图1   多焦炉系统工艺流程与系统构成

3  系统控制方案与策略

    以焦炉压力为主调，鼓风机前吸力为辅调，并以两个集气管压力的平衡调节作为重点设计目标。由于集气管1、2和鼓风机前吸力这三个回路控制互相影响、互相制约，因此，在确定控制方案时，既要把每个回路单独考虑，同时又要考虑到其它参数和各回路间的影响。采取保证重点、照顾一般的原则，应用变参数PID控制与智能协调最优控制原理，对整个系统进行优化控制，具体控制方案如下:

    (1)  集气管1和2压力独立单回路控制。集气管1和2压力能否控制在正常范围，这是一个重点保证的参数。系统采用软件方式实现的变参数PID控制，通过程序就可以随时改变PID控制模块中的给定值、P、I、D参数值，即可解决正常情况下的压力波动问题。

    (2)  鼓风机前吸力最优控制是稳定集气管压力的辅助保证。在调整集气管压力时，一般情况下，不同的吸力都可以保证集气管压力控制在工艺指标的合格范围内。这主要是各集气管压力控制阀位不同。同样的气体流量，如果翻板阀位开度大，所需要的鼓风机吸力就小；如果翻板阀位开度小，所需要的吸力就大。因此在保证集气管压力为正常范围内，优化条件是集气管控制翻板是否为最佳开度。程序通过采集当前两蝶阀开度信息，即可按照协调控制原则，综合、协调两阀门开度信息，输出变频器的控制信号，使得在满足控制精度的前提下，变频器在最低频率运行，实现最优控制。

    (3)  重点解决集气管1和2压力不平衡问题。根据焦炉生产运行的实际情况，由于各种因素的影响，经常会出现一个集气管压力太高，而另一个集气管压力太低的不平衡状态。在这种情况下，先将集气管压力低的给定值提高，将集气管压力高的给定值降低，同时修改两PID 模块的P、I、D参数值，加强控制作用，以使两个集气管的压力趋于平衡，为调节鼓风机前吸力创造条件。

4  控制系统的实现

    采用Kingview 6.5和软逻辑控制软件kingACT 1.5，编程实现对非线性、多耦合、强扰动的多变量时变系统焦炉集气管煤气压力的精确控制。采用智能协调控制及变参数PID控制相结合的思想，将现场集气管压力控制在最佳工艺要求的70Pa?0Pa值。

4.1  硬件实现

    硬件采用研华公司智能模块ADAM5000/485，它是一种通过多通道I/O模块实现数据采集、监测等功能的数据采集系统。它可以通过双绞线、多站点RS-485网络与网络主机相连。每个系统由两部分组成：基座（主单元ADAM5000）和I/O模块（ADAM5017、ADAM5024等）。每个基座可以安装4个I/O模块（最多64个I/O点）。ADAM5000/485系统模拟量输入模块可以配置为电压、电流、热电偶、热电阻等不同类型的输入。计数器/频率模块还可以设置为加/减计数、双向和频率模式。除了节点地址外，所有其它参数（包括通信速度、高低限报警和校准等）均可通过远程进行程序设定。ADAM的灵活设计摆脱了传统机械式设置的操作方式，避免了由于采用固定量程而需要购置大量模块的负担。硬件模块示意图如图2所示。