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可编程控制器PLC在过程控制中的应用可编程控制器PLC在过程控制中的应用

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编号:    大小:322.47KB    格式:PDF    上传时间:2015-04-17
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20
金币
关 键 词:
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资源描述:
化 工 自 动 化 及 仪 表 第 卷可 编 程 控 制 器 在 过 程 控 制 中 的 应 用安 燮 南 张 一 刚 陈 良 怀 林 红 权北 京 中 自 三 博 控 制 工 程 公 司 , 北 京 ,结 合 工 程 项 目 的 科 研 和 开 发 经 验 , 着 重 介 绍 了 由 多 功 能 可 编 程 控 制 器 组 成 的 分 散 控 制 系 统在 过 程 工 业 自 动 控 制 中 的 应 用 。关 键 词 轧 钢 聚 醋 合 成 氨 回 转 窑概 述工 业 自 动 化 可 以 分 成 过 程 自 动 化 和 机 械自 动 化 。 过 程 自 动 化 是 对 化 工 、 石 油 、 石 化 、 冶金 、 电 站 、 轻 工 等 工 业 部 门 的 连 续 生 产 过 程 进行 自 动 化 控 制 , 其 所 处 理 的 对 象 是 以 流 体 为主 的 温 度 、 压 力 、 流 量 、 液 位 等 连 续 的 物 理 量 。机 械 自 动 化 则 对 原 料 及 产 品 进 行 加 工 、 组 装 、检 测 、 搬 运 、 包 装 、 入 库 等 机 械 作 业 进 行 自 动控 制 。 其 所 处 理 的 对 象 以 固 体 为 主 的 离 散 物理 量 。一 般 过 程 自 动 化 用 可 编 程 过 程 控制 器 来 组 成 系 统 进 行 控 制 , 而 机 械 自 动 化 则用 可 编 程 序 控 制 器 组 成 系 统 进 行 控制 。 但 自 七 十 年 代 以 来 , 由 于 微 处 理 器 , 大 规模 、 超 大 规 模 集 成 电 路 的 出 现 及 迅 速 发 展 , 用于 工 业 自 动 控 制 的 部 件 及 系 统 结 构 也 不 断 地革 新 。 自 七 十 年 代 中 后 期 国 外 出 现 了 总 体 分散 型 计 算 机 控 制 系 统 简 称 分 散 系 统或。 它 具 有 控 制 功能 和 信 息 存 储 分 散 、 显 示 、 操 作 、 管 理 集 中 等优 点 。 为 此 它 在 国 外 的 过 程 控 制 的 领 域 中 得到 很 快 发 展 。 同 样 , 在 这 期 间 亦 得 到 很快 发 展 , 且 其 控 制 功 能 不 断 向 领 域 渗透 , 增 加 了 运 算 及 其 他 适 合 于 过 程 控 制用 的 先 进 算 法 和 相 应 的 模 块 。 在 通 讯 功能 上 , 不 仅 间 可 联 网 , 而 且 还 可 联 到 其它 系 统 的 网 上 , 如 以 太 网 等 。 是 计 算 机控 制 系 统 一 种 体 系 结 构 , 因 此 它 可 以 用组 成 , 也 可 用 构 成 。 由 于和 的 功 能 相 互 渗 透 , 所 以 由 它 们 组 成 的功 能 也 逐 步 接 近 甚 至 可 相 同 。由 多 功 能 组 成 的 系 统 在 过 程 控 制 中的 应 用由 一 台 多 功 能 组 成 的 二 级系 统 对 轧 钢 厂 均 热 炉 群 的 控 制山 东 莱 芜 钢 铁 总 厂 轧 钢 厂 均 热 炉 是 上 部单 侧 供 热 式 , 其 装 锭 量 为 吨 , 入 炉 锭 温 为冷 锭 度 、 温 锭 一 度 、 热 锭度 三 种 , 钢 种 为 普 碳 钢 、 二 类 钢 和 三类 钢 三 种 。 均 热 炉 的 燃 料 是 高 炉 和 焦 炉 的 混合 煤 气 , 煤 气 直 接 送 至 烧 咀 , 空 气 由 鼓 风 机 送到 换 热 器 与 高 温 废 气 进 行 热 交 换 , 然 后 与 煤气 混 合 燃 烧 加 热 钢 锭 , 废 气 经 换 热 器 与 冷 空气 进 行 热 交 换 后 , 经 烟 囱 排 入 大 气 。 本 生 产 过程 是 周 期 性 的 , 利 用 一 台 多 功 能 和 一 台操 作 站 组 成 一 个 二 级 系 统 。 完 成 揭起 炉 盖 、 燃 烧 加 热 、 保 温 均 热 等 控 制 , 待 钢 锭加 热 到 要 求 的 轧 制 温 度 时 进 行 轧 制 , 然 后 再重 新 开 始 上 述 过 程 。© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net第 期 化 工 自 动 化 及 仪 表· 系 统 硬 件 配 置 及 功 能本 控 制 系 统 采 用 一 现 改为 一 系 统 和 在操 作 站 组 成 二 级 系 统 , 如 图 所 示 。 系统 由 主 机 和 分 布 式 远 距 离 底 盘 组 成 , 其主 要 特 点 如 下图 二 级 控 制 系 统· 主 机 有 主 模 板 和 特 殊 功 能 砚模 板 , 内 存 储 板 和 远 程 通 信 控 制 模 板 组 成 , 所用 均 为 , 是 一 个 多 系统 。· 可 对 个 回 路 进 行 控 制 和点 模 拟 量 巡 回 报 警 。· 可 进 行 浮 点 运 算 , 完 成 复 杂 的 数 学 运算 。· 输 入 输 出 可 多 达 点 模 拟 量 或 开关 量 输 入 输 出 点 。· 梯 级 逻 辑 程 序 扫 描 时 间 。· 中 央 控 制 部 件 可 与 底 盘 进 行 远程 控 制 , 最 大 距 离 可 达 英 尺 。操 作 站 功 能 如 下· 它 是 由 一 台 工 业 级 的 和 , ‘或 “ 高 分 辨 率 的 彩 色 监 示 器 组成 , 并 带 有 网 的 适 配 器 及 打 印 机等 。· 它 能 动 态 显 示 工 艺 流 程 图 、 过 程 变 量实 时 趋 势 曲 线 , 的 调 整 画 面 以 及 其 它 用于 工 业 过 程 监 控 操 作 用 的 各 种 画 面 。· 能 完 成 各 种 报 表 显 示 及 打 印 。么 均 热 炉 群 烧 钢 的 控 制 策 略均 热 炉 的 控 料 效 果 , 主 要 取 决 于 燃 烧 控制 , 其 关 键 是 对 烧 锭 过 程 中 的 加 热 过 程 和 保温 过 程 的 控 制 。 采 用 “ 多 目 标 寻 优 ” 控 制 策 略将 人 工 烧 钢 经 验 收 集 起 来 , 加 工 后 存 到 规 则库 中 , 然 后 与 传 统 的 理 论 数 据 相 结 合 , 来 寻 找满 足 最 佳 空 燃 比 的 条 件 。 经 过 近 三 年 的 投 运证 实 这 一 方 法 是 解 决 均 热 炉 燃 烧 控 制 这 类 复杂 问 题 的 有 效 方 法 , 避 免 了 使 用 氧 化 错 , 能 克服 煤 气 热 值 频 繁 的 变 化 。 由 于 寻 优 的 起 点 、 方向 、 终 点 均 是 由 专 家 系 统 推 理 给 定 , 其 寻 优 步长 、 周 期 随 过 程 变 化 而 变 化 , 所 以 寻 优 过 程快 、 准 , 能 寻 到 全 局 最 佳 点 。除 上 述 燃 烧 控 制 外 , 在 系 统 上 开发 了 钢 锭 系 统 全 过 程 数 学 模 型 , 成 功 地 用 于钢 锭 装 炉 状 态 的 确 定 、 烧 钢 方 法 的 择 优 和 动态 协 调 、 钢 锭 烧 好 时 刻 的 动 态 预 报 、 以 及 钢 锭装 炉 和 出 炉 顺 序 的 动 态 决 策 , 并 成 功 地 在 均热 炉 上 运 用 脉 动 供 热 技 术 , 提 高 了 炉 膛 温 度的 均 匀 性 。均 热 炉 控 制 策 略 的 全 部 编 程 , 是 利 用蠢 的 特 殊 功 能 语 句 及 梯 级 逻 辑 图 结 合 编制 而 成 的 , 十 分 便 于 实 现 。二 级 控 制 系 统 的 功 能· 能 根 据 现 场 生 产 条 件 变 化 自 动 寻 找 最佳 空 燃 比 。· 本 系 统 有 多 达 种 烧 钢 方 法 和 六 种烧 钢 曲 线 , 包 括 、 类 钢 、 烘 炉 等 。· 能 进 行 揭 盖 机 联 锁 。 ’· 通 过 冷 却 模 型 可 以 计 算 出 入 炉 锭 温度 进 行 一 次 预 报 。· 通 过 动 态 加 热 模 型 能 在 线 计 算 出 钢 锭表 面 温 度 和 中 心 温 度 。· 保 温 期 可 通 过 加 热 模 型 计 算 出 二 次 预报 时 间 。· 利 用 自 动 待 轧 模 型 , 在 钢 锭 加 热 到 二次 预 报 时 刻 , 可 以 进 行 自 动 待 轧 处 理 。· 利 用 请 求 待 轧 模 型 , 在 生 产 出 现 故 障时 , 可 自 动 进 入 待 轧 处 理 。· 根 据 生 产 过 程 的 变 化 , 该 系 统 可 以 自动 调 整 加 热 方 法 。· 本 系 统 能 对 五 个 关 键 参 数 进 行 实 时 报警 监 视 , 如 果 发 生 报 警 , 系 统 自 动 将 煤 气 切断 。© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
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