HONEYWELL T2798I-1000

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2 变PID参数的作用 　　采用单冲量或是前馈、串级三冲量来控制汽包水位是一种经典的控制理论，但照搬这一理论用在铜冶炼低压余热锅炉汽包水位控制上并没有取得理想的效果。表现为：若将PID参数用得稍强一点则系统出现频繁震荡，若将PID参数用得稍弱一点则有时又不能很好地控制水位。也就是说冶炼过程对汽包水位的扰动太大且不是一种固定的模式，因此不存在一组适应全过程的PID参数。 　　结合现场经验，经反复编程实现，最终采用变PID加规则的控制方式， 即在不同水位范围内．对PID回路使用不同的PID参数。特别是针对不同炉子的汽包使用不同的控制规则。收到理想的效果——水位稳定、调节阀动作次数减少，阀门使用寿命延长。 [b]2．1．3 摇炉期间低压转炉汽包的水位控制 [/b]　　转炉摇炉期间是转炉汽包水位控制的特殊时期。这段时期由于转炉停止吹炼，炉口摇离烟罩，导致沉尘室及烟道温度大幅度下降，从而使汽包水位急剧下降，蒸发量大幅度减小。 　　针对这一情况，本系统在摇炉期间对汽包给水采用物质平衡原理控制。即当摇炉信号到来时．让汽包的给水流量等于蒸汽流量，这一过程持续到摇炉信号消失且转炉进行正常吹炼为止。这样就保证了汽包水位在摇炉信号到来前与摇炉信号结束后一致。 [b]2．1．4 中压余热锅炉汽包水位的控制方案 [/b]　　采用以汽包蒸汽流量为前馈信号．汽包给水流量和汽包水位串级的前馈加串级反馈控制方案。并针对摇炉与不摇炉两种状况。设置不同的水位控制设定值，使汽包水位保持在设定范围之内。同时增加转炉和阳极炉吹炼或停吹的识别信号，在DCS接收到识别信号后，DCS控制程序设置延时2min。因为2min后的锅炉汽包水位是比较真实的水位，然后DCS再根据锅炉汽包真实水位进行水位控制。并结合现场仪表的情况及操作员的经验，对调节回路的输出进行限幅，使控制平稳、精确，满足工艺要求。 　　此方案运行后。由于转炉、阳极炉中压锅炉汽包直径相对于低压锅炉汽包直径较小，加之生产中所产生热量波动较大等因素，开始很难控制。后经多次与现场工艺人员讨论，并在控制方案中借鉴现场操作经验，加上了部分特殊规则控制用作调整，现在已能实现全程水位自动控制，控制效果良好。 2．2 汽包蒸汽压力控制 　　以中压余热锅炉汽包蒸汽压力为被调量，采用单回路PID调节方式。各个独立的PID调节回路分别控制相对应的蒸汽管网调节阀。通过调节蒸汽调节阀，使汽包蒸汽压力保持在设定值范围内。 [b]2．3 水泵联锁控制及给水压力控制 2．3．1 水泵联锁控制和汽包给水压力自动控制 [/b]　　低压余热锅炉汽包给水系统现共有7台水泵。根据工艺要求，正常时只使用3#～7#水泵．现场启停，水泵状态信号采集进DCS用于监测。1#、2#水泵为保安泵，正常时不启动。当主电网停电，保安电源启动时，DCS控制启动任意1台保安泵；并且当供水压力不足时，联锁启动另1台保安泵。 　　过去由于给水管路较长，11个低压汽包共用1套供水装置。并且多台水泵各自向某一个汽包给水．造成工人劳动强度大。电耗损失大。锅炉汽包水位不易保持。工程改造以后，采用Φ133母管供水，每个汽包分别单独安装调节阀进行水位控制。并在回水母管上安装1个压力调节阀。使用PID调节方式控制汽包给水压力，通过控制回水母管上的压力调节阀使汽包给水总管压力始终不低于1.0MPa。 2．3．2 给水泵、循环水泵联锁控制和给水泵出口压力变频控制 　　中压余热锅炉汽包给水系统采用常规的水泵启停联锁控制方式。并在控制程序投入联锁状态后，当正在运行的1台除氧器给水泵出口压力低于联锁设定值且持续时间超过15s时，另1台给水泵自动启动；当正在运行的1台汽包循环水泵出口压力低于联锁设定值或锅炉循环水流量小于联锁设定值且持续时间超过15s时，另1台循环水泵自动启动。 　　同时为了使给水泵出口压力与锅炉汽包蒸汽出口压力保持同步，在转炉和阳极炉给水泵电机上分别增加了一套变频控制装置。以给水泵出口压力和汽包蒸汽出口压力的差值作为被调量，采用单回路PID调节方式。调节回路的输出作为变频器频率控制设定值赋给安装在给水泵电机上的变频器，从而调节给水泵电机的转速，改变给水泵出EI压力，使汽包的给水压力保持在较稳定的状况。 2．4 除氧器压力及水位控制 　　除氧器的压力控制采用定压运行方式，以除氧器内的蒸汽压力作为被调量．进入除氧器的蒸汽作为被调介质。除氧器的水位控制则调节进入除氧器的水量，使除氧器水位保持在设定范围之内。由于调节对象的自平衡能力较强而惯性较小，故采用单冲量单回路PID调节方式，属常规控制。 [b]3 余热锅炉自动给水控制系统与总厂MES的整合 [/b]　　总厂为进一步进行企业信息化和生产自动化建设，进行了铜冶炼MES的实施建设。将各分厂原处于“自动化孤岛”状态的主要控制系统在实现了生产工艺过程自动监控的同时，也能共享实时数据、交流生产信息，从而达到生产过程数据信息的现场采集、实时存储、统一管理和统计分析的目的，并能强化生产计划及管理，高度集成与生产相关的各类信息，实现生产物流、信息流同步，及时掌握生产现场原始数据，并准确地进行生产组织、指挥和协调，达到精益生产的目的，以提升企业生产管理水平。 3．1 DCS接入MES 　　由于余热锅炉自动给水控制系统采用的是浙江中控的控制设备，所以在实现DCS与MES的整合（即DCS接入MES）时也使用了浙江中控提供的OPC软件及设备。 　　硬件配置为：新增2台OPC网关．1台OPC服务器。其中2台OPC网关分别挂接在SUPCON JX一300X DCS和WebField ECS一100 DCS的过程控制网络上，并安装OPC Server和服务器程序OPC—ConnectGate（OPC2TCP数据转发软件），作为DCS端的数据转发站。OPC服务器上安装客户端程序MISGate，作为数据接收站。配置结构如图1所示。 　　2台OPC网关通过服务器程序采用UDP网络传输协议向客户端的OPC服务器指定端口发送数据。然后通过MISGate软件的OPC DA Server功能，对外发布数据，达到由控制网络向MES网络传输数据的目的。在数据传输中，OPC Server将每个数据上加盖时间标签，从而保证数据的时间原始性，实现生产历史追溯的不失真，同时向OPC Clent提供数据。OPC Clent选用美国Wonderware OPC link。通过OPC link获取OPC Server上传的数据后，以数据位号对应变量名的方式送人数据管理层[6]。 [b]3．2 安全措施 [/b]　　传统OPC是个通用的标准接13，适用于各类应用环境．故采用OPC连接技术作为DCS和MES连接的数据接口。由于OPC服务器具有对DCS实时数据“读”与“写”的双向通讯功能，MES网络通过OPC服务器向DCS控制站“写”数据在一定程度上将损害DCS作为控制系统要求相对封闭的安全性要求，为现场生产监控留下安全隐患。而MES网络数据的实时性和安全性与DCS网络相比要求相应要低，不希望将DCS实时数据传输到MES的同时而降低了DCS的安全性。故最终采用了浙大中控成熟的系统集成解决方案中的“ShadowOPC”软件技术。此技术实现方法为：在OPC服务器端增加了一个“OPC2TCP”的数据接口．DCS的实时与历史数据向上发送至OPC服务器后不立即发布到MES网络中，而是通过“OPC2TCP”后再转发至MES网络。MES网络中的数据则不能通过该数据接口影响DCS。由于“OPC2TCP”数据接13的存在，实际上使得DCS与MES网络间的数据传输成为单向，即“DC．S—MES”。如此大大提高了DCS实时数据的安全性。