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计算机技术在GHH风机中的研究与应用

1  引言
    莱钢热电厂2#风机是德国GHH公司1975年设计制造的产品,由于炼铁工艺的改进,对高炉供风的安全性、稳定性等都发生了变化,原先采用的常规仪表电气控制已不能满足工艺的要求,尤其是在防喘调节上。为此今年对2#风机进行了计算机控制系统的技术攻关改造。这次改造采用的是ABB公司的DIGIMATIK系列Freelance系统,完成生产工艺显示、数据的处理显示、工艺设备控制、PID回路的自动调节、故障报警和报表打印等功能。经过半年多的运行,整个系统稳定可靠,大大提高了机组的自动化水平。

2  系统硬件
2.1 硬件选型
根据工艺要求,系统点数如附表所示。

 该控制系统的总点数为136点。
2.2 系统硬件配置
    本控制系统由1个过程站、2个工程师/操作员站组成,配置图如图1所示。

图1   控制系统配置图


各个站之间的数据交换是这样实现的:
    现场采集的数据通过信号线送到DCS的模块,模块进行转换后,直接或通过Diginet P送到处理器里,处理器就根据编制的程序对信号进行处理,并且将数据通过Diginet S送到工程师/操作员站上进行显示,操作员在监控画面上启停设备或调节阀门,这些数据就通过送到处理器里,处理器根据程序处理后,将其直接或通过Diginet P送到输出模块,控制现场设备。
过程站采用了处理器和电源冗余,即为系统配置了2块处理器,平时正常运行时,一个处于运行状态,一个处于热备状态。
    过程控制网络Diginet S也采用了冗余配置。通过2个集线器HUB,操作站和工程师站上的各2个以太网卡及4条双绞线构成两个互为冗余的以太网络。只要4条双绞线中的任何一条能够保证工作正常,就可以保证整个系统的正常运行。这样就可以大大提高系统的安全性。
打印机用于打印报表。

3  软件编制
    Freelance2000系统是一个紧凑型的计算机系统,它将DCS技术和PLC技术集于一身,既可以进行复杂的仪控,又可以进行常规的电气控制。
编制的步骤:
(1) 项目树组态
    组态整个项目树所管理的PS(过程站)、OS(操作站),即整个系统所配置的过程站和操作站,并组态好每个过程站的程序结构,每个操作站的画面监控结构
(2) 系统组态
    组态整个系统所连的PS、OS,并为过程站配置I/O模块,对模块的每一个通道的信号进行组态。
(3) 网络组态
    为DigiNet S上所连的所有节点进行组态,配置其IP地址、ID地址。
(4) 程序编制
    即根据工艺要求进行编程实现工艺提出的控制功能。
(5) 画面的编制
    根据工艺要求,编制工艺流程画面、设备启停画面、历史趋势画面、工艺参数显示画面、阀门操作画面等,使操作人员可以通过画面监视整个生产过程,启停设备、监视参数、调节阀门,观察趋势,查询历史记录。
(6) 报表打印实现随时打印报表。

4  控制功能
4.1 过程参数的调节
    生产过程中重要的热工参数均能随时进行调节,进行了PID回路控制,使之维持在设定值左右,所有的PID回路都可以进行PV跟踪,无扰动切换。
调节回路有3种工作方式:自动,半自动,手动
(1) 冷凝器液位自动调节
    通过调节出口调节阀和再循环阀来控制冷凝器液位,用1个PID回路控制2个阀门,PID的输出直接控制再循环阀,PID的输出经取反后控制出口调节阀,控制框图见图2。

图2   冷凝器液位控制框图

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