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案例详细
标题HOLLiAS-MACS系统在南钢干熄焦发电的应用
技术领域仪器仪表
行业
简介介绍了用于干熄焦余热发电的HOLLiAS-MACS系统的配置、特点、组态和组态功能的实现,实践表明该系统具有运行平稳、可靠性高、操作灵活等特点。
内容



                                                 关键词:干熄焦 ; HOLLiAS-MACS;应用实践

    白雅红(1978—)
女,内蒙古人,内蒙古包头钢铁学院仪器仪表与自动化专业学士学位,现从事仪表与自动化系统维护。

1 概述

    炼铁新厂焦化车间DCS系统采用北京和利时系统工程股份有限公司的HOLLiAS-MACS分布式控制系统完成对数据的采集和监视。HOLLiAS-MACS系统是一种集DCS概念和现场总线技术于一体的控制系统。经过11个月的系统投用,系统安全可靠、操作灵活,满足了焦化车间工艺对自动化高水平的要求。下面以140t/h干熄焦发电为例介绍HOLLiAS-MACS系统在南钢焦化车间的应用。

2 工艺流程简介

    所谓干熄焦是相对湿熄焦而言的,是指采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦方法。在干熄焦过程中,红焦从干熄炉顶部装入,低温惰性气体由循环风机鼓入干熄炉内冷却段红焦层内,吸收红焦显热,冷却后的焦碳从干熄炉底部排出,从干熄炉循环烟道出来的高温惰性气体流经干熄焦锅炉进行热交换,锅炉产生蒸汽,产生的蒸汽用来发电。为了兼顾整个焦化车间的汽、电平衡之所需, 并提高热能的利用率,配置了一座汽轮发电站,内设一台C12-3.43/0.49型抽汽凝汽式汽轮机,一台QFW-12-2型发电机;一套Q=85t/h,P1/P2=3.82/0.49MPa,t1/t2=450/257℃的减温减压装置。

3 系统硬件配置

    HOLLiAS-MACS系统的网络由上到下分为监控网络和控制网络2个层次,包括2个现场控制站(10#和11#)、1个扩展柜。10#现场控制柜安装在除盐水操作室内,11#现场控制站和扩展柜安装在干熄焦中控室内。过程管理级包括2台工程师站、2台操作员站、2台打印机及系统总线等设备。系统网络实现现场控制站与系统操作员的互连,控制网络实现现场控制站与智能I/O单元的通讯。监控网络由100M高速冗余以太网络构成,用于操作站的连接,完成操作元站的在线数据通讯。控制网络由Profibus-DP总线构成,用来实现I/O模块与现场控制站主控单元的通信,完成实时输入、输出的传送。Profibus-DP符合EN50170标准,拓扑结构为总线式,在总线两端有有源总线端接器。主要特性为:最大节点数为126;传输速率为9.6Kbps~12 Mbps;通讯介质采用双绞线和光纤。这样通过Profibus-DP总线就实现了现场控制站和扩展柜的连接,完成了整个发电过程实时检测、开停车、事故报警、控制联锁等功能。智能I/O单元采用SM系列。综上所述,140t/h干熄焦DCS系统可用如下网络结构图1表示:

4 软件组态

    4.1 HOLLiAS-MACS软件简介

    HOLLiAS-MACS系统功能的完善即离不开其硬件,也离不开硬件中的系统软件。HOLLiAS-MACS系统的软件主要包括两部分:ConMaker软件和FacView软件。ConMaker是针对底层控制器的软件。它是控制方案的开发平台,包括控制方案编辑器和仿真调试器两部分。该软件的主要功能是完成用户控制方案的组态。FacView是人机界面(HMI)软件。包括离线组态软件和操作员站在线实时监控软件两部分。按照用户对人机界面监控要求,其离线组态软件主要用于制作流程画面,定义报警、趋势和报表等上层应用。工程编译、运行后进入FacView在线实时监控环境,通过监控网络与现场控制站的主控单元进行通讯,传递各种数据和信息,从而实现HOLLiAS-MACS系统对生产运行过程的实时监视和控制。组态流程可用图2来概括,图中的流程从上向下进行,每个方框对应一个必要的组态环节。上下串行连接的步骤表示组态时有先后顺序,左右并行连接部分的组态可以同时进行。


图1    干熄焦HOLLiAS-MACS系统网络结构图



图2    HOLLiAS-MACS系统软件组态流程



图3    组态框图

    4.2 组态功能实现

    4.2.1过程点的建立

    在ConMaker软件环境下,根据已设计的功能规格书进行MACS配置以及程序编写。按照分配好的通道及规格书提供的相关信息建立过程点。图3减温减压装置出口压力信号调节的图例简单地说明该软件的应用过程。       

    相应的控制程序如图4所示: 

    4.2.2 画面绘制

    利用FacVIEW软件的浏览器、工程编辑器、图形编辑器、代码编辑器,实现计算机设置、通讯设置、操作权限设置。干熄焦DCS系统共有10幅画面、897个点、23个控制点;198个报警点。每个PID回路都设有参数设定面板,随时设定PI、TI、DI 及模式:MAN、AUTO、CAS的选择。在点的建立和画面绘制完成后进行离线调试,离线调试过程中及时发现程序中存在的问题并加以修改,然后进行在线调试。



图4    减温减压装置出口压力控制程序

5 结束语                        

    HOLLiAS-MACS系统在南钢干熄焦平稳的运行充分体现了其可靠性和经济性,人性化的操作界面更让操作人员感受到它的灵活性和易用性。设计人员在组态过程中对系统的理解在实践中得到完美的诠释。HOLLiAS-MACS系统在南钢的成功运用使该系统在焦化行业的应用得以认可。

其它作者:

    左殿杰(1968—)男,山东人,机械电子专业,本科,现从事仪表与自动化系统维护。