易控(INSPEC)2009組態(tài)軟件在硫酸系統(tǒng)的應(yīng)用

朱興波， 張素霞， 劉合全， 趙海英

(河南豫光金鉛股份有限公司， 河南 濟(jì)源 454650)

易控(INSPEC)2009組態(tài)軟件在硫酸系統(tǒng)的應(yīng)用

朱興波， 張素霞， 劉合全， 趙海英

(河南豫光金鉛股份有限公司， 河南 濟(jì)源 454650)

本文介紹易控(INSPEC)2009組態(tài)軟件在硫酸系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中的開(kāi)發(fā)、組態(tài)實(shí)踐，說(shuō)明通過(guò)該軟件內(nèi)嵌的C#語(yǔ)言可以進(jìn)行復(fù)雜邏輯處理和運(yùn)算以及進(jìn)行各種報(bào)表、畫(huà)面動(dòng)畫(huà)、歷史曲線、實(shí)時(shí)曲線、聲光及語(yǔ)音報(bào)警等的綜合運(yùn)用，該套組態(tài)監(jiān)控軟件在硫酸系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用。

組態(tài)軟件； 組態(tài)； C#語(yǔ)言； (INSPEC)2009

1 硫酸系統(tǒng)的簡(jiǎn)要工藝流程及測(cè)點(diǎn)分布

1.1 硫酸系統(tǒng)的簡(jiǎn)要工藝流程

硫酸燒結(jié)工藝過(guò)程產(chǎn)生的含二氧化硫的煙氣經(jīng)煙氣輸送管道進(jìn)入硫酸工藝過(guò)程，在硫酸的高效洗滌器內(nèi)，煙氣與(稀硫酸)循環(huán)液充分接觸以達(dá)到降溫、除塵的目的，處理后排出的煙氣再來(lái)到填料塔，和經(jīng)過(guò)板式換熱器冷卻的循環(huán)液逆流接觸，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的除塵、降溫，經(jīng)填料塔處理后的煙氣依次進(jìn)入一級(jí)電除霧器和二級(jí)電除霧器，除去煙氣中所含的有害雜質(zhì)和酸霧后，再送到干燥塔，經(jīng)過(guò)干燥塔的煙氣又先后通過(guò)板式換熱器和轉(zhuǎn)化器進(jìn)行兩轉(zhuǎn)兩吸五段觸媒反應(yīng)后送入吸收塔進(jìn)行吸收和制酸。具體的工藝流程如下：

自燒結(jié)過(guò)程來(lái)煙氣→高效洗滌器→填料塔→一級(jí)電除霧器→二級(jí)電除霧器→干燥塔→SO2風(fēng)機(jī)→換熱器→轉(zhuǎn)化器→吸收塔

1.2 檢測(cè)和控制

硫酸工藝流程是一個(gè)比較難以控制的系統(tǒng)，既要保證空塔入口的負(fù)壓在合理范圍內(nèi)，又需要達(dá)到煙氣各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到制酸工藝要求的目的，凈化流程、干吸流程各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)備要保證一定的負(fù)壓，保證煙氣所含的水分、灰塵、溫度及濕度、壓力各項(xiàng)工藝指標(biāo)滿足轉(zhuǎn)化流程的需要。考慮到以上因素，設(shè)計(jì)了比較多的工藝測(cè)量點(diǎn)，具體測(cè)點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1 系統(tǒng)工藝測(cè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表

硫酸工序需要考慮輸送過(guò)來(lái)的煙氣量，保證恰當(dāng)?shù)目账M(jìn)口壓力，再根據(jù)情況調(diào)配其他相關(guān)參數(shù)。重點(diǎn)控制轉(zhuǎn)化器的兩位三通自動(dòng)換向閥，冶煉燒結(jié)過(guò)程煙氣所含二氧化硫不穩(wěn)，轉(zhuǎn)化器內(nèi)部各層溫度相應(yīng)變化，TV306、TV305換向閥的控制需要進(jìn)行有針對(duì)性的改變，保證轉(zhuǎn)化過(guò)程所需的溫度，同時(shí)提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率。選擇能代表性地反映各層工況的TIR10、TIR20兩個(gè)溫度參數(shù)作為閥門(mén)換向的根據(jù)，根據(jù)工藝狀況確定合適的換向時(shí)間，一段時(shí)間的運(yùn)行表明，此控制思路能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。

2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

筆者采用AI系列智能數(shù)據(jù)采集模塊構(gòu)建過(guò)程控制系統(tǒng)，利用易控(INSPEC)2009組態(tài)軟件設(shè)計(jì)電腦監(jiān)控畫(huà)面，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控任務(wù)。

各測(cè)控模塊分散安裝于四個(gè)控制室，利用通訊電纜將四個(gè)控制室的AI系列智能數(shù)據(jù)采集模塊與RS485/232轉(zhuǎn)換器直接相連，再將RS485/232轉(zhuǎn)換器與主機(jī)RS232端口相連，電腦主機(jī)上加裝PCI多串口卡以擴(kuò)展主機(jī)RS232端口，實(shí)現(xiàn)AI系列智能數(shù)據(jù)采集模塊與主機(jī)之間的串行通訊。

該系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)的采集工作由宇電AI系列智能模塊來(lái)進(jìn)行，工控機(jī)為操作人員提供人機(jī)交互的界面，操作人員通過(guò)工控機(jī)進(jìn)行操作命令的發(fā)送和接收、協(xié)調(diào)控制，數(shù)據(jù)設(shè)定、運(yùn)行參數(shù)的顯示以及存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理和報(bào)表生成等項(xiàng)工作。運(yùn)行過(guò)程中，工控機(jī)與宇電AI系列智能模塊實(shí)時(shí)進(jìn)行通信，使實(shí)際數(shù)據(jù)和界面上顯示的數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)同步更新；運(yùn)行人員在工控機(jī)上設(shè)定的參數(shù)和發(fā)出的運(yùn)行操作指令及時(shí)發(fā)送到AI系列智能模塊上并執(zhí)行。

系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)圖

3 AI系列模塊性能簡(jiǎn)介

AI706智能模塊能適合熱電偶、熱電阻、電壓、電流等多種信號(hào)的輸入，可作為監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集的下位數(shù)據(jù)采集模塊。為計(jì)算機(jī)提供可靠、廉價(jià)、適應(yīng)性強(qiáng)、且精確度高的模擬量采集。具備輸入數(shù)字校正系統(tǒng)、數(shù)字濾波、可編程輸入規(guī)格及可編程報(bào)警輸出等功能，測(cè)量精度為0.2級(jí)。

宇電AI系列智能數(shù)據(jù)采集模塊接口電平符合RS485或RS232C標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，采用異步串行通訊方式。它的數(shù)據(jù)格式為：起始位為1，數(shù)據(jù)位為8，無(wú)奇偶校驗(yàn)，停止位為1個(gè)。數(shù)據(jù)通訊的波特率可設(shè)定為4 800～19 200 bit/S，一般采用9 600 bit/S，本項(xiàng)目采用的波特率為19 200 bit/S。

4 AI系列模塊在易控(INSPEC)2009組態(tài)軟件中的配置

AI706智能模塊每個(gè)上面有六個(gè)通道，分別占用六個(gè)地址，比如第一號(hào)模塊的地址設(shè)置為1，那么第二個(gè)模塊的地址就從7開(kāi)始，以此類(lèi)推。按照介紹，AI儀表采用多機(jī)通訊協(xié)議，采用RS485通訊接口，可將1～80臺(tái)的儀表同時(shí)連接在一個(gè)通訊接口上。但實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，若一個(gè)通訊口上連接的模塊過(guò)多，則數(shù)據(jù)傳輸速率明顯下降。因此，將實(shí)際使用的分為四個(gè)通訊口。具體通道配置界面見(jiàn)圖2：

圖2 通道配置界面

5 程序的功能實(shí)現(xiàn)

5.1 SV305、SV306換向閥的程序控制

根據(jù)工藝要求，采用C#語(yǔ)言編寫(xiě)SV305、SV306換向閥的控制程序，程序如下：

if(變量組1.SV306手動(dòng)操作==true)

∥點(diǎn)轉(zhuǎn)化畫(huà)面SV306閥下面的"SV306",就激活"變量組1.SV306手動(dòng)操作",使該變量為"true",同時(shí)"變量組1.時(shí)間控制的按鈕"變量和"變量組1.溫度控制的按鈕"為"false";

∥SV305手動(dòng)操作,點(diǎn)"打開(kāi)"按鈕就打開(kāi),點(diǎn)"關(guān)閉"按扭就關(guān)閉;

{

if(變量組1.SV306開(kāi)關(guān)==true)

{

變量組1.SV306開(kāi)關(guān)=true;

變量組1.SV305開(kāi)關(guān)=false;

變量組1.SV305模擬值=16;

變量組1.SV306模擬值=16;

}else

{

變量組1.SV306開(kāi)關(guān)=false;

變量組1.SV305開(kāi)關(guān)=true;

變量組1.SV305模擬值=0;

變量組1.SV306模擬值=0;

}

}

if(變量組1.SV305手動(dòng)操作==true)

∥點(diǎn)轉(zhuǎn)化畫(huà)面SV305閥下面的"SV305",就激活"變量組1.SV305手動(dòng)操作",使該變量為"true",同時(shí)"變量組1.時(shí)間控制的按鈕"變量和"變量組1.溫度控制的按鈕"為"false";

∥SV305手動(dòng)操作,點(diǎn)"打開(kāi)"按鈕就打開(kāi),點(diǎn)"關(guān)閉"按扭就關(guān)閉;

{

if(變量組1.SV305開(kāi)關(guān)==true)

{

變量組1.SV305開(kāi)關(guān)=true;

變量組1.SV306開(kāi)關(guān)=false;

變量組1.SV305模擬值=0;

變量組1.SV306模擬值=0;

}else

{

變量組1.SV305開(kāi)關(guān)=false;

變量組1.SV306開(kāi)關(guān)=true;

變量組1.SV305模擬值=16;

變量組1.SV306模擬值=16;

}

}

5.2 報(bào)警

在(INSPEC)2009的“報(bào)警”選項(xiàng)下，進(jìn)行報(bào)警配置，共配置32個(gè)模擬量變量的報(bào)警點(diǎn)配置，有上限、下限、上上限、下下限、偏差等報(bào)警選項(xiàng)，還可以設(shè)置報(bào)警區(qū)及報(bào)警級(jí)別。又用C#語(yǔ)言編寫(xiě)了聲音報(bào)警的程序，使某個(gè)測(cè)點(diǎn)超限時(shí)，電腦通過(guò)音箱可以直接播報(bào)該測(cè)點(diǎn)超限的聲音，當(dāng)溫度、物位等運(yùn)行參數(shù)異常變化時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警，提醒操作人員及時(shí)采取有效應(yīng)對(duì)措施。項(xiàng)目報(bào)警配置的界面見(jiàn)圖3。

圖3 系統(tǒng)報(bào)警配置界面

5.3 其他功能

此外，該工程還配置了歷史及實(shí)時(shí)曲線查詢，記錄報(bào)表、打印，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)動(dòng)畫(huà)顯示，系統(tǒng)賬戶安全控制等功能。數(shù)據(jù)曲線能夠及時(shí)反應(yīng)參數(shù)變化情況，如壓力、溫度等，其中數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)趨勢(shì)及時(shí)反映運(yùn)行數(shù)據(jù)的變化速率。歷史趨勢(shì)可進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查詢，以得到過(guò)去某些時(shí)段的數(shù)據(jù)。將運(yùn)行和管理人員分成系統(tǒng)管理員和一般用戶，并分配不同的用戶權(quán)限。一般用戶只能進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢，可以進(jìn)入各個(gè)操作菜單，對(duì)設(shè)備的工作狀態(tài)和實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行觀測(cè)，查看歷史趨勢(shì)、報(bào)警記錄、歷史趨勢(shì)和操作日志以及報(bào)表打印；系統(tǒng)管理員具有最高的權(quán)限，可對(duì)其他用戶進(jìn)行管理，包括其他用戶的刪除、密碼修改、添加、授權(quán)以及登錄，可以操作工藝流程圖中所有的設(shè)備，查詢各類(lèi)信息與進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)各臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整、修改以及該控制系統(tǒng)的維護(hù)與管理。

6 系統(tǒng)監(jiān)控畫(huà)面之一

圖4為該系統(tǒng)的凈化工序工藝流程監(jiān)控畫(huà)面，上面有各個(gè)工藝測(cè)點(diǎn)(溫度、壓力、液位等)的測(cè)量數(shù)值，并能進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)能夠顯示不同的顏色，提醒操作人員予以關(guān)注并及時(shí)采取有效措施進(jìn)行必要的操作。

圖4 凈化工序工藝流程圖

7 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)今社會(huì)，工業(yè)自動(dòng)化裝備正向集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。各種監(jiān)控組態(tài)軟件在自動(dòng)控制系統(tǒng)的“縱向”和“橫向”應(yīng)用過(guò)程中起著橋梁作用，它們既可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)組態(tài)又可以完成本地與遠(yuǎn)程監(jiān)控，日益成為自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要組成部分，在工控領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。

金昌冶煉廠熔煉車(chē)間轉(zhuǎn)爐渣含銅指標(biāo)下降明顯

2015年以來(lái)，金昌冶煉廠熔煉車(chē)間轉(zhuǎn)爐班組狠抓關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)的挖潛工作，全力優(yōu)化控制各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

針對(duì)上一年度轉(zhuǎn)爐渣含銅一直居高不下的現(xiàn)狀，該班組將轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)的每月績(jī)效兌現(xiàn)與降低轉(zhuǎn)爐渣含銅指標(biāo)考核掛鉤，提升轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)工作積極性。轉(zhuǎn)爐班組每月定期召開(kāi)技術(shù)交流會(huì)，針對(duì)指標(biāo)變化，認(rèn)真分析原因、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，制定相應(yīng)的優(yōu)化操作措施。一是要求各班爐長(zhǎng)加強(qiáng)責(zé)任意識(shí)，努力提高操作技能；二是控制入爐冷、熱料的平衡，穩(wěn)定爐況，確保渣性好；三是放渣時(shí)將爐口轉(zhuǎn)至除渣位置必須停頓1分鐘以上，待渣、銅充分澄清分離后方可緩慢進(jìn)行放渣作業(yè)并及時(shí)試渣以防帶白鈹，篩爐渣一律自行回爐處理；四是渣場(chǎng)行車(chē)工倒渣時(shí)必須緩慢進(jìn)行，每煲渣中途必須停頓5次以上且不少于2 min倒完，發(fā)現(xiàn)煲嘴處有白鈹流出即停止倒渣，余下的進(jìn)行回爐處理。自執(zhí)行新的操作規(guī)程及措施以來(lái)，月平均渣含銅指標(biāo)目前呈下降趨勢(shì)，至四月份已下降至4.01%，極大地提高了轉(zhuǎn)爐直收率。

Application of INSPEC 2009 Configuration Software in Sulfuric Acid System

ZHU Xing-bo, ZHANG Su-xia, LIU He-quan, ZHAO Hai-ying

The article describes application and development of INSPEC 2009 applied in the process of sulfuric acid system, realizes complex logic processing and calculation, report forms, screen animation, history curve, real-time curve, and voice alarm by its embedded C#language program, and the set of configuration monitoring software system has been successfully applied in sulfuric acid.

configuration software； configuration； C#language program； INSPEC 2009

2015-03-16

朱興波(1972-)，男，河南濟(jì)源人，工程師，大學(xué)本科，主要從事熱工儀表及自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)、管理工作。

TQ111.1

B

1003-8884(2015)03-0037-04