關鍵詞:干熄焦 ; HOLLiAS-MACS;應用實踐
白雅紅(1978—)
女,內蒙古人,內蒙古包頭鋼鐵學院儀器儀表與自動化專業學士學位,現從事儀表與自動化系統維護。
1 概述
煉鐵新廠焦化車間DCS系統采用北京和利時系統工程股份有限公司的HOLLiAS-MACS分布式控制系統完成對數據的采集和監視。HOLLiAS-MACS系統是一種集DCS概念和現場總線技術于一體的控制系統。經過11個月的系統投用,系統安全可靠、操作靈活,滿足了焦化車間工藝對自動化高水平的要求。下面以140t/h干熄焦發電為例介紹HOLLiAS-MACS系統在南鋼焦化車間的應用。
2 工藝流程簡介
所謂干熄焦是相對濕熄焦而言的,是指采用惰性氣體將紅焦降溫冷卻的一種熄焦方法。在干熄焦過程中,紅焦從干熄爐頂部裝入,低溫惰性氣體由循環風機鼓入干熄爐內冷卻段紅焦層內,吸收紅焦顯熱,冷卻后的焦碳從干熄爐底部排出,從干熄爐循環煙道出來的高溫惰性氣體流經干熄焦鍋爐進行熱交換,鍋爐產生蒸汽,產生的蒸汽用來發電。為了兼顧整個焦化車間的汽、電平衡之所需, 并提高熱能的利用率,配置了一座汽輪發電站,內設一臺C12-3.43/0.49型抽汽凝汽式汽輪機,一臺QFW-12-2型發電機;一套Q=85t/h,P1/P2=3.82/0.49MPa,t1/t2=450/257℃的減溫減壓裝置。
3 系統硬件配置
HOLLiAS-MACS系統的網絡由上到下分為監控網絡和控制網絡2個層次,包括2個現場控制站(10#和11#)、1個擴展柜。10#現場控制柜安裝在除鹽水操作室內,11#現場控制站和擴展柜安裝在干熄焦中控室內。過程管理級包括2臺工程師站、2臺操作員站、2臺打印機及系統總線等設備。系統網絡實現現場控制站與系統操作員的互連,控制網絡實現現場控制站與智能I/O單元的通訊。監控網絡由100M高速冗余以太網絡構成,用于操作站的連接,完成操作元站的在線數據通訊。控制網絡由Profibus-DP總線構成,用來實現I/O模塊與現場控制站主控單元的通信,完成實時輸入、輸出的傳送。Profibus-DP符合EN50170標準,拓撲結構為總線式,在總線兩端有有源總線端接器。主要特性為:最大節點數為126;傳輸速率為9.6Kbps~12 Mbps;通訊介質采用雙絞線和光纖。這樣通過Profibus-DP總線就實現了現場控制站和擴展柜的連接,完成了整個發電過程實時檢測、開停車、事故報警、控制聯鎖等功能。智能I/O單元采用SM系列。綜上所述,140t/h干熄焦DCS系統可用如下網絡結構圖1表示:
4 軟件組態
4.1 HOLLiAS-MACS軟件簡介
HOLLiAS-MACS系統功能的完善即離不開其硬件,也離不開硬件中的系統軟件。HOLLiAS-MACS系統的軟件主要包括兩部分:ConMaker軟件和FacView軟件。ConMaker是針對底層控制器的軟件。它是控制方案的開發平臺,包括控制方案編輯器和仿真調試器兩部分。該軟件的主要功能是完成用戶控制方案的組態。FacView是人機界面(HMI)軟件。包括離線組態軟件和操作員站在線實時監控軟件兩部分。按照用戶對人機界面監控要求,其離線組態軟件主要用于制作流程畫面,定義報警、趨勢和報表等上層應用。工程編譯、運行后進入FacView在線實時監控環境,通過監控網絡與現場控制站的主控單元進行通訊,傳遞各種數據和信息,從而實現HOLLiAS-MACS系統對生產運行過程的實時監視和控制。組態流程可用圖2來概括,圖中的流程從上向下進行,每個方框對應一個必要的組態環節。上下串行連接的步驟表示組態時有先后順序,左右并行連接部分的組態可以同時進行。
圖1 干熄焦HOLLiAS-MACS系統網絡結構圖
圖2 HOLLiAS-MACS系統軟件組態流程
圖3 組態框圖
4.2 組態功能實現
4.2.1過程點的建立
在ConMaker軟件環境下,根據已設計的功能規格書進行MACS配置以及程序編寫。按照分配好的通道及規格書提供的相關信息建立過程點。圖3減溫減壓裝置出口壓力信號調節的圖例簡單地說明該軟件的應用過程。
相應的控制程序如圖4所示:
4.2.2 畫面繪制
利用FacVIEW軟件的瀏覽器、工程編輯器、圖形編輯器、代碼編輯器,實現計算機設置、通訊設置、操作權限設置。干熄焦DCS系統共有10幅畫面、897個點、23個控制點;198個報警點。每個PID回路都設有參數設定面板,隨時設定PI、TI、DI 及模式:MAN、AUTO、CAS的選擇。在點的建立和畫面繪制完成后進行離線調試,離線調試過程中及時發現程序中存在的問題并加以修改,然后進行在線調試。
圖4 減溫減壓裝置出口壓力控制程序
5 結束語
HOLLiAS-MACS系統在南鋼干熄焦平穩的運行充分體現了其可靠性和經濟性,人性化的操作界面更讓操作人員感受到它的靈活性和易用性。設計人員在組態過程中對系統的理解在實踐中得到完美的詮釋。HOLLiAS-MACS系統在南鋼的成功運用使該系統在焦化行業的應用得以認可。
其它作者:
左殿杰(1968—)男,山東人,機械電子專業,本科,現從事儀表與自動化系統維護。