簡(jiǎn)單介紹過(guò)程控制在空分裝置中的應用

2.2.2 控制原理

對于每個(gè)控制回路來(lái)說(shuō)，不同的氧產(chǎn)量值，對應著(zhù)不同最佳設定值。在A(yíng)LC系統內部設置了一套自己的專(zhuān)家控制系統，它是由上千組不同氧產(chǎn)量值對應不同控制回路的最佳經(jīng)驗設定值組成。每次變負荷之前，系統根據當前各控制回路的工藝值、當前氧產(chǎn)量值、輸入的氧產(chǎn)量變量值、設計氧產(chǎn)量的最大最小值，計算出各控制回路的最終目標設定值和當前狀態(tài)(OK或ERRO);并且在從當前氧產(chǎn)量向目標氧產(chǎn)量的變化過(guò)程中，按照每次改變量不能超過(guò)上次氧產(chǎn)量值的5%的原則，每5s改變一次氧產(chǎn)量值，即每5s計算并發(fā)送一次各控制回路的設定值，并計算出完成本次變負荷所需要的時(shí)間，再由氧產(chǎn)量和完成變負荷的時(shí)間構成一個(gè)一次函數，這就是斜坡方程。該斜坡方程控制曲線(xiàn)如圖3所示。ALC系統每次運行都是按照這一計算好的斜坡方程軌跡運行，直到運行時(shí)間結束。ALC系統控制運行流程圖如圖4所示。

圖3 斜坡方程控制曲線(xiàn)示意圖

圖4 ALC系統運行流程圖

2.3 PLC局部控制

PLC局部控制由4臺SIEMENS S5-115U 945和1臺三菱MELSEC A1S PLC組成，用來(lái)完成主廠(chǎng)房?jì)瓤諌簷C等大型主體設備的啟動(dòng)、停止、運行的邏輯控制，回路控制及運行狀態(tài)監視。

3 通信方式

3.1 DCS系統通信方式

該集散控制系統采用了INFI-NET環(huán)、控制總線(xiàn)(Controlway)和輸入/輸出擴展總線(xiàn)3層通信結構。

　　(1) INFI-NET環(huán)是一個(gè)無(wú)主站、封閉環(huán)路、緩沖器插入型的環(huán)行通信網(wǎng)絡(luò )，由一對冗余的同軸電纜和相應的通信端子單元構成，最多支持250個(gè)節點(diǎn)，通信速率為10Mb/s。

　　(2) 控制總線(xiàn)是一個(gè)1Mb/s的串行通信鏈，最多支持32個(gè)多功能處理器，允許過(guò)程數據、文件數據和計算機數據的交換，也能處理組態(tài)下裝和參數整定，并可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )處理模件從INFI-NET環(huán)接收或發(fā)送例外報告。

　　(3) 輸入/輸出擴展總線(xiàn)處理數字量I/O模件和模擬量I/O模件與多功能處理器之間的數據通信。它是一個(gè)高速并行通信通道，其總線(xiàn)寬為8個(gè)數據位，傳輸速率為0.5Mb/s。

3.2 ALC系統與DCS間的通信

ALC系統通過(guò)計算機的網(wǎng)絡(luò )接口模塊與INFI-NET環(huán)相連，它與DCS間的通信要經(jīng)過(guò)DCS驅動(dòng)器，將數據轉換成兩個(gè)系統都能接受的協(xié)議形式。通信示意圖如圖5所示。

圖5 ALC與DCS通信

4 結束語(yǔ)

該集散控制系統于1996年11月開(kāi)始調試，1997年9月20日通過(guò)考核驗收，自動(dòng)控制系統運行穩定，控制功能和控制精度符合生產(chǎn)工藝的要求。當氧產(chǎn)量從70%上升到100%時(shí)，ALC所需時(shí)間約為40min;氧產(chǎn)量從100%下降到70%時(shí)，ALC所需時(shí)間約為60min，耗電量是100%工況時(shí)的77.7%，大大降低了生產(chǎn)能耗，提高了經(jīng)濟效益。該系統基本達到無(wú)人控制，產(chǎn)品各項指標均達到合同要求，且重要的工藝參數可通過(guò)以太網(wǎng)傳送到廠(chǎng)級管理計算機，對于冶煉用氣的合理調度具有重要意義。