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  Profibus PA現(xiàn)場(chǎng)總線分配器
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模糊控制在多焦?fàn)t集氣管壓力控制上的應(yīng)用

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摘  要:
    焦?fàn)t集氣管壓力的穩(wěn)定控制不僅僅關(guān)系到焦?fàn)t的壽命，更直接影響著煤化工產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。因此對(duì)焦?fàn)t集氣管壓力的穩(wěn)定調(diào)節(jié)一直以來都是焦化廠普遍關(guān)心的問題。大小不同、產(chǎn)量不同的多座焦?fàn)t集氣管壓力控制更是讓很多焦化企業(yè)頭痛的事情。達(dá)鋼焦化公司采用了西安中程自動(dòng)化工程公司的多焦?fàn)t集氣管壓力無級(jí)模糊控制系統(tǒng)以后，對(duì)這一難題得到了極大的改善。
關(guān)鍵詞：  多焦?fàn)t集氣管壓力控制     模糊控制系統(tǒng)
    達(dá)州鋼鐵集團(tuán)焦化公司具有三座JN4.3-80型機(jī)械化焦?fàn)t，年產(chǎn)冶金機(jī)焦100萬噸，煤化工產(chǎn)品近10萬噸。由于達(dá)鋼焦化公司三座焦?fàn)t建設(shè)時(shí)間不同，因此導(dǎo)致工藝管線缺乏合理性。在以前用兩座焦?fàn)t生產(chǎn)時(shí)，對(duì)集氣管壓力的控制采用了DCS系統(tǒng)進(jìn)行控制基本能夠滿足工藝要求，但是第三座焦?fàn)t投產(chǎn)后原來的控制方案就已無法滿足生產(chǎn)的需要。經(jīng)過多次研討和攻關(guān)均無明顯改善。經(jīng)多方論證zui后采用了西安中程自動(dòng)化工程公司的多焦?fàn)t集氣管壓力無級(jí)模糊控制系統(tǒng)以后，焦?fàn)t冒煙冒火的情況基本得到了控制。
一、集氣管壓力控制影響因素分析
1、集氣管壓力調(diào)節(jié)回路之間的強(qiáng)耦合效應(yīng)。
    焦?fàn)t集氣管到初冷器前管道互通，任何一座焦?fàn)t集氣管的壓力波動(dòng)都將影響其它各座焦?fàn)t集氣管壓力。在常規(guī)調(diào)節(jié)方式下，各個(gè)集氣管壓力獨(dú)立調(diào)節(jié)，沒有溝通和協(xié)調(diào)，任何一座焦?fàn)t集氣管壓力的調(diào)節(jié)過程必然影響到其它焦?fàn)t集氣管壓力的穩(wěn)定，進(jìn)而觸發(fā)其調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。不同焦?fàn)t集氣管壓力的調(diào)節(jié)過程相互影響，從而形成典型的集氣管并聯(lián)耦合振蕩現(xiàn)象。這種振蕩在推焦、裝煤和噴灑高壓氨水的過程中更加嚴(yán)重。由于焦?fàn)t數(shù)量較多，進(jìn)一步增加了整個(gè)系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素，如果沒有有效的控制措施，必然導(dǎo)致系統(tǒng)常時(shí)間處于連續(xù)振蕩狀態(tài)，調(diào)節(jié)品質(zhì)嚴(yán)重惡化。
2、初冷器前吸力不穩(wěn)定。
    鼓風(fēng)機(jī)后的煤氣壓力波動(dòng)劇烈導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)前吸力的持續(xù)變化，并通過初冷器前吸力的波動(dòng)直接影響焦?fàn)t集氣管壓力及調(diào)節(jié)過程，如果初冷器前吸力不穩(wěn)定，將直接誘發(fā)集氣管壓力波動(dòng)并觸發(fā)振蕩。目前，初冷器前吸力僅僅通過鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口翻板的開度進(jìn)行粗略控制，吸力實(shí)際仍然處于連續(xù)的大幅度的波動(dòng)狀態(tài)，這無疑嚴(yán)重破壞了集氣管壓力的穩(wěn)定。初冷器前吸力的擾動(dòng)因素很多，例如焦?fàn)t加熱換向、使用或停用高壓氨水、鼓風(fēng)機(jī)后壓力的變化、焦?fàn)t產(chǎn)氣量變化、初冷器阻力變化以及煤氣用戶用量的變化等等。
3、以前集氣管壓力控制采用DCS系統(tǒng)單回路控制處于孤立狀態(tài)，缺乏相互顧及和協(xié)調(diào)。后來對(duì)集氣管壓力的控制采用程序控制，針對(duì)不同的狀況采用不同的控制方式，但收效甚微。鼓風(fēng)機(jī)后壓力調(diào)節(jié)、鼓風(fēng)機(jī)前吸力的變化、初冷器前吸力監(jiān)控都是集氣管壓力控制的重要的因素，但這三個(gè)參數(shù)本身就變化大并且又相互影響，所以集氣管壓力的穩(wěn)定控制就無法保證。
4、鼓風(fēng)機(jī)前的吸力*依靠機(jī)前翻板的開度進(jìn)行調(diào)節(jié) 。
    為了保障鼓風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，防止氣流變化太快導(dǎo)致風(fēng)機(jī)出現(xiàn)異常，因此鼓風(fēng)機(jī)前的翻板不可能快速調(diào)整，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)后的壓力出現(xiàn)大幅度變化時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)前的吸力依靠機(jī)前翻板的調(diào)整來平穩(wěn)機(jī)前吸力就顯得比較困難，從而導(dǎo)致初冷器前的吸力劇烈波動(dòng)，因此無法快速克服瞬間的集氣管系統(tǒng)氣量波動(dòng)。氣量的波動(dòng)將惡化各個(gè)焦?fàn)t集氣管的壓力調(diào)節(jié)，并有可能使集氣管調(diào)節(jié)翻板快速進(jìn)入不靈敏區(qū)，失去調(diào)節(jié)作用。
二、工藝部分的改進(jìn)
    由于達(dá)鋼焦化三座焦?fàn)t的建設(shè)時(shí)間前后相距很大，并且地理位置的限制，所以想規(guī)范煤氣管線以利于DCS系統(tǒng)對(duì)集氣管壓力的控制調(diào)整，但安全、施工難度大比較困難，因而只能通過小范圍改動(dòng)來改善。
   將1#焦?fàn)t和3#焦?fàn)t的集氣管連通，并根據(jù)生產(chǎn)的情況控制閥門開度。在原大循環(huán)管道上增加調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)初冷器前的吸力，使其在一個(gè)相對(duì)小的范圍內(nèi)波動(dòng)。更換集氣管翻板調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)提高調(diào)整精度，同時(shí)加大工藝調(diào)整的管理力度，盡量減小鼓風(fēng)機(jī)后煤氣壓力的大幅度波動(dòng)。
三、控制手段的改善
    原焦?fàn)tDCS系統(tǒng)只完成三座焦?fàn)t煤氣主管和機(jī)、焦側(cè)分煙道吸力的調(diào)節(jié)，以及完成對(duì)交換機(jī)交換時(shí)間的控制。集氣管壓力和初冷器前的吸力和大循環(huán)翻板的控制由專門的模糊系統(tǒng)完成，為了保障模糊系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定性，模糊系統(tǒng)不對(duì)壓力和吸力的變化曲線進(jìn)行記錄，壓力和吸力的變化趨勢(shì)記錄由DCS系統(tǒng)完成。對(duì)初冷器前吸力的穩(wěn)定控制是穩(wěn)定集氣管壓力的重要手段，因此大循環(huán)調(diào)節(jié)翻板的控制就尤為重要。集氣管翻板執(zhí)行機(jī)構(gòu)的靈敏度要求控制在±0.6 – 0.8%左右。
四、模糊系統(tǒng)使用的體會(huì)
    該模糊系統(tǒng)的核心程序是采用VC語言編寫，經(jīng)過編譯以后把目標(biāo)代碼提供給用戶。雖然這種控制系統(tǒng)對(duì)用戶的開放性無法與PLC和DCS相比，但從控制上較好地解決了多焦?fàn)t之間的耦合效應(yīng)，利用大循環(huán)快速調(diào)整初冷器前的吸力，從而穩(wěn)定集氣管的壓力，總體的控制效果還是狠命不錯(cuò)的。

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