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MOXoc集散控制系统应用在济钢干熄焦工程中

作者:翟玉铎 党 勇2009.07.09阅读 9448

  济南钢铁集团总公司(下简称济钢)焦化厂干熄焦系统于2004年9月进行系统大修改造,其中DCS控制系统使用了澳大利亚悉雅特公司的MOXoc集散控制系统。2004年10月正式投产运行后,日熄焦炭2000余吨,产蒸汽1000余吨,发电80000-100000kWh,自动化控制系统运行平稳可靠。
  一、MOXoc集散控制系统功能
  MOXoc集散控制系统具有能够完成实时处理的高性能CPU,其高效的模块化组合、灵活的硬件系统冗余和现场总线通信方式、可扩展性和预集成技术,为用户提供安全可靠、强大的DCS硬件系统平台。
  MOXoc集散控制系统在通信方面具有多样性,可以连接以太网TCP/IP、MODBUS以及其他先进的现场总线。MOXoc集散控制系统提供系统冗余、处理器冗余、供电模块冗余、MODBUS接口模块冗余,冗余部分的切换过程可以在处理器的一个扫描周期内完成。同时,不论系统规模的大小,MOX系统I/O模块的可伸缩能力都是一致的。
  济钢干熄焦MOX系统硬件包括1台工程师站(同时兼做操作员站)和1台操作员站,2套冗余MOXoc系统CPt,下设2个I/O子站。MOX网络分为监控网络、系统网络
、控制网络三个层次。
  本套DCS共包括六个子系统:1# 、2#熄焦系统、1#、2#锅炉系统、除尘系统、循环风机主电机测温系统、循环气体成分在线分析系统、气力输送系统。
  每套MOX控制器各包括8个回路调节,77个模拟量监视点,86个开关量监视点,4个开关量输出点。系统构成如图1所示。

系统构成如图


  利用Moxoc集散控制系统丰富的软件功能,可完成内部反馈仪表和开关仪表的定义及内部仪表同外部接线端子的连接,实现回路调节、顺序控制、数学运算、数值计算、报警显示、连锁、通信、趋势记录、打印等工作。本系统设计了工艺流程画面9个CONTROL ENGINEERING China版权所有,趋势画面36点,并可根据生产实际随时增加和修改。工艺流程画面上有声光报警提示,便于操作人员及时掌握紧急报警信息。
  二、系统软件编制
  组态软件的编制在工程师站进行CONTROL ENGINEERING China版权所有,组态分为系统设备组态、数据库组态、算法组态、图形组态、事故报警组态和历史趋势组态等,组态完成后在数据库进行汇编,汇编成功后对服务器和操作员站进行下装,系统重新启动后生效。在日常维护过程中,未对系统做结构性修改,可实现在线下装

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,以保证系统的可靠连续运行。
  控制系统图形组态及FBD流程图,由用户根据系统工况完成相应组态,绘制图形然后进行动态连接,动态点的连接必须调用数据库定义点并在组态完成后进行逻辑试验,生成系统工程进行调试后运行。
  事故报警组态,根据系统事故及报警源对事故报警进行历史记录

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,系统数据库对事故报警进行实时记录,最多可记录512点,无限时(仅受硬盘容量限制),便于生产或操作性事故的分析。
  三、特殊功能的实现
  1.锅炉水位三冲量调节
  在锅炉操作中,汽包水位应稳定在汽包1/2处,汽质最好。影响锅炉汽包水位的主要是蒸汽负荷和上水压力,它们的变化导致蒸汽流量和上水流量的变化

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,也就影响到水位的变化。为了提高系统的调节质量,由汽包水位、上水流量、蒸汽流量组成一个三冲量调节系统,系统原理如图2所示。

系统原理


  2.锅炉主蒸汽温度串级调节
  为了保护蒸汽过热器和汽轮机,主蒸汽的温度要保持在450℃,这样就要在二级过热器入口前借助喷水减温对一级过热器出口温度进行控制。为了使控制效果达到最佳,采用主蒸汽温度和二级过热器入口温度两个点作为串级控制的数据源。
  3.干熄炉预存段压力自动调节
  当干熄炉预存段内压力超过外压力时,炉内焦粉通过装焦时打开的炉盖扩散到大气中www.cechina.cn,增加环境污染;当干熄炉预存段内压力低于外界压力时,空气就会进入干熄炉控制工程网版权所有,燃烧焦炭。因此,预存段压力(表压)必须控制在士0Pa左右。该套控制通过调节循环风机后的调节阀PV1101
  A(DN350)来实现,当需排放的气体量增大,难以调节压力时,再继续调节阀门PV 1101
  B(DN200);当需排放的气体量减小,应先调节阀门PV1101B,再调节PV1101A。
  4.连锁通信
  在整个系统中有近80个点的连锁信号状态通过网络传递给AB一PLC系统,这一功能通过MOXoc集散控制系统提供的高级功能实现。首先

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,各控制器中采用顺控表将要传递的值运算后放到各控制器的开关量存储器内,由MOXoc集散控制系统通过网络交换机发送到网络www.cechina.cn,然后经双绞线与AB一PLC的通信模块相连,写入AB-PLC系统的寄存器内,并检查是否正常。
  四、效果
  MOXoc集散控制系统以其强大的控制功能和丰富的上位监视功能实现了整个干熄焦系统仪表的自动控制。该系统自投运以来,运行可靠稳定,各项指标完全达到了设计要求,特别是在正常工况下锅炉一级省煤器入口水温可控制在130℃,干熄槽预存段压力可控制在士0Pa控制工程网版权所有,锅炉汽包水位可控制在士0mm。其可靠性,易操作和
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