間苛刻要求的高速確定性網(wǎng)絡(luò)。在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中，主要用于控制器、傳動裝置以及其它與控制網(wǎng)連接設(shè)備之間的通訊。同時也能夠與各種設(shè)備連接，包括工控機、圖形終端和人機界面(hmi)的設(shè)備。5 mb/s的數(shù)

33、據(jù)傳送率用于改善i/o、控制器間對等通信報文傳輸?shù)男阅?。每段的總長度依賴于連接上的節(jié)點總數(shù)，在有2個節(jié)點的情況下，最大段長度是l 000 m。設(shè)備層的網(wǎng)絡(luò)：devicenet 設(shè)備網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是一種用于對底層設(shè)備信息傳遞的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)。它既可以連接簡單的底層工業(yè)設(shè)備，又可以連接像變頻器、操作員終端這樣的復(fù)雜設(shè)備。其物理層采用can總線技術(shù)，通過一根電纜將諸如傳感器、測量儀表、光電開關(guān)、變頻器、可編程控制器、操作員終端等現(xiàn)場智能設(shè)備連接起來。最大500 k b/s的傳輸波特率，其有效距離100 m；當將傳輸波特率降為125 kb/s時，其有效距離500 m。3.1.2 干熄焦plc硬件設(shè)計干熄爐本體的

34、計算機控制系統(tǒng)由ab logix系列plc組成，控制軟件安裝在5個操作員工作站上，用于對個干熄焦系統(tǒng)的工藝進行操作、控制、數(shù)據(jù)處理和記錄。干熄焦控制系統(tǒng)設(shè)計包括plc設(shè)備控制器和通訊網(wǎng)絡(luò)兩部分。為確保干熄焦控制系統(tǒng)的可靠性，plc控制器采用冗余cpu控制器和冗余通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。系統(tǒng)分為cpu控制器主站和遠程i/o從站，主站下設(shè)10個分站。整個系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線controlnet 網(wǎng)絡(luò)通訊結(jié)構(gòu)。為了保證各功能塊的獨立性，將除塵、除鹽水、汽機系統(tǒng)獨立設(shè)計。而提升機屬于關(guān)要易出故障設(shè)備，也單獨進行設(shè)計，與ei系統(tǒng)的通訊依靠數(shù)字量和模擬量信號來進行。除鹽水和汽機控制系統(tǒng)，選用dcs

35、系統(tǒng)。整個控制系統(tǒng)存在三個網(wǎng)絡(luò)：最上層的為ethernet網(wǎng)絡(luò)，信號通過多模光纖進入主控室；中間為controlnet 網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)服務(wù)器和工程師站通過controlnet 和plc主、從站進行數(shù)據(jù)交換，plc也通過controlnet 和8個遠程分站進行通訊；最底層為devicenet 網(wǎng)絡(luò)，分別為提升編碼器、走行編碼器，通過機上的dnb模塊與controlnet 相連。干熄爐控制系統(tǒng)有controllogix 5000 plc 控制器和process logix 系統(tǒng)共同組成。process logix 安裝在系統(tǒng)服務(wù)器和2臺操作員工作站上，用于對干熄焦系統(tǒng)的工藝操作控制以及數(shù)據(jù)處理與記錄，

36、并將hmi操作畫面上的控制指令通過controlnet 網(wǎng)絡(luò)傳送給controllogix plc。工程師工作站同時安裝了control logix 和process logix ，完成對plc系統(tǒng)的編程、監(jiān)控和工藝操作控制。為確保干熄焦控制系統(tǒng)的可靠性，plc采用冗余系統(tǒng)設(shè)計，傳輸介質(zhì)可選同軸電纜或者光纖。系統(tǒng)分為主站及遠程站，主站下設(shè)8個分站。整個網(wǎng)絡(luò)選用 756系列產(chǎn)品，plc選用1756-55m，通訊模塊為1756-cnbr，冗余模塊為1756-srm，擴展模塊為1756-psca以及數(shù)字量輸入/輸出、模擬量輸入/輸出模塊若干。在controlnet 網(wǎng)絡(luò)中搭建了冗余控制器系統(tǒng)，這需要

37、在主從兩套控制器中都配備1756-srm冗余模塊，用戶無須編程就可以確保主從處理器的無擾動切換。主、從站通過光纖連接。在配置網(wǎng)絡(luò)時，controlnet 會自動為從站分配地址。例如，本工程中，主站ip為192.168.1.11，同一框架內(nèi)的其他通訊模塊的ip只能從192.168.1.13開始設(shè)置， 系統(tǒng)自動為從站預(yù)留ip192.168.1.12。一旦主站出現(xiàn)故障停機，從站自動切換至工作狀態(tài)，其ip變?yōu)?92.168 1.11，而因故障停機的plc站ip變?yōu)?92.168.1.12。這樣就保證了主從站之間的快速無擾動切換，且進行通訊設(shè)置時，我們只需設(shè)置為與192.168.1.11通訊即可。對于冗

38、余控制器，所有的i/0必須為遠程方式。controllogix 冗余在controlnet 鏈路上同遠程1756 i/0、驅(qū)動器、操作員接口、或者其他任何能夠和controllogix 控制器通訊的設(shè)備一起工作。如果冗余控制器要連接到其他網(wǎng)絡(luò)，則需要通過另外的controllogix 框架進行橋接。整個系統(tǒng)選用遠程i/o模塊，配備1756-cnbr通訊模塊、1756-pa75r擴展模塊，通過controlnet 和plc連接，其通訊速率最高能達到5mbps。選用1756-cnbr通訊模塊， 能使controlnet 網(wǎng)絡(luò)和ethernet 網(wǎng)絡(luò)進行橋接，從而實現(xiàn)在不同的網(wǎng)絡(luò)上通過路由傳遞信息，

39、還可以監(jiān)視并監(jiān)控controllogix 控制器的遠程1756i/o模塊，減少整個系統(tǒng)的執(zhí)行時間。同時，所有的i/o模塊都是共享的，主、從站plc都能使用。controlnet 可實現(xiàn)運用同一個網(wǎng)絡(luò)對實時性要求不同的信息進行傳遞，這意味著controllogix 處理器對不同工藝反應(yīng)過程的參數(shù)，對i/o模塊的數(shù)據(jù)可設(shè)置不同的被請求數(shù)據(jù)包間隔rpi(requested packetinterva1)，這不同于一般plc對l/o 信號的采集，rpi絕不是采樣周期rts(real time sample)，在controllogix 系統(tǒng)中rts是指智能i/o模塊采集現(xiàn)場參數(shù)的時間，其數(shù)據(jù)保存于i/

40、o模塊中，以模擬量i/o模塊為例，rpi必須大于等于rts。ei系統(tǒng)硬件配置具體見圖3.1：圖3.1 ei系統(tǒng)硬件配置圖3.1.3 干熄焦plc組態(tài)干熄焦控制系統(tǒng)的構(gòu)建基于ab 1756plc系統(tǒng)，為確保干熄焦控制系統(tǒng)的可靠性，plc控制器采用冗余cpu控制器。plc系統(tǒng)設(shè)計主要包括硬件的組態(tài)，i/o地址的分配，程序結(jié)構(gòu)的劃分，程序流程的設(shè)計及程序的編寫。對于1756 plc來講，系統(tǒng)設(shè)計工作主要依靠rslogix軟件實現(xiàn)。rslogix是組態(tài)與編程的標準軟件包，該軟件包提供了一套一系列的應(yīng)用程序，或者說是工具，其完整地支持自動化項目創(chuàng)建過程的各個階段。1、 rslink 通訊打開rslinx

41、 ，點擊 或 ，在工具條上點擊 ，出現(xiàn)下圖3.2：圖3.2選擇ethernet devices, 按下 add new 鍵圖3.3 單擊 ok.增加以太網(wǎng)設(shè)備圖3.4單擊ok. 點開樹形連接，自動識別出來機架上的所有模塊：圖3.52、rslogix 5000 i/o配置打開i/o配置，增加模塊，首先選擇cpu模塊，如下圖3.6：圖3.6可以設(shè)置該cpu模塊的屬性：圖3.7圖3.8再增加底板，并且為每塊地板配置相對應(yīng)的模塊型號，如下圖圖3.93、標簽定義打開program tag 新增標簽，如下圖3.10：圖3.104、配置模擬量模塊打開模塊的屬性項，選擇configuration ，配置模塊每

42、個通道的屬性，如下圖3.11：圖3.11并且可以設(shè)置模塊通道的報警設(shè)置，在程序中可以不必做判斷而直接調(diào)用。圖3.125、編輯程序，如下圖3.13：圖3.136、聯(lián)機下載至cpu。3.1.4 干熄焦上位機設(shè)計干熄焦監(jiān)視系統(tǒng)界面由組態(tài)軟件rsview32完成。按功能分又可以分為運行狀態(tài)監(jiān)視模塊、控制過程操作模塊、控制過程報警模塊。人機界面模塊通過友好的人機界面實現(xiàn)對過程控制參數(shù)的監(jiān)視和修改等，并能容易的實現(xiàn)手動控制和自動控制的切換。實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)從plc控制系統(tǒng)的讀入與控制量的下發(fā)功能?？刂扑惴K是對采集的數(shù)據(jù)進行處理，包括數(shù)據(jù)處理、優(yōu)化、依據(jù)給定算法進行數(shù)據(jù)運算等。rsview32的多服務(wù)器多客

43、戶端結(jié)構(gòu)可以很容易的建立分布式應(yīng)用方案。這種具有高度伸縮性的結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用在小到一臺服務(wù)器一個客戶端的小系統(tǒng)，也可以應(yīng)用在多服務(wù)器多客戶的大系統(tǒng)上.利用組態(tài)工具rsview32進行應(yīng)用開發(fā)，可以顯著減少開發(fā)時間并節(jié)省開發(fā)成本。由于采用了最新的羅克韋爾產(chǎn)品的factorytalk 底層通信和數(shù)據(jù)服務(wù)架構(gòu)，rsview32可以廣泛地、高性能地和眾多不同網(wǎng)絡(luò)中眾多不同的plc，如controllogix 和其他allen-bradley plc進行通信。同樣地，還可以利用高性能的網(wǎng)絡(luò)接口和opc技術(shù)同時掛接眾多第三方的plc和網(wǎng)絡(luò)進行通信。在推薦應(yīng)用中，rsview32不需要建立任何tag標簽來定義和

44、plc的通信關(guān)系。rsview32可以直接關(guān)聯(lián)控制器處理器中的所有i/0信息。在組態(tài)的時候，只要將所需的點直接拖放到畫面，避免了再次定義tag的重復(fù)勞動，同時減少了開發(fā)出錯的可能。當修改程序或者i/o的時候，rsview32可以自動直接繼承這一改變。rsview32的應(yīng)用中，不必擔(dān)心數(shù)據(jù)是從哪個地方，哪個plc采集來的。因為所有的plc(包括不同品牌的plc)對于服務(wù)器、開發(fā)員、客戶端來說都是透明的。factorytalk 中采用了數(shù)據(jù)命名映射技術(shù)。數(shù)據(jù)并不用某一特定plc的特定物理內(nèi)存格式來描述，而是更為容易理解，并且可以使用智能映射的符號描述法。當一個 點發(fā)生接線或者其他物理變化時，fac

45、torytalk 智能映射、rsview32無需做任何組態(tài)修改就可以自勸繼承這個改變?，F(xiàn)在可以針對畫面中的對象來編寫vba應(yīng)用代碼，而且不同的客戶端都可以在本機執(zhí)行相應(yīng)的代碼，不影響其他的客戶機。根據(jù)干熄焦工藝和所需監(jiān)控的子功能系統(tǒng)，干熄焦上位機監(jiān)視畫面如下：一、熄槽監(jiān)視畫面：主要顯示干熄槽各類儀表數(shù)據(jù)，對干熄槽相關(guān)設(shè)備的主要技術(shù)指標一并進行顯示，是給操作人員一個整體的概念。圖3.14二、鍋爐監(jiān)視畫面鍋爐監(jiān)視畫面，主要對鍋爐的主要參數(shù)進行監(jiān)控。并有各鍋爐調(diào)節(jié)閥的控制界面入口，方便操作人員對鍋爐系統(tǒng)的給水流量、蒸汽溫度、蒸汽流量、蒸汽壓力、汽包液位進行監(jiān)控操作。圖3.15三、提升機監(jiān)視畫面提升監(jiān)

46、視畫面主要顯示提升機的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過對提升機井架的限位信號和提升機控制系統(tǒng)反饋回來的高度行程數(shù)據(jù)匯總，在畫面上動態(tài)的反映出提升機的實時狀態(tài)。圖3.16四、各類主要參數(shù)監(jiān)視畫面將各類關(guān)鍵設(shè)備的主要狀態(tài)信號單獨利用畫面顯示出來，方便操作人員對該設(shè)備進行查看。如下圖為鍋爐設(shè)備的監(jiān)視畫面。通過畫面我們可以直觀的得到該設(shè)備的狀態(tài)。圖3.17五、 各類設(shè)備操作畫面上位機畫面提供給操作人員對現(xiàn)場設(shè)備進行控制，各類設(shè)備有控制起停的按鈕，也有的必須設(shè)置可以進行模擬量輸出的窗口，下圖為工藝運灰除塵設(shè)備的起?？刂坪碗姶耪駝咏o料器的模擬輸出控制。圖3.183.2 裝入裝置plc實現(xiàn)干熄焦的裝入裝置是干熄焦的關(guān)鍵設(shè)

47、備之一，裝人裝置主要功能有2個：一是開閉爐蓋，二是將熾熱的焦炭經(jīng)裝入料斗導(dǎo)入干熄爐。裝入裝置在起重機與干熄爐之間起著承前啟后的聯(lián)結(jié)作用，其運轉(zhuǎn)是否正常對于熄率及蒸汽外送起著重要作用。裝入裝置設(shè)有現(xiàn)場手動操作、中央手動操作和系統(tǒng)plc連動操作3種方式。停電時，電動缸可采用手動機構(gòu)操作，裝入裝置的運行曲線見圖:圖3.19 裝入裝置運行曲線裝入裝置的控制連鎖條件操作連鎖項目現(xiàn)場運行條件自動運行條件開變頻器正常開限位off手動安全開關(guān)off提升上限開關(guān)on上上料位計未動作自動開提升機向干熄塔方向運行走行后延時自動開自動開變頻器正常閉限位off關(guān)手動安全開關(guān)off提升上限開關(guān)on自動關(guān)提升機在干熄焦提升

48、到位后自動關(guān)自動關(guān)表3.1變頻柜與系統(tǒng)plc信號接口裝入裝置電動缸控制變頻柜至中控室plc信號有：裝入電動缸中央自動中央手動、變頻器準備好信號、手動安全開關(guān)信號、開限限位、關(guān)限限位、開減速點、閉減速點：系統(tǒng)plc至裝入控制變頻柜信號有：開指令、關(guān)指令。裝入裝置控制系統(tǒng)的主要輸入輸出信號：輸入信號輸出信號變頻器準備好信號正反轉(zhuǎn)（0-正，1-反）自動開信號低速指令手動開信號高速指令自動關(guān)信號變頻器運行指令手動關(guān)信號變頻器運行指示燈開到位限位信號關(guān)到位限位信號開加速信號/關(guān)減速信號關(guān)加速信號/開減速信號表3.2主要程序?qū)崿F(xiàn)：圖3.20 裝入裝置程序3.3 干熄爐料位控制干熄爐在庫量控制系統(tǒng)由裝入裝置

49、、排出裝置、射線料位計、電子皮帶秤、plc、工控機組成 。紅焦由干熄爐頂通過裝入裝置裝入，排焦裝置定量地、連續(xù)地排出冷焦，并經(jīng)過膠帶運輸機送人焦庫。焦炭在庫量的計算就由當前在庫量、裝入重量、排出重量組成。在干熄焦系統(tǒng)設(shè)計時，就采取在干熄爐二十米處安裝射線料位計一臺，可以通過射線探出此水平線上有無紅焦，這樣我們可以設(shè)定紅焦處于此處水平時為固定的一個料位，為98噸。由于紅焦是由焦罐一次性整罐的裝入，并且根據(jù)焦爐生產(chǎn)特點，我們可以得到每次裝入重量為i(n)。而紅焦是通過膠帶運輸機排出，在膠帶運輸機上安裝有電子稱一臺，能夠?qū)崟r的得到排出流量o(n)。而料位控制系統(tǒng)屬于干熄焦ei系統(tǒng)的一部分，包括焦罐底

50、門開關(guān)信號，射線開關(guān)信號，焦炭流量信號等，都通過ei系統(tǒng)plc處理。由于整個在庫量控制系統(tǒng)中，紅焦裝入量i(n)是根據(jù)焦爐生產(chǎn)情況人為設(shè)定的，不能通過設(shè)備準確測量出來，而焦爐單爐產(chǎn)量的不確定性，使紅焦裝入量i(n)具有隨機波動性。而焦碳是通過排放溜槽滑到皮帶上的，沖擊速度大，。焦碳在皮帶上呈偏載狀態(tài)，對電子皮帶秤的稱量精度影響比較大。所以我們得出的皮帶流量也具有一定范圍內(nèi)的誤差。射線雖然精度能夠保證，但是它僅僅測量出的是紅焦是在該位置上面還是在下面。在庫量我們只能通過公式 實際在庫量q=q+裝入量i(n)-排出量o(n)進行計算?？梢酝ㄟ^射線進行校正。上面我們已經(jīng)分析出裝入量i(n)和在庫量o

51、(n)都具有一定的誤差，所以在庫量通過計算是必然存在一定的誤差的，如果長期處于射線上面或下面，得不到射線的校正的話，誤差會越來越大，不能真實的反映干熄爐內(nèi)的料位情況，使生產(chǎn)處于假受控狀態(tài)，就有可能出現(xiàn)紅焦溢出和紅焦排出的事故。在焦罐不裝焦的情況下，紅焦料位由射線料位上變?yōu)橄聲r由于電子稱信號的連續(xù)性，而plc具有其高度靈敏性，采樣周期短（通常以秒為單位），使誤差極小。但是在焦罐裝焦時，由于紅焦是由焦罐一次性倒入，當紅焦料位由射線料位下變?yōu)樯蠒r，就無法得出真實的紅焦料位了。1、 在庫量的增量的誤差的殘生原因分析 在上面的分析中，我們知道在庫量計算的誤差主要就是裝入量i(n)和排出量o(n)的誤差引

52、起的。而這個誤差是必然存在的。既然是必然存在的，我們就不能單個去考慮解決了。所以在這里我們可以將兩個參數(shù)的差也就是在庫量的增量的誤差進行反饋。我們知道排出量是由電子稱給plc的一個模擬量，裝入量i(n)是一個設(shè)定值。故我們可以將在庫量增量的誤差反饋給裝入量i(n)，動態(tài)的修正裝入量i(n)。使裝入量i(n)和排出量o(n)兩者之間的誤差相抵消，從而達到消除在庫量增量的誤差。 在這里，修正的時機我們就要把握好，修正時的數(shù)據(jù)必須準確的，要不然將誤差反饋就沒有任何意義。在整個在庫量控制系統(tǒng)中射線料位計能夠通過信號的開、關(guān)得出此水平線上有無紅焦（其中開表示沒有紅焦，關(guān)表示有紅焦），而在信號由關(guān)變開的情

53、況只能是沒有裝焦（可以排出裝入量誤差），并且在連續(xù)排焦，而plc對皮帶流量的采樣周期非常短（只有0.5秒），按最大流量155噸/小時算，誤差只有1/48噸（減小排出量誤差）。所以我們可以將射線料位計的一個下降沿信號時料位真實準確的設(shè)定為一定值（設(shè)98噸）。所有的計算都將以這一數(shù)據(jù)為標準。2、 料位校正步驟 在我們的考慮的一個反饋循環(huán)中，我們只能以射線料位計的下降沿信號循環(huán)的開始與結(jié)束。下面是循環(huán)設(shè)計：射線料位計下降沿信號出現(xiàn)參數(shù)開始計數(shù)n（此循環(huán)內(nèi)裝入焦罐數(shù)量）q=q+裝入量i(n)-排出量o(n)射線料位計下降沿信號出現(xiàn)計算出誤差aq98反饋誤差，i(n)i(n)a/n計數(shù)n清零，校正q =

54、 98（循環(huán)結(jié)束）轉(zhuǎn)第一步 這樣我們就能在每個循環(huán)后將誤差反饋給下個循環(huán)，減小下個循環(huán)的誤差，這樣的好處就是不管誤差是怎么產(chǎn)生，都通過一個循環(huán)自動來消除。3、 射線的校正的時機前面我們講到，射線料位計只能發(fā)出一個數(shù)字量信號，所以射線的校正就主要有下降沿校正和上升沿校正兩種類型。 下降沿校正：上面已經(jīng)分析了下降沿觸發(fā)是實時準確的，所以，我們可以固定為，只要有下降沿觸發(fā)就一定設(shè)置為98噸。 上升沿觸發(fā)：在上升沿觸發(fā)時必然是處在裝焦的過程，而裝焦的高低我們是不能測量出來的，并且存在料位長期徘徊在料位下面的情況，所以我們要通過一定的判斷再來計算，在這里對長期徘徊在料位下進行對半校正，使誤差正負波動，便

55、于調(diào)節(jié)。其具體步驟如下：射線料位信號關(guān)，料位不能低于98，否則校正為98射線料位信號開，料位不能高于98，否則校正為98射線料位信號觸發(fā)上升沿信號，qq+ i(n) 維持原狀不校正射線料位信號觸發(fā)下降沿信號，q983.4 鍋爐給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)在鍋爐運行中,水位是一個很重要的參數(shù)。若水位過高,則會影響汽水分離的效果,使用氣設(shè)備發(fā)生故障;而水位過低,則會破壞汽水循環(huán),嚴重時導(dǎo)致鍋爐爆炸。同時高性能的鍋爐產(chǎn)生的蒸汽流量很大,而汽包的體積相對來說較小,所以鍋爐水位控制顯得非常重要。鍋爐水位自動控制的任務(wù),就是控制給水流量,使其與蒸發(fā)量保持平衡,維持汽包內(nèi)水位在允許的范圍內(nèi)變化。3.4.1 鍋爐給水調(diào)節(jié)單沖

56、量設(shè)計干熄焦中鍋爐單沖量給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，給水調(diào)節(jié)器接收的反饋信號為汽包液位，其控制輸出信號送至給水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)鍋爐給水量。這是一個單閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，汽包液位經(jīng)傳感器檢測，信號與給定值比較后送至pi調(diào)節(jié)器，輸出信號控制給水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)汽包給水量。鍋爐以額定負荷的75% 以下運行時，采用單沖量給水調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，能夠滿足控制要求。另外，干熄焦處于非正常工況時，也應(yīng)采用單沖量給水調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，因此，在干熄焦工藝中，單沖量給水調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)起著非常重要的作用。鄂鋼干熄焦鍋爐汽包液位控制分單沖量控制和三沖量控制，單沖量是通過pid調(diào)節(jié)控制鍋爐給水流量，來保證汽包液位的穩(wěn)定。三沖量是通過pid串級調(diào)節(jié)，控制鍋爐給水流量、汽包液位、和主蒸汽流量3個主要被控參數(shù)，來控制汽包液位的穩(wěn)定。鍋爐以額定負荷的75%以下運行時，采用單沖量控制，在鍋爐以額定負荷的75% 以上運行時，投入三沖量調(diào)節(jié)。3.4.2 鍋爐給水調(diào)節(jié)三沖量設(shè)計三沖量控制系統(tǒng)是