【WA52】焦炉加热控制系统设计.doc文档

相比而言，我们国家这方面还存在不小的差距。

到了年代，我国很多焦化厂也开展了研究工作，均取得了显著的节能效果。

但与国外先进技术相比，国内的焦炉控制水平较低，还需进步的研究和开发。

自年代末期以来由于国内经济的快速发展以及我国焦炭产量的大幅增加，由焦炭大国向焦炭强国烧室的热量，因此，燃烧室温度的高低直接影响煤料炭化和焦饼的最终温度。

绝空气的情况下进行高温干馏从而产生焦炭煤气以及焦油等其他有机化学副产品。

我国是世界上不折不扣的焦炭生产大国，也是世界上最大的焦炭出口国。

焦炉生产出占整个钢铁联合企业的二次能源，但自身又是个耗能大户。

焦炉加热生产还极易给环境造成严重的污染，如果焦炉控制不好，焦炭加热不均匀，就会局部生焦造成出焦时冒黑烟，而且加热煤气燃烧不完全，也会产生大量黑烟另外焦炉加热控制的好坏，对焦炭质量和炉体寿命都有重要直接影响，因此，需要根据生产条件与客观变环境污染和延长炉体寿命的目的。

炭化室煤料干馏过程二〇〇七年六月十八日星期是通过炉墙传热获取燃量黑烟另外焦炉加热控制的好坏，对焦炭质量和炉体寿命都有重要直接影响，因此，需要根据生产条件与客观变焦炉加热生产还极易给环境造成严重的污染，如果焦炉控制不好，焦炭加热不均匀，就会局部生焦造成出焦时冒黑烟，而且加热煤气燃烧不完全，也会产生大部分内容简介绝空气的情况下进行高温干馏从而产生焦炭煤气以及焦油等其他有机化学副产品。

我国是世界上不折不扣的焦炭生产大国，也是世界上最大的焦炭出口国。

焦炉生产出占整个钢铁联合企业的二次能源，但自身又是个耗能大户。

焦炉加热生产还极易给环境造成严重的污染，如果焦炉控制不好，焦炭加热不均匀，就会局部生焦造成出焦时冒黑烟，而且加热煤气燃烧不完全，也会产生大量黑烟另外焦炉加热控制的好坏，对焦炭质量和炉体寿命都有重要直接影响，因此，需要根据生产条件与客观变化因素及时不断地对加热过程进行调节，以达到加热制度合理炉温均匀稳定，从而实现低能耗优质高产减少环境污染和延长炉体寿命的目的。

炭化室煤料干馏过程二〇〇七年六月十八日星期是通过炉墙传热获取燃烧室的热量，因此，燃烧室温度的高低直接影响煤料炭化和焦饼的最终温度。

也可以说，燃烧室温度实际上代表炼焦温度。

从炼焦工艺过程出发，对此温度不但要求均匀性，而且要求稳定性，此温度被称为直行温度，它准确是指机焦侧各燃烧室平均温度的控制值。

直行温度代表了全炉温度情况，控制了直行温度，也即是控制了炼焦温度，保证了炼焦工艺过程对供热的需求。

现在很多焦炉加热工艺过程没有进行实时监视，煤气流量及分烟道吸力均以人工调节为主，整个系统自动化程度低，其控制效果主要依赖于操作人员的实际经验和个人预测能力。

由于不同班次的测温工和调火工进行调节的时间和力度均不相同，可能造成火道温度较大波动，而超出允许的范围，造成焦炭质量下降和能源浪费，也影响焦炉的使用寿命。

焦炉加热控制系统的发展状况年代初，美国前苏联等国家就已经对焦炉的操作和控制进行了研究，但由于当时的科技水平低，焦炉的工艺和设备又很复杂，故进展不大。

到了年代，随着计算机技术和自动控制理论的发展，使焦炉的计算机控制成为可能。

自从年日本钢管公司在福山钢铁厂焦炉上首次成功地开发应用了焦炉燃烧控制系统以来，世界上许多钢铁公司已先后开发了多种焦炉加热自动控制系统，相继出现了等各具特色的系统。

工业发达的国家投入大量的人力财力和物力用于焦炉计算机控制系统的研究开发和应用，取得了明显的经济效益。

相比而言，我们国家这方面还存在不小的差距。

到了年代，我国很多焦化厂也开展了研究工作，均取得了显著的节能效果。

但与国外先进技术相比，国内的焦炉控制水平较低，还需进步的研究和开发。

自年代末期以来由于国内经济的快速发展以及我国焦炭产量的大幅增加，由焦炭大国向焦炭强国转变的欲望和要求，广大的焦化工作者根据国内焦炉结构和生产特点积极开发计算机加二〇〇七年六月十八日星期热自动控制系统，所以国内研究快速发展。

无论控制系统还是控制数学模型均充分考虑结焦特点和先进的控制策略，取得较为成熟的运行经验。

近年来随着模糊控制专家系统神经网络及预测控制等人工智能技术的广泛应用，也为焦炉计算机控制开辟了新的领域。

人工智能控制技术与传统控制方法相结合，取得了较好的控制效果，焦炉加热控制方案介绍传统的控制策略特点根据实测火道温度结焦终了时间或焦炭温度与目标火道温度目标结焦终了时间或目标焦饼温度的偏差，并考虑炉温的滞后因素来调整炉组加热煤气流量的设定值，以实现炉组加热的最佳控制。

反馈控制系统的优点是不需要对焦化机理有较深入的研究，不需要建立过程精确的数学模型，不需考虑各种参数的影响，利用被控量的偏差进行控制，就能使炉温达到标准要求。

但需要事先确定个初始供热量或加热煤气流量的经验值，实施时不断调整。

缺点是对过程反馈信号的实时性要求严格，不能及时克服干扰，滞后现象严重因为反馈控制在干扰发生后才起作用，且容易产生超调现象。

需要采用大量的热电偶进行温度检测这样会造成系统建设和维护费用的大量投入。

目前，般钢铁企业焦炉加热系统在焦炉加热能量稳定富裕的情况下能很好地优化焦炉加热控制。

可以在焦炉加热智能控制系统采用线性回归神经网络等软测量方法，建立了立火道温度软测量模型，并采用模糊专家控制进行焦炉燃烧加热过程优化控制系统。

焦炉燃烧加热控制是以西门子控制系统为平台，通过通讯实现优化控制和控制平台的无缝连接，从而实现焦炉加热智能控制。

焦炉加热控制系统还可以根据焦炉调火经验，采取把串级前反馈方式结合起来，利用串级控制消除未知的和难以测量的参数所产生的各种影响及过程模型的不准确部分，同时对主要干扰造成的影响及时进行前馈补偿，才能使焦炉处于最佳工作状态。

另二〇〇七年六月十八日星期外，考虑影响立火道温度的众多因素中，除蓄顶温度是个主要因素通过实测蓄顶温度来拟合成立火道温度外，还受配煤水份煤气成分结焦时间等因素影响，尤其在工况不稳定时更为严重，为保证模型的准确性，控制系统中引入了专家系统模型自学习系统。

但在高炉煤气主管压力剧烈波动加热煤气流量不足时，不能指导操作人员进行加热控制，只能由操作人员人工分析判断，同时停止使用高炉与焦炉加热煤气加热，也没有充分利用高炉煤气。

焦炉加热智能控制系统采用加热煤气流量调节控制方法，综合分析处理荒煤气温度加热煤气流量热值推焦平煤煤重标准。

标准软件支持自动任务创建过程的各个阶段，如建立和管理项目，硬件通信组态，为功能模块和通讯处理器赋值参数，定义绝对地址和符号地址，创建程序并下载程序到可编程控制器，测试自动化系统，诊断设备故障等。

上位机软件系统设计上位机工作平台由焦炉加热控制系统监控画面和数据显示画面组成。

上位机工作平台如图所示二〇〇七年六月十八日星期图工作平台焦炉加热控制系统监控画面焦炉加热控制系统监控画面如附录所示。

焦炉加热控制系统监控画面是采用动画显示画面对焦炉加热过程的实时监控。

动画制作分为静态图形设计和动态属性设置两个过程。

前部分类似于画画，通过组态软件中提供的基本图形元素及动画构件库，在用户窗口内组合成焦炉加热控制系统画面。

后部分则设置图形的动画属性，与实施数据库中定义的变量建立相关性的连接关系，作为动画图形的驱动源。

焦炉加热控制系统监控画面还设计了报警指示灯和报警数据显示。

把报警处理作为数据对象的属性，封装在数据对象内，由实时数据来自动处理。

当数据对象的值或状态发生改变时，实时数据库判断对应的数据对象是否发生了报警或已产生的报警是否已经结束，并把所产生的报警信息通知给系统的其他部分，同时，实时数据库根据报警的组态设定，把报警信息存入指定的存盘数据库文件中。

报警数据表如表所示二〇〇七年六月十八日星期表报警数据表数据显示画面数据显示画面由实时曲线图和历史曲线图组成。

如图和所示二〇〇七年六月十八日星期图实时曲线图图历史曲线图二〇〇七年六月十八日星期在实际生产过程控制中，对实时数据历史数据的查看分析是不可缺少的工作。

但对大量数据仅做定量的分析还远远不够，必须根据大量的数据信息，画出曲线，分析曲线的变化趋势并从中发现数据的变化规律，曲线处理在工控系统中也是个非常重要的部分。

实时曲线是用曲线显示高炉煤气压力焦炉煤气压力和立火道温度的动画图形，像笔绘记录仪样实时记录数据对象值的变化情况。

历史曲线能够根据需要画出相应的历史数据的趋势效果图。

历史曲线主要用于事后查看数据状态变化趋势和总结规律。

下位机系统主程序流程图主程序流程图如图所示焦炉温度控制混合煤气加热焦炉煤气加热手动控制开始自动控制快速加热初始化图主程序流程图下位机主程序流程图说明当按下开始键启动，开始对内各定时器计数器以及控制器进行初始化初始化完成之后，选择控制方式，控制方式分自动控制二〇〇七年六月十八日星期和手动控制两种，在控制系统正常的情况下选择自动控制，只有在系统出现故障或检修时使用手动控制。

在自动控制方式下有两种加热方式，通常选择混合煤气加热方式，只有当焦炉内温度低于下限值时选用焦炉煤气加热方式进行加热，使炉内温度迅速上升。

最后进入温度控制，温度控制包含混合煤气压力控制回路和吸力控制回路两部分。

将蓄顶温度经立火道温度软测量模型输出送给温度控制器，温度控制器的输出再作为混合煤气压力控制器和吸力控制器的设定值，然后经混合煤气压力控制器和吸力控制器分别控制混合煤气阀门开度和分烟道挡板开度，近而控制焦炉温度，使焦炉温度稳定在目标焦饼温度。

混合煤气压力控制回路子程序流程图混合煤气压力控制回路子程序流程图如图所示采集模拟量把送混煤压控制器阀门开度送执行机构开始结束图混合煤气压力控制回路