濰坊鋼鐵集團公司位于齊魯大地的風箏之都濰坊市，是一家國有大型鋼鐵集團公司。隨著鋼鐵產(chǎn)量日益增加，該公司投資數(shù)億元新建160萬噸焦化廠。經(jīng)過認真的考察精心的篩選，濰坊鋼鐵集團煤氣凈化、焦爐、鼓風機三套裝置全部采用浙大中自公司的SunyTDCS9200集散控制系統(tǒng)作為控制裝置。 1、工藝簡介 焦碳主要加工方法是高溫煉焦（950——-1050℃）和回收化學產(chǎn)品。產(chǎn)品焦碳可作高爐冶煉的燃料，也可用于鑄造、有色金屬冶煉、制造水煤氣；可用于制造生產(chǎn)合成氨的發(fā)生爐煤氣，也可用來制造電石，以獲得有機合成工業(yè)的原料。在煉焦過程中產(chǎn)生的化學產(chǎn)品經(jīng)過回收、加工提取焦油、氨、萘、硫化氫、粗苯等產(chǎn)品，并獲得凈焦爐煤氣、煤焦油、粗苯精制加工和深度加工后，可以制取苯、甲苯、二甲苯、二硫化碳等，這些產(chǎn)品廣泛用于化學工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、耐火材料工業(yè)和國防工業(yè)。凈焦爐煤氣可供民用和做工業(yè)燃料。煤氣中的氨可用來制造硫酸氨、濃氨水、無水氨等。 焦化廠一般由備煤車間、煉焦車間、回收車間、焦油加工車間、苯加工車間、脫硫車間和廢水處理車間組成。根據(jù)焦爐本體和鼓冷系統(tǒng)流程,從焦爐出來的荒煤氣進入之前,已被大量冷凝成液體,同時,煤氣中夾帶的煤塵,焦粉也被捕集下來,煤氣中的水溶性的成分也溶入氨水中。焦油、氨水以及粉塵和焦油渣一起流入機械化焦油氨水分離池。分離后氨水循環(huán)使用,焦油送去集中加工,焦油渣可回配到煤料中煉焦煤氣進入初冷器被直接冷卻或間接冷卻至常溫,此時,殘留在煤氣中的水分和焦油被進一步除去。出初冷器后的煤氣經(jīng)機械捕焦油使懸浮在煤氣中的焦油霧通過機械的方法除去,然后進入鼓風機被升壓至19600帕左右。為了不影響以后的煤氣精制的操作,例如硫銨帶色、脫硫液老化等,使煤氣通過電捕焦油器除去殘余的焦油霧。為了防止萘在溫度低時從煤氣中結晶析出,煤氣進入脫硫塔前設洗萘塔用于洗油吸收萘。在脫硫塔內用脫硫劑吸收煤氣中的硫化氫,與此同時,煤氣中的氰化氫也被吸收了。煤氣中的氨則在吸氨塔內被水或水溶液吸收產(chǎn)生液氨或硫銨。煤氣經(jīng)過吸氨塔時,由于硫酸吸收氨的反應是放熱反應,煤氣的溫度升高,為不影響粗苯回收的操作,煤氣經(jīng)終冷塔降溫后進入洗苯塔內,用洗油吸收煤氣中的苯、甲苯、二甲苯以及環(huán)戊二烯等低沸點的炭化氫化合物和苯乙烯、萘古馬隆等高沸點的物質,與次同時,有機硫化物也被除去了。 煉焦煤在炭化室經(jīng)過干燥脫水、軟化熔融、半焦化和半焦收縮成焦等階段。在200℃以前，煤表面的水分、吸附在煤中的二氧化碳、甲烷等析出。隨著進入軟化熔融階段，在此階段中，煤大分子側鏈斷裂和分解，產(chǎn)生熱解產(chǎn)物，在半焦形成和開始縮聚之前，熱解產(chǎn)生的蒸汽和煤氣，主要含有甲烷、一氧化碳、化合水及焦油蒸汽等。溫度繼續(xù)升高，析出的氣體中氫和苯蒸汽的含量增加。在半焦至焦碳階段中，隨著焦質致密、縮聚，氫大量的產(chǎn)生。在炭化室煉焦的特定條件下，上述初次分解的產(chǎn)物，通過赤熱的半焦及焦碳層到達爐墻邊，然后沿著高溫的爐墻與焦碳之間的空隙到達爐頂空間。在此過程中，初次分解的產(chǎn)物經(jīng)受高溫作用又進一步分解。 因此，煤在炭化室內受熱是不均勻的，各種生產(chǎn)物都有可能經(jīng)受二次二解。此外，各炭化室裝入的煤的質量、結焦周期、以及加熱制度等都是變化的。煉焦時可以產(chǎn)生數(shù)百中化合物。 2、系統(tǒng)的組成 本SunyTDCS9200控制系統(tǒng)有3臺現(xiàn)場控制站，6臺操作站，控制站分別為：鼓風機控制站、焦爐控制站、煤氣凈化控制站。鼓風機系統(tǒng)配有1臺操作站，焦爐系統(tǒng)配有2臺操作站，煤氣凈化系統(tǒng)配有3臺操作站�，F(xiàn)場控制站采用控制模板、電源、通訊1：1冗余配置，保證系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運行�？刂普綢O數(shù)量比實際的IO數(shù)量多20%的裕量配置。 在現(xiàn)場控制站都設有UPS電源，保證意外停電導致數(shù)據(jù)的丟失。在每各操作控制站都有一臺針孔打印機，可以打印各種生產(chǎn)報表，三個控制站之間通過光纜實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。整個控制系統(tǒng)圖如下圖。 三套系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)相互監(jiān)控，實現(xiàn)報表報警數(shù)據(jù)同步檢測。 [align=center]I/O清單及系統(tǒng)配置 [/align] 3、人機界面 隨著對工業(yè)自動化的要求越來越高，以及大量控制設備和過程監(jiān)控裝置之間的通訊的需要，“監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”越來越受到用戶的重視，從而導致組態(tài)軟件的大量使用。浙大中自公司的SunyTech人機交互界面，該軟件界面友好，全中文系統(tǒng)可用于電力、制冷、化工、機械制造、交通管理等多種工程領域。無論您的應用場合如何，您都可以使用SunyTech構造有效的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 　　 SunyTech是運行在Windows 2000/NT上的一種組態(tài)軟件。使用SunyTech，用戶可以方便地構造適應自己需要的“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”，在任何需要的時候把生產(chǎn)現(xiàn)場的信息實時地傳送到控制室，保證信息在全廠范圍內的暢通。 　　 SunyTech的網(wǎng)絡功能使企業(yè)的基層和其它部門建立起聯(lián)系，現(xiàn)場操作人員和工廠管理人員都可以看到各種數(shù)據(jù)。管理人員不需要深入生產(chǎn)現(xiàn)場，就可以獲得實時和歷史數(shù)據(jù)，優(yōu)化控制現(xiàn)場作業(yè)，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質量。 　 SunyTech易于學習和使用，擁有豐富的工具箱、圖庫和操作向導，既可以節(jié)省您的大量時間，又能提高系統(tǒng)性能。 　　 使用SunyTech，您可以： 　　√ 使用清晰準確的畫面描述工業(yè)控制現(xiàn)場 　　√ 使用圖形化的控制按鈕實現(xiàn)單任務和多任務 　　√ 設計復雜的動畫顯示現(xiàn)場的操作狀態(tài)和數(shù)據(jù) 　　√ 顯示生產(chǎn)過程的文字信息和圖形信息 　　√ 為任何現(xiàn)場畫面指定鍵盤命令 　　√ 監(jiān)控和記錄所有報警信息 　　√ 顯示實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線 　　√ 使用多樣而靈活的方式查詢歷史數(shù)據(jù) 　　√ 時間驅動和事件驅動的報表的打印 　　√ 設計多級安全控制和訪問權限 在煤氣凈化控制系統(tǒng)中，將每個工段分開，而且每個工段的都有自己的AI數(shù)據(jù)報表、報警、歷史趨勢、實時趨勢、參數(shù)一覽。極其方便用戶的操作和查閱，見下三副流程圖。 [align=center] 工段分類界面[/align] [align=center] 油庫工段[/align] [align=center] 冷凝電捕工段[/align] 4、控制算法： SunyIEC是中自公司自行設計的工業(yè)控制應用軟件平臺的控制組態(tài)軟件，是編寫控制算法的編輯器平臺。實現(xiàn)了IEC61131-3標準中的5種控制語言（FBD、LD、SFC、ST、IL），用戶可以用這5種的一種或多種構建自己的控制算法。常用的FBD中的PID控制的含義是：　　 由于焦爐中的變量震蕩大，單PID模塊控制效果不佳，在本控制算法中在用2種PID參數(shù)，即偏差大時采用一組PID參數(shù)，偏差小時自動切換到另一組PID參數(shù)。實踐證明該方案控制的效果良好。IEC算法見下圖： 5、應用情況： 濰坊鋼鐵焦化廠于05年6月10日順利出焦，經(jīng)過數(shù)周的觀察，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，控制效果良好，數(shù)據(jù)共享，減輕了工人的勞動梁，大大提高了工作效率。