焦化廠鼓冷儀表控制系統(tǒng)改造方案分析

河北中煤旭陽(yáng)焦化有限公司 張新菊

焦化廠鼓冷儀表控制系統(tǒng)改造方案分析

河北中煤旭陽(yáng)焦化有限公司 張新菊

一、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析

1. 受控對(duì)象的組成。整個(gè)控制系統(tǒng)受控對(duì)象有四部分組成：焦?fàn)t及煤氣管道系統(tǒng)、地下室氣體交換機(jī)、煤氣初冷器、羅茨鼓風(fēng)機(jī)等組成。

2. 工藝指標(biāo)的制定。根據(jù)本單位的生產(chǎn)情況的工藝要求，參考同行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，分別制定出相關(guān)工藝設(shè)備的指標(biāo)參數(shù)，利用電腦程序?qū)Ω鱾€(gè)工藝參數(shù)進(jìn)行分析，優(yōu)化工藝，堅(jiān)固普通性與特殊性之間的關(guān)系，即能控制常規(guī)操作，同時(shí)還可以對(duì)應(yīng)急事件做出響應(yīng)的處理，反映及時(shí)處理準(zhǔn)確，具備了人工智能的特點(diǎn)。

4. 軟件系統(tǒng)。

a、操作系統(tǒng)為windOwS，開發(fā)環(huán)境vB或vC。

b、前臺(tái)操作界面：i）生產(chǎn)工藝流程圖及相關(guān)點(diǎn)位的儀表數(shù)據(jù)；ii）主要工藝參數(shù)設(shè)定：iii）各種工藝參數(shù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表：vi）電腦手動(dòng)控制按扭，可實(shí)現(xiàn)隨機(jī)手動(dòng)操作。

c、后臺(tái)操作：軟件運(yùn)行日志，為了方便維護(hù)與故障判斷設(shè)有自檢功能，可對(duì)每一個(gè)接口進(jìn)行邏輯檢測(cè)，以報(bào)告單的形式提供給維修人員。

5. 日常操作與維護(hù)。通常情況下，系統(tǒng)處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)按照一定的時(shí)間周期以電子表格的形式記錄全部的工藝參數(shù)，無需要人工維護(hù)。特殊情況及非常規(guī)操作需人工參與運(yùn)行。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境運(yùn)行下，各個(gè)工作站之間根據(jù)用戶的權(quán)限，可實(shí)現(xiàn)全部或部門功能開放。

三、具體施工方案

1. 前期設(shè)計(jì)。通過對(duì)現(xiàn)有儀表系統(tǒng)分析，同時(shí)做了一些相關(guān)實(shí)驗(yàn)，整理了一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2. 預(yù)計(jì)工期。設(shè)備的制作階段，由于部分設(shè)備需要自行制作，有些配件非本地采購(gòu)，制作周期大約40天（含采購(gòu)時(shí)間）。系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)，待設(shè)備制作完成后，現(xiàn)場(chǎng)安裝之前，需要做一次模擬實(shí)驗(yàn)，利用自制的模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，通過現(xiàn)場(chǎng)仿真對(duì)各項(xiàng)功能進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，邀請(qǐng)有關(guān)工程技術(shù)人員及使用單位，做系統(tǒng)評(píng)價(jià)，確認(rèn)無誤，前期工作完成。現(xiàn)場(chǎng)安裝階段，利用生產(chǎn)的空閑時(shí)間，由儀表部門及電器維修部門配合，增設(shè)一部分控制電纜，將焦?fàn)t儀表房、地下室及鼓冷之間連接起來，完成控制系統(tǒng)的外圍線路，工期大約一周。投入運(yùn)行階段，采取部分投入逐一增加的方法，先投入一部分一次儀表，觀察設(shè)備運(yùn)行的可靠性，3日之后全部一次儀表接入投入正式運(yùn)行。原鼓冷2臺(tái)儀表柜拆除，將電捕2臺(tái)調(diào)壓器搬遷到鼓冷控制室，由鼓冷操作工負(fù)責(zé)電捕的日常運(yùn)行管理。

四、系統(tǒng)的投資造價(jià)

由于整個(gè)系統(tǒng)為自行設(shè)計(jì)，最大限度地保留和利用了原有的一次儀表，使得系統(tǒng)造價(jià)大幅度地降低，同時(shí)自制A／D轉(zhuǎn)換器，并根據(jù)本單位的工藝要求設(shè)計(jì)了一套控制軟件。前期通過對(duì)部分設(shè)備及零配件市場(chǎng)的調(diào)查，估測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的造價(jià)可以控制在五萬(wàn)元以下，僅供參考。

五、系統(tǒng)更新改造前后的優(yōu)缺點(diǎn)分析

1. 優(yōu)點(diǎn)分析。

畢淑敏多次坦言魯迅對(duì)她的影響非常大，她說“中國(guó)作家我特別喜歡魯迅”[1]128，“魯迅是我非常崇敬的作家”。[1]44畢淑敏和魯迅一樣棄醫(yī)從文，創(chuàng)作了大量散文，探尋人的心靈，救治人的靈魂。但是魯迅的散文冷峻剛健，畢淑敏的散文溫暖柔和。魯迅的散文如刑天舞干戚，強(qiáng)烈地批判國(guó)民的劣根性，也無情地坦露自己輾轉(zhuǎn)而生活于風(fēng)沙中的瘢痕；畢淑敏的散文如精衛(wèi)銜微木，投入到人們需要幫助的心理需求之海，也穿云破霧帶給人溫暖和光明。

a、集中控制：一個(gè)完整的工藝流程重要是如何控制好整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性，將分散的操作集中為統(tǒng)一合理的集中控制，由于使用電腦控制系統(tǒng)，將各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)地聯(lián)合在一起，步調(diào)一致，統(tǒng)一指揮。

b、系統(tǒng)管理：系統(tǒng)管理集中體現(xiàn)在如何管理好受控對(duì)象，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

i）集氣管壓力，從整個(gè)系統(tǒng)的工藝條件出發(fā)，顧全大局針對(duì)影響集氣管壓力頻繁波動(dòng)因素進(jìn)行分析，目前現(xiàn)有的控制方法是對(duì)集氣管壓力瞬時(shí)采樣，由智能儀表驅(qū)動(dòng)翻板控制集氣管壓力，雖然結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是缺點(diǎn)也很多，以壓力的瞬時(shí)值作為控制依據(jù)，沒有一定預(yù)見性。實(shí)際上壓力變化是有一定規(guī)律的，雖然在某一時(shí)刻壓力超出了規(guī)定的范圍，但是還應(yīng)該考慮到壓力變化的趨勢(shì)，如果在一個(gè)控制時(shí)間周期內(nèi)，壓力變化呈遞減趨勢(shì)，根據(jù)遞減的梯度可以推斷出下一時(shí)間周期壓力的變化趨勢(shì)，所以說對(duì)于壓力超出工藝范圍而依違地調(diào)整集氣管翻板是沒有理論依據(jù)的。這也是現(xiàn)有智能儀表的一個(gè)主要缺點(diǎn)。找出集氣管壓力變化的規(guī)律和變化趨勢(shì)，是作好系統(tǒng)管理的一個(gè)重要手段。具體采用的計(jì)算機(jī)算法原理是：在一個(gè)控制周期內(nèi)（8—10秒），連續(xù)對(duì)集氣管壓力進(jìn)行采樣，加權(quán)平均與當(dāng)前壓力值進(jìn)行比較，判斷壓力變化的趨勢(shì)及變化梯度，通過計(jì)算機(jī)實(shí)際運(yùn)算得出控制結(jié)論，克服了現(xiàn)有控制系統(tǒng)的動(dòng)作滯后，無遇見性的弊端。另外，煤氣交換機(jī)工作時(shí)集氣管壓力影響也是很大的，為了解決這個(gè)問題，首先要有預(yù)見性，交換機(jī)是按照一定周期工作的，利用周期性的規(guī)律，在交換機(jī)臨近交換前做好相應(yīng)設(shè)備工藝參數(shù)的調(diào)整，比如：開大集氣管翻板，加大鼓風(fēng)機(jī)流量等，實(shí)現(xiàn)在交換過程中集氣管壓力平穩(wěn)過度。

ii）煤氣溫度的控制，煤氣通過初冷器冷卻降溫，由于工藝條件發(fā)生變化，影響到煤氣溫度過高，計(jì)算機(jī)控制適當(dāng)調(diào)整風(fēng)機(jī)大循環(huán)和風(fēng)機(jī)的流量，即保證氣煤輸送，同時(shí)又降低了煤氣溫度。

c、網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)傳輸，多部門協(xié)調(diào)管理。計(jì)算機(jī)按一定周期以電子表格的形式保存系統(tǒng)數(shù)據(jù)，保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。同時(shí)通過電腦網(wǎng)絡(luò)將控制界面遠(yuǎn)傳給其它工作站（如：調(diào)度室等），實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

d、適應(yīng)性強(qiáng)，根據(jù)工藝要求，隨時(shí)可以改換控制界面，控制點(diǎn)數(shù)增減自如。

2. 缺點(diǎn)分析。

a、系統(tǒng)比較脆弱，由于使用的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，比現(xiàn)有的三代數(shù)字儀表明顯的差別就是脆弱性。整個(gè)系統(tǒng)的抗沖力能力不強(qiáng)，尤其是軟件系統(tǒng)，容易造成死機(jī)，影響正常使用。

b、維護(hù)量比現(xiàn)有的系統(tǒng)增大，由于系統(tǒng)的復(fù)雜程度比現(xiàn)有的智能儀表遠(yuǎn)遠(yuǎn)增大，出現(xiàn)故障的概率也增加了很多，因此對(duì)維修人員的素質(zhì)一定的要求。故障時(shí)應(yīng)急解決方案：手／自一體，雙控制系統(tǒng)任意切換，同時(shí)計(jì)算機(jī)設(shè)有電腦自動(dòng)循檢查系統(tǒng)，可以幫助維修判斷故障。通過以上對(duì)鼓冷儀表控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的詳細(xì)分析，結(jié)合自己多年來的從事儀表工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我認(rèn)為這個(gè)方案通過對(duì)焦?fàn)t集氣管壓力、交換幾、鼓風(fēng)機(jī)、初冷器、電捕焦油器等配套設(shè)施的集散控制，從根本上解決了出焦化企業(yè)煤氣冷卻、輸送及凈化的控制難題。