本文對(duì)焦?fàn)t集氣管壓力的控制方法以及在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中如何應(yīng)用組態(tài)軟件進(jìn)行了研究和探討，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鞍山鋼鐵廠的煉焦生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行組態(tài)過(guò)程監(jiān)控，以及利用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t集氣管壓力的智能控制，很好的滿(mǎn)足了控制對(duì)象的要求。

【關(guān)鍵詞】焦?fàn)t 集氣管壓力 組態(tài)軟件

焦?fàn)t是一種熱工設(shè)備，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焦?fàn)t集氣管壓力是煉焦生產(chǎn)中的重要參數(shù)，它的穩(wěn)定性直接影響著焦?fàn)t的使用壽命和焦炭的生產(chǎn)。在焦?fàn)t生產(chǎn)過(guò)程中的使用組態(tài)軟件，可提高焦?fàn)t生產(chǎn)過(guò)程控制的自動(dòng)化程度，促進(jìn)組態(tài)軟件的應(yīng)用。此項(xiàng)研究有理論和實(shí)踐雙重意義。

1 焦?fàn)t集氣管壓力及其智能控制算法的研究

采用具有自整定PID參數(shù)功能的Fuzzy控制器的設(shè)計(jì)采用模糊集合理論設(shè)定參數(shù)KP，KI，KD與偏差絕對(duì)值以及偏差變化絕對(duì)值間的二元連續(xù)函數(shù)： KP=f1（|E|，|EC|），KI=f1（|E|，|EC|），KD=f31（|E|，|EC|）。并根據(jù)不同的|E|，|EC|在線自整定參數(shù)KP，KI，KD。采用PID參數(shù)模糊自整定控制算法，在穩(wěn)態(tài)誤差為6%的情況下其超調(diào)量為7%，調(diào)節(jié)時(shí)間為0.14s。

2 焦?fàn)t集氣管壓力模糊控制算法在組態(tài)軟件中的實(shí)現(xiàn)

2.1 控件開(kāi)發(fā)

控件的具體開(kāi)發(fā)步驟如下：控件工程框架的創(chuàng)建→控件的外觀設(shè)計(jì)→控件的事件、方法、屬性的添加→控件屬性頁(yè)的編輯→模糊控制算法的編寫(xiě)→ActiveX控件的注冊(cè)和使用。

2.2 力控6.0與Matlab之間的DDE數(shù)據(jù)交換

先在力控的數(shù)據(jù)庫(kù)中建立I/O模擬點(diǎn)，數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)參數(shù)與DDE項(xiàng)一一對(duì)應(yīng)。DDE協(xié)議用3段命名規(guī)則來(lái)定義一個(gè)數(shù)據(jù)單元，包括應(yīng)用程序、主題和項(xiàng)目，也可稱(chēng)為服務(wù)器、話題和連接項(xiàng)。

2.3 仿真方法

輸入共享模塊的數(shù)據(jù)是Matlab和組態(tài)軟件共享數(shù)據(jù)函數(shù)的初始化值，完成初始化后會(huì)返回信道號(hào)，后續(xù)操作都在此信道進(jìn)行。數(shù)據(jù)的輸出模塊功能是從組態(tài)軟件請(qǐng)求數(shù)據(jù)，輸出對(duì)應(yīng)值是通過(guò)模糊控制算法計(jì)算得到的模擬控制變量2，變量值傳遞到實(shí)際被控對(duì)象的傳遞函數(shù)。數(shù)據(jù)庫(kù)輸入模塊的作用是將系統(tǒng)實(shí)際輸出值回傳給組態(tài)軟件。

3 組態(tài)監(jiān)控模塊的開(kāi)發(fā)

3.1 監(jiān)控模塊

考慮到鞍山鋼鐵焦化廠的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的要求，為了使焦?fàn)t生產(chǎn)過(guò)程直觀、清晰的呈現(xiàn)在監(jiān)視界面上，設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面運(yùn)行圖、焦?fàn)t工藝流程圖、儲(chǔ)熱系統(tǒng)，預(yù)加熱系統(tǒng)，吸手自動(dòng)調(diào)整畫(huà)面，可以動(dòng)態(tài)地顯示設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中的各種狀態(tài)和相關(guān)參數(shù)的變化。

3.2 生產(chǎn)過(guò)程報(bào)警管理模塊的開(kāi)發(fā)

通過(guò)報(bào)警，操作者可以在焦炭生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常情況，通過(guò)適當(dāng)?shù)男袆?dòng)使生產(chǎn)過(guò)程中的偏差很快恢復(fù)正常。同時(shí)，報(bào)警管理模塊提供了有關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)的過(guò)程信息，工作人員可以參考這些數(shù)據(jù)從而確定故障狀態(tài)。

3.2.1 報(bào)警組態(tài)

通過(guò)對(duì)鞍山鋼鐵有限公司焦化廠2號(hào)焦?fàn)t操作過(guò)程的調(diào)研，設(shè)置6種報(bào)警信息，高爐煤氣管壓力<400Pa、焦側(cè)分煙道吸力<-400Pa、集氣管煤氣溫度>160℃、焦?fàn)t煤氣管壓力<800Pa、機(jī)側(cè)煙道吸力<-400Pa、集氣管壓力超過(guò)預(yù)設(shè)值±50Pa。針對(duì)報(bào)警異常狀態(tài)的不同，采用不同的方式來(lái)相應(yīng)。

3.2.2 查詢(xún)歷史

為了集中顯示和報(bào)警記錄查詢(xún)功能。配置系統(tǒng)的報(bào)警信息歸檔時(shí)的報(bào)警消息發(fā)出后，自動(dòng)將每個(gè)報(bào)警記錄保存在數(shù)據(jù)庫(kù)文件中，報(bào)警模塊在力控6.0中的畫(huà)面如圖4-1所示。

3.3 焦?fàn)t生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)動(dòng)態(tài)趨勢(shì)顯示模塊

歷史趨勢(shì)顯示是基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的時(shí)間坐標(biāo)圖繪制出來(lái)的。

3.4 統(tǒng)計(jì)報(bào)表模塊

數(shù)據(jù)報(bào)表可以反映生產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，又能進(jìn)行長(zhǎng)期生產(chǎn)過(guò)程的統(tǒng)計(jì)分析，使管理人員能夠理解和分析實(shí)時(shí)的生產(chǎn)現(xiàn)狀。

3.5 系統(tǒng)安全管理模塊

通過(guò)對(duì)鞍山鋼鐵焦化廠安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行管理要求的研究，以下安全措施在煉焦生產(chǎn)過(guò)程中有參數(shù)設(shè)置：隱藏菜單指令；令菜單中的關(guān)閉命令失效即無(wú)操作權(quán)限無(wú)法關(guān)閉；使熱啟動(dòng)組合命令無(wú)法運(yùn)行。

3.6 實(shí)際運(yùn)行中的管理制度

3.6.1 焦?fàn)t自動(dòng)加熱系統(tǒng)安全管理制度

調(diào)整控制參數(shù)，先點(diǎn)擊“登陸”，選擇一個(gè)用戶(hù)名和密碼，點(diǎn)擊“OK”，操作界面，在操作界面點(diǎn)擊“參數(shù)”，就需要調(diào)整的控制設(shè)置調(diào)整參數(shù)；溫度控制人員可進(jìn)行調(diào)溫。

3.6.2 故障處置和應(yīng)急手段

當(dāng)焦?fàn)t自動(dòng)加熱系統(tǒng)軟件存在問(wèn)題，可進(jìn)行人工操作。只有當(dāng)分布式控制系統(tǒng)和焦?fàn)t自動(dòng)加熱系統(tǒng)工作回復(fù)正常后，再恢復(fù)到正常操作。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文討論了應(yīng)用力控軟件進(jìn)行控制組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)鞍山鋼鐵公司焦化廠特點(diǎn)的研究，對(duì)煉焦過(guò)程和焦?fàn)t集氣管壓力，提出了一種基于模糊控制的壓力管控制方案在焦?fàn)t氣控制的方案，編寫(xiě)了模糊控制算法的程序，，在相關(guān)的軟件中進(jìn)行了該算法的仿真實(shí)驗(yàn)，用VC++編寫(xiě)控制算法的ActiveX控件，VC++生產(chǎn)控制框架的使用，根據(jù)需要在事件框架修改控制算法的要求，方法和屬性，成功完成控件建設(shè)。對(duì)控制、通信和控制的效果進(jìn)行了測(cè)試，相關(guān)程序相關(guān)的軟件，可以滿(mǎn)足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。

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作者簡(jiǎn)介

李云陽(yáng)（1981-），男，研究生學(xué)歷?，F(xiàn)為遼寧職業(yè)學(xué)院講師。研究方向?yàn)樽詣?dòng)化控制。

作者單位

遼寧職業(yè)學(xué)院 遼寧省鐵嶺市 112099endprint