關(guān)鍵詞：ControlLogix煤氣自動(dòng)調(diào)節(jié)硬件配置軟件功能
一、引言
2000年邯鋼從德國(guó)克虜伯公司拆回二手設(shè)備燃?xì)廨啓C(jī)，主要消耗能源為混合煤氣。第9煤氣加壓站5#、6#加壓機(jī)將焦?fàn)t煤氣加壓到0.2Mpa，與高爐煤氣混合后向燃?xì)廨啓C(jī)提供熱值為3500±50KJ/Nm3的混合高壓煤氣，推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)做功，并向熱風(fēng)爐輸送一定壓力和流量的冷風(fēng)。底層控制裝置選用了美國(guó)羅克韋爾自動(dòng)化公司的ControlLogixL5550系列控制平臺(tái)，它具有良好的穩(wěn)定性、擴(kuò)展性、軟硬件的開放性以及友好的人機(jī)界面。其它主要測(cè)控設(shè)備有鞍山UNION公司的熱值儀和西門子公司的變頻器等。
二、硬件構(gòu)成
1.系統(tǒng)的拓?fù)浼軜?gòu)
該系統(tǒng)的拓?fù)浼軜?gòu)，該系統(tǒng)的核心部分主要由ControlLogixL5550控制器、工業(yè)PC機(jī)和ControlNet冗余數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。1756-CNBR為ControlNet冗余通訊模板。1784-KTCX15為安裝在工控機(jī)內(nèi)的通訊卡，具有雙通道信號(hào)輸入。1786-CP為通訊電纜，1786-TPR為同軸電纜分支器。
2.ControlLogixL5550控制器的硬件配置
I/O模板種類繁多，具有可拆卸端子、帶電插拔、分變則報(bào)、自診斷、時(shí)間標(biāo)記、模塊
標(biāo)識(shí)、閃存升級(jí)、電子保險(xiǎn)、單獨(dú)隔離等功能。
3．?dāng)?shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成
Logix5000系列產(chǎn)品可以采用DH+、ControlNet、DeviceNet、以太網(wǎng)等數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。該系統(tǒng)采用了ControlNet冗余通訊網(wǎng)絡(luò)，它具有獨(dú)特、先進(jìn)、高效的Producer/Consumer技術(shù)，冗余、開放、高速、實(shí)時(shí)、對(duì)等地傳遞數(shù)據(jù)信息，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率最高達(dá)5Mb/s。ControlNet有著嚴(yán)密的通訊協(xié)議和數(shù)據(jù)傳送邏輯，具有高度的確定性。
工控PC機(jī)內(nèi)安裝通訊卡，與控制器之間通過(guò)ControlNet網(wǎng)進(jìn)行通訊。通過(guò)Rslinx網(wǎng)絡(luò)通訊軟件可以方便地設(shè)定內(nèi)存地址、站地址、中斷號(hào)等參數(shù)。加壓站的實(shí)時(shí)控制網(wǎng)通過(guò)1784-KTCX網(wǎng)卡與1756-CNBR/D通訊模板互相連接。1756-CNBR/D冗余模板聯(lián)結(jié)兩條網(wǎng)絡(luò)主干線，通訊模板隨時(shí)監(jiān)聽并檢驗(yàn)兩條傳輸通道上的數(shù)據(jù)傳輸。
三、軟件概述
1.系統(tǒng)軟件配置
操作系統(tǒng)為bbbbbbsNT6.0中文版+SP6a，監(jiān)控組態(tài)軟件為RSView326.3中文版，編程軟件為Rslogix5000V11.11，網(wǎng)絡(luò)通訊軟件為RSLinxV2.2，利用它所提供的OPC接口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 2.應(yīng)用軟件功能
2.1RSView326.3提供了建立有效監(jiān)視以及管理系統(tǒng)的全套工具，它是以MFC（微軟
基礎(chǔ)類庫(kù)），COM（組件對(duì)象模型）組件技術(shù)的軟件包。它具有繪圖及動(dòng)畫、安全防護(hù)功能、報(bào)警功能、記錄功能、趨勢(shì)功能、事件檢測(cè)功能、與先進(jìn)的OPC協(xié)議完全兼容、ActiveX、VBAbbbbbb(腳本)語(yǔ)言等豐富的功能，使得軟件設(shè)計(jì)人員開發(fā)功能完善、控制內(nèi)容靈活的人機(jī)界面游刃有余。
煤氣混合站和加壓站操作站的主要畫面包括：工藝流程圖、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表、控制調(diào)節(jié)畫面、實(shí)時(shí)趨勢(shì)、歷史趨勢(shì)、報(bào)警畫面、數(shù)據(jù)報(bào)表以及屏幕打印等。
2.2RSLogix5000梯形圖軟件編程包，有靈活易用的編輯功能，通用的操作畫面，診斷和糾錯(cuò)工具。程序數(shù)據(jù)庫(kù)中有控制器標(biāo)簽Controllertag和程序標(biāo)簽Programtag兩種。與以往的SLC500系列產(chǎn)品相比，所有數(shù)據(jù)采集無(wú)須編程，直接讀取模板地址對(duì)應(yīng)的輸入數(shù)值即可。
2.3RSLinx軟件實(shí)現(xiàn)上下位數(shù)據(jù)庫(kù)之間的連接，ControlNet網(wǎng)絡(luò)連通后，以O(shè)PC數(shù)據(jù)交換方式在RSLinx軟件中建立Topic，選定相應(yīng)的Topic建立上位數(shù)據(jù)庫(kù)，RSView32軟件所有人機(jī)交互功能即可實(shí)現(xiàn)。
四、主要控制功能
1.煤氣熱值自動(dòng)調(diào)節(jié)
熱值是主要質(zhì)量指標(biāo)之一。煤氣混合加壓站以高爐煤氣為主，以焦?fàn)t煤氣為輔，高爐煤氣熱值約750KJ/Nm3，焦?fàn)t煤氣熱值約4000KJ/Nm3。
煤氣熱值自動(dòng)控制為串級(jí)、交叉限幅調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如圖4.所示；控制軟件中的該串級(jí)調(diào)節(jié)器如圖5.所示。該調(diào)節(jié)系統(tǒng)以熱值調(diào)節(jié)為主環(huán)，焦?fàn)t煤氣流量調(diào)節(jié)為副環(huán)，加入了高焦煤氣單交叉限幅。焦?fàn)t煤氣流量的設(shè)定值不單單取決于熱值調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)MV(即圖4.中的CV1)，而且受到高爐煤氣流量的瞬時(shí)值的限制，即按高、焦理論配比值求出應(yīng)配焦?fàn)t煤氣流量值，乘以1.05和0.95作為MV的上、下限幅值MH1、ML1。
按照該控制思想，一方面使焦?fàn)t煤氣流量調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)量不至于過(guò)大，從而使高焦配比值在小范圍內(nèi)波動(dòng)；另一方面則使主環(huán)調(diào)節(jié)器不至于產(chǎn)生調(diào)節(jié)飽和，加快了滯后較大的主環(huán)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，改善了系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。
ControlLogix控制器的AO模板輸出4-20mA信號(hào)至變頻器，通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)兩臺(tái)加壓機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變高爐煤氣與焦?fàn)t煤氣的配比，從而達(dá)到調(diào)節(jié)熱值的目的。
2.高爐煤氣壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)
3.焦?fàn)t煤氣壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)
4.回流閥自動(dòng)調(diào)節(jié)
上述3個(gè)調(diào)節(jié)回路都是單回路PID控制系統(tǒng)。當(dāng)測(cè)量值與設(shè)定值有偏差時(shí)，該控制器經(jīng)計(jì)算輸出一個(gè)4-20mA控制信號(hào)，控制調(diào)節(jié)閥的開度。
五、系統(tǒng)調(diào)試
1.在工控機(jī)內(nèi)安裝好通訊網(wǎng)卡，設(shè)定好所有參數(shù)。
將與PLC的通訊線接好，通過(guò)RSLinx
軟件檢測(cè)在線節(jié)點(diǎn)。
2.下載梯形圖程序，初始調(diào)試階段，PLC會(huì)出現(xiàn)故障信息，在RSLogix5000中的
Controllerproperties中的Majorfaults/Minorfaults中會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤信息，可以幫助快速處理故障。
3.在PID功能塊的調(diào)試中，LoopUpdateTime(回路刷新時(shí)間)不能為零，否則下載程序肯定出錯(cuò)。
4.調(diào)試中要靈活運(yùn)用AFI和TND指令。前者可以暫時(shí)中斷所在行的執(zhí)行，后者可以使
控制器停止掃描所在梯級(jí)后面的程序。
5.對(duì)于壓力、流量等被調(diào)參數(shù)來(lái)說(shuō)，對(duì)象調(diào)節(jié)通道時(shí)間常數(shù)T0較小，而負(fù)荷又變化
較快，這時(shí)微分作用和積分作用都容易引起振蕩，對(duì)調(diào)節(jié)品質(zhì)影響較大，故不采用微分調(diào)節(jié)規(guī)律。因此，高爐煤氣壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)、焦?fàn)t煤氣壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)、回流閥自動(dòng)調(diào)節(jié)都采用PI調(diào)節(jié)方式。P值愈大，比例調(diào)節(jié)作用愈強(qiáng)；I值愈小，積分作用愈強(qiáng)（即達(dá)到目標(biāo)值愈快——編者注）。
6.對(duì)于溫度、成分等測(cè)量通道和調(diào)節(jié)通道的時(shí)間常數(shù)較大的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，采用微分調(diào)節(jié)規(guī)律，
微分的超前作用能夠起到較好的效果。由于熱值檢測(cè)的慣性滯后，PID中加入了微分調(diào)節(jié)規(guī)律。
六、結(jié)束語(yǔ)
該系統(tǒng)自投運(yùn)以來(lái)，在生產(chǎn)正常的情況下，熱值穩(wěn)定在3500KJ/Nm3左右，壓力穩(wěn)定在13.5Kpa左右，完全滿足了用戶提出的工藝要求。同時(shí)輸出給變頻器的電流信號(hào)平穩(wěn)波動(dòng)，煤氣超壓泄放閥一般處于關(guān)閉狀態(tài)，大大減少了煤氣泄放量，達(dá)到了安全生產(chǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)能降耗的目的。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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