焦化廠自動配煤控制系統(tǒng)的設計運用研究

張 楠

冀中能源峰峰集團河北峰煤焦化有限公司 河北 邯鄲056200

1 引言

傳統(tǒng)的備煤和配煤方式需要消耗較多人力財力,制約了鋼鐵行業(yè)的發(fā)展。將自動控制系統(tǒng)引入到焦化廠的管理中可以激發(fā)企業(yè)的生產活力,從而提升企業(yè)的生產能力。PLC作為一種可編程的控制器能夠和焦化廠備煤、配煤工作相契合,從而實現(xiàn)工作的自動化和生產力的提升。這項技術與傳統(tǒng)的配煤方式相比,不僅節(jié)約了大量的生產成本,還能夠克服露天煤場的缺點,實現(xiàn)備煤和配煤的一體化操作,從而為企業(yè)帶來更大的經濟效益。

2 自動配煤系統(tǒng)的組成和主要功能

自動配煤系統(tǒng)主要就是借助監(jiān)控管理層面以及現(xiàn)場的測控層這兩個部分構成的,其中監(jiān)控管理層也是由兩臺本地節(jié)點的上位機以及多臺遠程節(jié)點的客戶機組有效的構成了C/S客戶端結構。同時本地節(jié)點的上位機同時也配備了現(xiàn)場總線的相應的接口卡,主要是從現(xiàn)場總線中獲取PLC等數(shù)據(jù)采集設備中的不同的數(shù)據(jù)。為了保障系統(tǒng)能夠具備一定的穩(wěn)定性,因此系統(tǒng)采用了雙擊冗余,同時也將另一臺工控機采用同樣的形式與現(xiàn)場總線進行連接,如果其中一臺工控機出現(xiàn)了一定的問題,那么另一臺可以繼續(xù)進行運行。不同的客戶的工作站配備有大量的監(jiān)控方面的軟件,同時也會借助本地的一些網絡軟件向局域網來發(fā)布相關的數(shù)據(jù)信息。現(xiàn)場測控層主要是由PLC及其相連接的一些現(xiàn)場信息的相關的測控設備所構成,PLC 主要負責對現(xiàn)場的一些數(shù)據(jù)信息進行采集,同時對相關的設備進行控制。其中CPU3152 DP集成了PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線接口裝置,分布式I/O系統(tǒng)在現(xiàn)場運行的過程中主要采用的是固定的設備進行連接,同時相關模塊下的與之對應的執(zhí)行器以及傳感器連接到設備,相關設備與現(xiàn)場設備提供輸出數(shù)據(jù)并且像相關的設備輸出一些數(shù)據(jù)并且向CPU 或相關的設備上輸入數(shù)據(jù)內容。

系統(tǒng)的主要功能有:(1)遠程控制系統(tǒng),工作人員只需要通過鼠標操作即可完成對現(xiàn)場各種電器設備的啟停。同時也對開車的能夠及時的做出相應的開車預告,及時針對故障做好停車,同時做好開關機連鎖功能。(2)實時顯示一些設備正在運行的狀態(tài),在超限之后會做出報警的一些相關提示聲音。(3)實時狀態(tài)下可以顯示一些貯煤槽煤量,同時還會顯示一些煤塔的一些料位,同時對于配料的一些總計的煤量也需要及時的進行總結,并且計算出相應的瞬時流量的參數(shù)。(4)自定義調整配方。(5)管理員、操作員兩級保護措施,確保系統(tǒng)安全性。(6)記錄操作歷史、配煤實時曲線。(7)故障自主診斷和遠程維護。系統(tǒng)可以根據(jù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)監(jiān)測并發(fā)出報警,同時記錄報警時的各項數(shù)據(jù),以供日后參考。另外系統(tǒng)可以通過網絡控制實現(xiàn)遠程維護,提高系統(tǒng)的運行效率。(8)報表統(tǒng)計和打印,將數(shù)據(jù)上傳至局域網進行參考和保存。

3 主要控制信號及主要設備聯(lián)鎖關系

通過使用本廠已有的稱重儀表來當做自動配煤的一個裝置,將其與螺旋給料器結合形成閉環(huán)調節(jié)控制回路,從而實現(xiàn)配煤的自動化。工作人員根據(jù)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)合理設置皮帶機的流量,通過通訊系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸給稱重控制器上,然后經過以表計量測得瞬時流量,根據(jù)實際流量和給定流量進行計算,將數(shù)據(jù)信號傳輸給變頻器,通過變頻器調控螺旋給料機的電機轉動速度從而控制下料量來實現(xiàn)煤流量的自動化調配。

在配煤工作開展的過程中需要對控制系統(tǒng)進行嚴格的控制,同時將其中的計算器進行檢查,并且借助監(jiān)控系統(tǒng)來對相關的配料的一些流量進行計算,并且對于給定的一些流量一些實際上的一些流量出現(xiàn)的偏差進行分析和計算。如果在固定時間段之內的配料機器的相應的實際流量如果出現(xiàn)了比較大的誤差,那么系統(tǒng)就會認為配料調節(jié)工作出現(xiàn)問題:如果超過了給定的一些流量那么就會一直出現(xiàn)報警的相關提示,如果沒有超過相關的一些流量那么敲擊器就會不斷的開始工作并且一段時間內沒有恢復正常就會顯示出報警的提示,這時候就需要工作人員及時作出提醒并且處理好相關的問題。

通過工藝分析,結合生產實際測試,優(yōu)化原有的復雜模型,引入模糊控制理論,設計模糊控制器,完成配煤的控制。

4 系統(tǒng)運行過程出現(xiàn)的問題與解決方案

(1)斷流配煤不能自動停車。曾出現(xiàn)過Y15皮帶停運,僅有Y16皮帶單獨配煤的情況,通過技術員和微機操作員的協(xié)同操作,添加了邏輯停機程序,使得在生產中如果出現(xiàn)了缺頭或斷流配煤時系統(tǒng)會自動停車。

(2)配比出現(xiàn)誤差較大時未報警。當配比的誤差超過了最大的允許范圍時報警系統(tǒng)沒有自動報警,造成了工作人員發(fā)現(xiàn)情況、調整配比工作滯后,從而影響了配煤的精度。結合實際情況來進行分析,對于相關的報警程序需要及時的進行分析,同時編制出科學合理的一些程序內容并且安裝上與之相應的自動報警裝置。配煤量在出現(xiàn)誤差的情況下,相關的控制系統(tǒng)也會及時的做出反應,提醒工作人員查找問題并且處理。

(3)閘板的開度需要配煤盤人員結合現(xiàn)場進行操作,否則很難達到相關工作人員的要求。在日常的生產過程中微機人員如果發(fā)現(xiàn)某一盤號出現(xiàn)了問題,配量也不夠準確的情況下控制電流已經接近了極限,這樣的情況下只能告訴工作人員對現(xiàn)場的調節(jié)閘板進行開度,同時對于配煤人員對電流控制的小大以及微機的相關控制工作也需要及時作出調整,手工操作度的一些精確度是有限制的,因此可以將升降閘板操作改程相應的電動控制,并且將一整套的操作裝置設置到微機室內,改造之后可以結合實際情況來適當調整閘板開度。

經過采取了相應的改進措施之后,自動配煤系統(tǒng)可以做到精確的配煤比,配煤的質量及合格率也得到了了提升。

5 結語

焦煤廠的自動配煤控制系統(tǒng)要根據(jù)實際生產情況來設置合理的配煤參數(shù),擴展合理的系統(tǒng)功能,才能夠充分的發(fā)揮自動化系統(tǒng)的真正功能。