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1、精品_精品资料_ControlLogix 把握系统在煤气加压站中的应用2022-12-18 14:48:00 来源：中国自动化网邯钢集团 自动化部工程中心李付民摘要：本文介绍了罗克韦尔自动化公司的ControlLogix把握系统在煤气加压站中的应用,详细的表达了该系统的硬件配置、软件功能、参数把握原理以及编程调试思想,本案是自动化组态软件在生产过程把握中的一个典型应用实例.该自控系统投入运行后,把握性能良好, 使用、爱护便利,为生产线高效稳固的运行供应了牢靠的保证.关键词： ControlLogix煤气自动调剂硬件配置 软件功能1 引 言2022 年邯钢从德国克虏伯公司拆回二手设备燃气轮机,主
2、要消耗能源为混合煤气.第9 煤气加压站 5#、6#加压机将焦炉煤气加压到0.2Mpa ,与高炉煤气混合后向燃气轮机供应热值为3500 50KJ/Nm 3 的混合高压煤气,推动燃气轮机做功,并向热风炉输送确定压力和流量的冷风.底层把握装置选用了美国罗克韦尔自动化公司的ControlLogix L5550系列把握平台,它具有良好的稳固性、扩展性、软硬件的开放性以及友好的人机界面.其它主要测控设备有鞍山UNION 公司的热值仪和西门子公司的变频器等.2 硬件构成2.1 系统的拓扑架构图 1 把握系统的拓扑架构图 1 中示出了该系统的拓扑架构,该系统的核心部分主要由ControlLogix L5550
3、把握器、工业PC 机和 ControlNet 冗余数据通讯网络构成.1756-CNBR 为 ControlNet 冗余通讯模板. 1784- KTCX15 为安装在工控机内的通讯卡,具有双通道信号输入.1786-CP 为通讯电缆, 1786-TPR 为同轴电缆分支器.2.2 ControlLogix L5550把握器的硬件配置该把握器的硬件配置如图2 所示.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图 2 ControlLogix L5550把握器的硬件配置1756-PA72 ：电源模板. 1756-L55M14 ：CPU 模板.1756-CNBR ：冗余通讯模板.1756-IF16 ：
4、模拟量输入模板.1756-IR6I ：热电阻输入模板.1756-OF8：模拟量输出模板.1756-IB32 ：数字量输入模板.1756-OB32 ：数字量输出模板.I/O 模板种类繁多,具有可拆卸端子、带电插拔、分变就报、自诊断、时间标记、模块标识、闪存升级、电子保险、单独隔离等功能.2.3 数据通讯网络的构成Logix5000 系列产品可以接受DH+ 、ControlNet 、DeviceNet 、以太网等数据通信网络架构.该系统接受了ControlNet 冗余通讯网络,它具有特别、先进、高效的Producer/Consumer 技术,冗余、开放、高速、实时、对等的传递数据信息,网络传输速率
5、最高达5Mb/s .ControlNet 有着严密的通讯协议和数据传送规律,具有高度的确定性.工控 PC 机内安装通讯卡,与把握器之间通过ControlNet 网进行通讯.通过Rslinx 网络通讯软件可以便利的设定内存的址、站的址、中断号等参数.加压站的实时把握网通过1784-KTCX 网卡与 1756-CNBR/D 通讯模板相互连接. 1756-CNBR/D 冗余模板联结两条网络主干线,通讯模板随时监听并检验两条传输通道上的数据传输.3 软件概述3.1 系统软件配置操作系统为 Windows NT6.0中文版 +SP6a,监控组态软件为RSView32 6.3 中文版,编程软件为 Rslo
6、gix5000 V11.11 ,网络通讯软件为RSLinx V2.2 ,利用它所供应的OPC 接口进行数据采集.3.2 应用软件功能1 RSView32 6.3 供应了建立有效监视以及治理系统的全套工具,它是以MFC 微软基础类库）, COM语言等丰富的功能,使得软件设计人员开发功能完善、把握内容灵敏的人机界面游刃有余.煤气混合站和加压站操作站的主要画面包括：工艺流程图、实时数据表、把握调剂画面、实时趋势、历史趋势、报警画面、数据报表以及屏幕打印等.主要监控画面如图3 所示.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图 3 煤气混合加压站的主要监视画面2 RSLogix5000 梯形图软
7、件编程包,有灵敏易用的编辑功能,通用的操作画面,诊断和纠错工具.程序数据库中有把握器标签Controller tag 和程序标签 Program tag 两种.与以往的SLC500 系列产品相比,全部数据采集无须编程,直接读取模板的址对应的输入数值即可.3 RSLinx 软件实现上下位数据库之间的连接,ControlNet 网络连通后,以 OPC 数据交换方式在 RSLinx 软件中建立 Topic ,选定相应的Topic 建立上位数据库,RSView32 软件全部人机交互功能即可实现.4 主要把握功能4.1 煤气热值自动调剂热值是主要质量指标之一.煤气混合加压站以高炉煤气为主,以焦炉煤气为辅
8、,高炉煤可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_气热值约 750KJ/Nm 3,焦炉煤气热值约4000 KJ/Nm 3.煤气热值自动把握为串级、交叉限幅调剂系统,如图4 所示.把握软件中的该串级调剂器如图 5 所示.该调剂系统以热值调剂为主环,焦炉煤气流量调剂为副环,加入了高焦煤气单交叉限幅.焦炉煤气流量的设定值不单单取决于热值调剂器输出信号MV 即图 4 中的CV1 ,而且受到高炉煤气流量的瞬时值的限制,即按高、焦理论配比值求出应配焦炉煤气流量值,乘以 1.05 和 0.95 作为 MV 的上、下限幅值 MH1 、 ML1 .依据该把握思想,一方面使焦炉煤气流量调剂器的调剂量不至于过
9、大,从而使高焦配比值在小范畴内波动.另一方面就使主环调剂器不至于产生调剂饱和,加快了滞后较大的主环的动态响应,改善了系统的调剂品质.图 4 混合煤气热值 / 焦炉煤气流量串级调剂系统方框图图 5 把握软件中的混合煤气热值/焦炉煤气流量串级调剂器ControlLogix把握器的 AO 模板输出 4-20mA 信号至变频器,通过变频器调剂两台加压机的转速,转变高炉煤气与焦炉煤气的配比,从而达到调剂热值的目的.1 高炉煤气压力自动调剂.2 焦炉煤气压力自动调剂.3 回流阀自动调剂.上述 3 个调剂回路都是单回路PID 把握系统.当测量值与设定值有偏差时,该把握器经运算输出一个 4-20mA 把握信号
10、,把握调剂阀的开度.煤气混合站的上述4 个调剂器的操作监视画面如图6 所示.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图 6 煤气混合站的4 个调剂器操作监视画面5 系统调试1 在工控机内安装好通讯网卡,设定好全部参数.将与PLC 的通讯线接好,通过RSLinx 软件检测在线节点.2 下载梯形图程序,初始调试阶段,PLC 会显现故障信息,在RSLogix5000 中的Controller properties 中的 Major faults/Minor faults中会显现错误信息,可以帮忙快速处理故障.3 在 PID 功能块的调试中,Loop Update Time 回路刷新时间 不能
11、为零,否就下载程序确定出错.4 调试中要灵敏运用 AFI 和 TND 指令.前者可以暂时中断所在行的执行,后者可以使把握器停止扫描所在梯级后面的程序.5 对于压力、流量等被调参数来说,对象调剂通道时间常数T 0 较小,而负荷又变化较快,这时微分作用和积分作用都简洁引起振荡,对调剂品质影响较大,故不接受微分调剂规律.因此,高炉煤气压力自动调剂、焦炉煤气压力自动调剂、回流阀自动调剂都接受PI 调剂方式. P 值愈大,比例调剂作用愈强.I 值愈小,积分作用愈强 对于温度、成分等测量通道和调剂通道的时间常数较大的系统来说,接受微分调剂律,微分的超前作用能够起到较好的成效.由于热值检测的惯性滞后,PID 中加入了微分调剂规律.6 终止语该系统自投运以来,在生产正常的情形下,热值稳固在3500 KJ/Nm 3 左右,压力稳固在13.5Kpa 左右,完全中意了用户提出的工艺要求.同时输出给变频器的电流信号平稳波动,煤气超压泄放阀一般处于关闭状态,大大削减了煤气泄放量,达到了安全生产、提高产品质量 和节能降耗的目的.可编辑资料 - - - 欢迎下载