王志偉

【摘 要】首鋼通鋼集團(tuán)通化股份公司1#-2#焦?fàn)t技術(shù)改造項(xiàng)目，采用浙大中控JX-300XP DCS控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對整個(gè)工程自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合控制。本文在介紹該控制系統(tǒng)的組成和工作原理的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的控制過程，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)裝置長時(shí)間的安全運(yùn)行，為企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也推動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化的國產(chǎn)化進(jìn)程。

【關(guān)鍵詞】DCS；過程控制；連鎖

首鋼通鋼集團(tuán)通化股份公司1#-2#焦?fàn)t技術(shù)改造項(xiàng)目，采取一次設(shè)計(jì)，分步建設(shè)方式，一步建設(shè)1×60孔6m復(fù)熱式頂裝焦?fàn)t，年產(chǎn)60萬t/a焦炭，二步建設(shè)1×60孔6m復(fù)熱式頂裝焦?fàn)t，最終達(dá)到年產(chǎn)120萬t/a焦炭規(guī)模。該工程的控制系統(tǒng)采用浙大中控JX-300XPDCS，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)流程查看、報(bào)表數(shù)據(jù)存貯、歷史趨勢存貯與查看、生產(chǎn)過程報(bào)表生成與輸出等功能，從而達(dá)到整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)過程的管理、控制全集成綜合自動(dòng)化。

1.控制系統(tǒng)介紹及整體結(jié)構(gòu)

JX-300XP覆蓋了大型集散系統(tǒng)的安全性、冗余功能、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展功能、集成的用戶界面及信息存取功能；不但具有模擬量信號輸入輸出、數(shù)字量信號輸出輸入、回路控制等常規(guī)DCS的功能，還具有高速數(shù)字量處理、高速順序事件記錄（SOE）、可編程邏輯控制等特殊功能；它不僅提供了功能塊圖（SCFBD）、梯形圖（SCLD）等直觀的圖形組態(tài)工具，又為用戶提供開發(fā)復(fù)雜高級控制算法（如模糊控制）的類C語言編程環(huán)境SCX。系統(tǒng)規(guī)模變換靈活，可以實(shí)現(xiàn)從一個(gè)單元的過程控制，到全廠范圍的自動(dòng)化集成。

JX-300XP系統(tǒng)采用了雙高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)SCnetII作為其過程控制網(wǎng)絡(luò)。它直接連接了系統(tǒng)的控制站、操作站、工程師站、通訊接口單元等，是傳送過程控制實(shí)時(shí)信息的通道，具有很高的實(shí)時(shí)性和可靠性，通過掛接網(wǎng)橋，SCnetII可以與上層的信息管理網(wǎng)或其它廠家設(shè)備連接，并進(jìn)行通訊。

過程控制網(wǎng)絡(luò)SCnetII是在10base Ethernet基礎(chǔ)上開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，各節(jié)點(diǎn)的通訊接口均采用了專用的以太網(wǎng)控制器，數(shù)據(jù)傳輸遵循TCP/IP和UDP/IP協(xié)議，并備有50%的負(fù)載能力。在保證高速可靠傳輸過程數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，SCnetII還具有完善的在線實(shí)時(shí)診斷、查錯(cuò)、糾錯(cuò)等手段。系統(tǒng)配有SCnetII網(wǎng)絡(luò)診斷軟件，內(nèi)容覆蓋了網(wǎng)絡(luò)上每一個(gè)站點(diǎn)（操作站、數(shù)據(jù)服務(wù)器、工程師站、控制站、數(shù)據(jù)采集站等）、每個(gè)冗余端口（0#和1#）、每個(gè)部件（網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)控制器、傳輸介質(zhì)等），網(wǎng)絡(luò)各組成部分經(jīng)診斷后的故障狀態(tài)被實(shí)時(shí)顯示在操作站上以提醒用戶及時(shí)維護(hù)。

2.總體設(shè)計(jì)

JX-300XP系統(tǒng)通過AdvanTrol軟件包在工程師站進(jìn)行流程圖編輯、報(bào)表制作、控制回路和連鎖編程等制作組態(tài)，并下載到控制站和發(fā)布至各個(gè)操作站運(yùn)行。對一般要求的常規(guī)控制，系統(tǒng)提供的控制方案基本都能滿足要求，易于組態(tài)、方便操作，且在實(shí)際應(yīng)用中控制運(yùn)行可靠、穩(wěn)定。對一些有特殊要求的控制，必須根據(jù)實(shí)際需要，自己定義控制方案，通過控制站編程的SCX編程語言實(shí)現(xiàn)自定義控制、先進(jìn)控制、SCLD梯形圖軟件、SCFBD功能塊圖軟件和SCSFC順序控制軟件來實(shí)現(xiàn)。

3.控制方案的實(shí)施

（1）系統(tǒng)在常規(guī)單回路PID控制中，表現(xiàn)較好，經(jīng)過整定后，具有較高的穩(wěn)定性。在抗干擾方面比較優(yōu)異。在串級控制回路中，如管式爐富油出口溫度串級控制煤氣流量，通過SCX編程語言把外環(huán)的輸出跟蹤內(nèi)環(huán)的設(shè)定值，保證了內(nèi)外環(huán)的無擾動(dòng)切換，經(jīng)過現(xiàn)場操作的，控制效果較好。

（2）在化產(chǎn)工藝生產(chǎn)裝置中，大量使用連鎖設(shè)置，主要為各中間罐、成品罐液位與氣動(dòng)切斷閥、電機(jī)連鎖。如當(dāng)液位高于設(shè)定液位值，自動(dòng)切換出料閥門，開啟電機(jī)，把物料轉(zhuǎn)移到下一個(gè)工序；極大的提高了物料運(yùn)轉(zhuǎn)速度，提高了生產(chǎn)效率。

（3）備煤、篩焦工段采用順序控制，皮帶控制遵循逆啟順停規(guī)則，即可以對單個(gè)皮帶進(jìn)行單獨(dú)的啟停操作控制，又可對整個(gè)流程進(jìn)行統(tǒng)一的順序啟停操作，并有設(shè)備停車報(bào)警點(diǎn)的真人語音提示。

（4）焦?fàn)t本體的加熱控制，采用加熱優(yōu)化程序控制，通過實(shí)時(shí)采集并分析立火道及上升管橋管的溫度，來優(yōu)化進(jìn)入燃燒室的煤氣流量及廢氣壓力，以提高焦?fàn)t安定系數(shù)及焦炭質(zhì)量。

4.結(jié)語

通過浙大中控JX-300XPDCS控制系統(tǒng)在首鋼通鋼集團(tuán)通化股份公司1#-2#焦?fàn)t技術(shù)改造項(xiàng)目上應(yīng)用，表明浙大中控JX-300XPDCS在通信技術(shù)、微電子技術(shù)、信號處理技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)等方面達(dá)到了國際先進(jìn)水平，具有很高的推廣價(jià)值及應(yīng)用前景。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]浙大中控技術(shù)有限公司.JX-300XPDCS培訓(xùn)教材[M].杭州：浙大中控技術(shù)有限，2012.