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“焦炉测温及推焦操作管理系统”功能简介


  随着科技的不断进步和发展,现代化的管理方式越来越广泛地应用于各个领域,而在冶金炼焦行业中,由于其工艺过程的特性加上几十年来生产管理的习惯方式,使得其在自动化控制管理方面落后于其它专业,无论是生产设备还是监控管理软件,都没有形成一个完整成熟的体系。

  焦炉测温及推焦操作管理系统,是大连爱克新仪器有限公司按照中国炼焦行业协会"四项技术"的要求于2000年开发成功的计算机控制系统,并且不断地引进最新技术进行功能扩充。目前它已成功地应用于本钢焦化厂、重钢焦化厂等大型焦化企业,并且在重钢焦化厂实现了"三车联锁"功能。实践证明,该系统技术先进,运行稳定可靠,它不仅为企业的质量管理提供了可靠的依据和保证,而且对焦炉生产具有指导作用,也使企业的管理水平跃上了现代化管理的新台阶。

  焦炉是焦化厂的核心,焦炉车是焦炉上重要的生产机械,焦炉车辆安全有效运行,是保证焦炉生产的主要因素。本公司开发研制的这套系统是实现焦炉车辆自动对位和实现自动化控制的主要手段。由于焦炉车辆是在温度高、粉尘大、腐蚀性气体严重的恶劣环境中作业,加之车辆分散、活动频繁、运行时自身振动大,使系统的准确检测与控制难以保证,相互间信息联系不能及时而可靠传递。目前我国大部分焦化厂在焦炉车辆对位方面是采用载波通讯联系、γ射线对位方式,更有用人工吹笛摆旗的方式,它的缺点是司机利用载波通讯通话不能反映焦炉车辆是否对准位置,更何况载波电话存在着电气干扰和司机听不清的问题。在冬季和雨季熄焦水蒸气不易散发、消火车、拦焦车似于雾中行驶,容易看不清炉号引起误操作,以致于造成红焦落地事故。针对这些问题我们开发了这套系统,实现了焦炉车辆对位监控,完全克服了由于人的视觉和听觉的错误而引起的恶性事故,实现了真正的定位控制。

 

 

  该系统采用国内首创自动识别焦炉炉号技术,作为焦炉车辆对位的监控系统;采用编码传感技术,作为炉号识别的手段;采用了国外先进的专业化遥测、遥控技术产品,作为各类数据的通讯手段,各项先进技术的综合应用,使本系统更加安全可靠,达到实现三大车联锁对位的目的。

  现代化的管理需要现代化的手段,通过现代化的手段将整个焦炉管理起来,避免了人为因素的参与,例如:人工编制推焦计划浪费时间、不精确,大车司机记录推焦电流不认真,不按推焦计划时间开关炉门和进行推焦,炉温数据不准确等,本系统通过现场的真实数据,实时反映焦炉测温和推焦操作的实际情况,提高焦炉的管理水平。

一、实现推焦操作管理系统一般遇到的难点
  • 环境温度高、粉尘大
  • 腐蚀性气体严重
  • 车辆分散、活动频繁、运行时自身振动大
  • 信号屏蔽和无线通讯干扰大
  • 车辆定位难,准确率低
  • 焦化厂的炉龄不同,有的是旧炉,有的是新炉,并且同时使用
  • 焦炉的孔数不同
  • 焦炉的结焦时间不一样
  • 焦炉的推焦计划编制不一样
  • 推焦车、拦焦车、消火车的型号不一样、新旧程度不一样
  • 由于技术和其它原因有些厂只上了推焦电流的记录,不全面
  • 采用交流载波方式实现大车联锁,可靠性较差、操作时耽误时间

 

二、我们的系统采用以下方案成功地解决了这些问题

  系统采用国内首创自动识别焦炉炉号技术,作为焦炉车辆对位的监控系统;采用编码传感技术,作为炉号识别的手段;采用了国外先进的专业化遥测、遥控技术产品,作为各类数据的通讯手段,各项先进技术的综合应用,使该系统更加安全可靠。

  1 采用国外先进的硬件保证系统的可靠性

  系统硬件采用美国爱克新公司生产的数据采集控制器和全天候数字式双工RADIO MODEM。

  1.1 ACTION无线通讯系统的特点

  ACTION无线通讯系统是实现远距离监视控制数据采集及管理的分散式三遥系统。采用最新国外先进技术,应用广泛,其主要特点为:

  • 高可靠性,环境温度-40℃~80℃,远程监控站可无人值守,能在恶劣环境下全天候连续可靠地完成遥测和遥控的功能。增加防爆式外壳可安装在防爆场所内。
  • RS232/485接口,可实现点对点、一点对多点的通讯能力。
  • 系统构成简单,扩展容易;抗干扰,防雷击。
  1.1.1 其主要通讯设备为Action Radio MODEM, Action Radio MODEM具有以下优点

  • 纯数字双工无线通讯
  • 具备环境自适应能力
  • 抗干扰、防雷击全天候运行
  • 高频率,在450~470MHZ范围内可调
  • 通讯距离远,有效半径30Km
  • 功率大、穿透力强
  • 通讯速度快,可达19.2Kbps
  • 与计算机易于连接,支持多种通讯协议
  • 采用Rubber-duck天线,不需要架设室外天线
  • 更适合于移动大车的数据采集和控制
  1.1.2 通讯信号的过滤和筛选

  为保证通讯的准确性和高效可靠,推焦操作过程中开关量和模拟量信号在系统中分层过滤和筛选。
  • Radio MODEM可以过滤通讯中的干扰
  • Action数据采集模块可对现场数据进行筛选和逻辑运算
  • 上位机OPC通讯协议判断数据的有效性
  • 系统软件对有效数据进行分析和处理

  1.1.3 现场总线及OPC通讯协议

  现场安装的数据采集控制器,采用MODBUS现场总线控制方式,采用国际上流行的OPC通讯协议。OPC全称OLE for Process Control,它是专为过程控制而设计的基于OLE技术的标准。提供了一种标准途径从数据源(服务器)提取数据并且传输到应用程序(客户端)的机制。这是一种开放、高效的通信机制。它利用微软公司的COM/DCOM对象模型和ActiveX技术,可以用其它高级语言如VB、VC等进行应用软件的开发。
  OPC技术提供了快速可靠的通讯平台,使我们能够实现实时监控,并且采用高档的工控机就可以实现所有数据的采集、动态监控画面的显示、生成推焦电流曲线,并完成数据统计和报表的生成打印。

  1.2 Action数据采集控制器的主要特点

  本系统采用的数据采集控制器ACTION公司的AIOS2500系列模块,它是独立的、分散式模块化I/O单元,它的模块化结构具有很大的灵活性。分散式的I/O单元可构成集散控制系统,每个I/O单元间的距离可达4.8Km,采用双绞线连接,在一条双绞线的网络上可有64个模块化的I/O单元。整个系统网络构成规模可大可小,控制点数和采集点数可多可少。AIOS2500系统具有可以脱离上位计算机进行工作的能力,且可完成PID自整定功能,以及分散的控制功能,通讯协议为Modbus和Profibus。其主要优点是:

  • 自带CPU,可脱机记录工作状态
  • 支持带电插拨,易于维护
  • 带有不间断电源以及电源自保护装置
  • 具有PID自整定功能
  • 接收信号可选范围宽
  • 可进行多种用途的计算
  • 环境温度-55℃~85℃

  1.3 炉号识别装置(ACTION COIU)的主要特点

  在推焦车、拦焦车、消火车和装煤车上,都可以安装炉号识别装置ACTION COIU。炉号识别装置经过三次校正消除累计误差,使大车定位和炉号识别更加准确可靠,其主要优点是:

  • 运行稳定,抗磨损,易于维修
  • 计算机智能化修正
  • 多途径自我校正能力

  在本钢焦化厂和重钢焦化厂的实际使用中,炉号识别装置进行了多次的技术改进。在本溪,冬季寒冷多雪,轨道上结冰容易打滑;在重庆,四季潮湿多雨,轨道上也容易打滑。由于本炉号识别装置具有独特的防滑和误差消除的能力,两个焦化厂的现场运行证明,ACTION COIU炉号识别装置是非常稳定可靠的。

  炉号识别装置误差的消除

  • 首先炉号识别装置采集的编码进行第一次自我校正。
  • 通过安装在大车上的数据采集控制器进行炉号校正,消除误差。
  • 通过无线双工Radio MODEM通讯,将炉号数传输到中心控制室,在计算机上进行校正以及消除误差,得到准确无误的炉号。

  三级误差消除,使炉号识别率和定位准确率达到100%。该炉号既可以在主站Action MRTU的计算机CRT上显示,同时在子站Action RTUX上也可以实时显示。


  1.4
工业级人机界面(触摸屏、HMI)

  安装在各大车上的工业级人机界面(触摸屏、HMI)与AIOS2500数据采集控制单元、Action Radio MODEM挂接在一起,通过Radio MODEM与主站MRTU及各大车的子站进行通讯。

  人机界面的优点是:

  • 各大车上的子站的信息、数据互相传递
  • 随时显示推焦电流、各相关联车位等重要信息
  • 使用简单方便,只需用手轻触屏幕
  • 可以运行在高温、低温、露天等恶劣环境中
  • 可做信息显示用,也可代替按钮、开关、信号灯及显示表等

  在推焦操作监控系统和三车联锁系统中,通过装在大车上的人机界面,推焦车上可以看到拦焦车和消火车的位置,消火车可以看到推焦车和拦焦车的具体位置,拦焦车可以看到推焦车和消火车的具体位置,从而能够保证安全正点推焦、防止事故的发生。

 

  2 灵活的远程在线组态方式使硬件高效可靠,易于维护

  美国ACTION公司的产品AIOS2500系列数据采集控制器可根据不同的业务需求进行组态,使硬件达到最佳性能。而且,该硬件支持远程组态方式,在控制室就可以用计算机对推焦车、拦焦车、消火车、加煤车上的模块进行组态。
  开关量输入模块:用于采集推焦、开炉门、关炉门、平煤、导焦栅就位等信号。
  开关量输出模块:用于三车联锁信号的控制。
  模拟量输入模块:用于采集推焦电流、高炉煤气、焦炉煤气的温度、压力和流量等各种工艺过程数据。
  模拟量输出模块:用于炉号显示及车位的识别,每个子站将炉号识别装置的输出给数据采集控制器进行现场计算和累加以及各种工艺过程参数PID调节。

 

  3 开放高效的OPC技术使通讯畅通无阻

  现场安装的数据采集控制器,采用MODBUS现场总线控制方式,采用国际上流行的OPC技术与上位机进行通讯。OPC全称OLE for Process Control,它是专为过程控制而设计的基于OLE技术的标准。提供了一种标准途径从数据源(服务器)提取数据并且传输到应用程序(客户端)的机制,这是一种开放、高效的通信机制。它利用微软公司的COM/DCOM对象模型和ActiveX技术,可以用其它高级语言如VB,VC等进行应用软件的开发。
OPC技术提供了快速可靠的通讯平台,使我们能够将四项技术集成为一个统一的整体,并且采用高档的工控机就可以实现所有数据的采集、动态监控画面的显示、数据统计和报表的生成打印。
同时配合使用美国ACTION公司的Radio MODEM,使整个系统技术先进,功能可靠,价格合理,是各焦化厂真正"上得起,用得住"的推焦操作管理系统。

 

  4 专业的设计使系统有广泛的适应性

    焦化行业资深专家设计

  整个系统功能结构由资深的焦化行业专家进行设计,并在系统使用过程中征得了多个大型焦化厂工艺专家的意见,从而保证了系统的结构稳定,符合行业规范。

    根据每个焦化厂的生产实际灵活调整

  在结构化软件设计的基础上,紧密结合各焦化厂的工艺要求,能够针对每个焦化厂的生产实际进行功能性调整,从而形成对每个焦化厂专门定制的应用软件,确保对焦炉加热管理和推焦操作管理具有指导作用。

    操作方便,好学易用

  软件特别采用大图标工具条的操作界面,美观实用,好学易记,各种数据输入统计准确有效,使用更方便,非常适合国内焦化厂的实际情况,因此说具有很高的适用性。

三、焦炉测温及推焦操作管理系统子系统功能介绍

 
详情请参阅:详细资料 焦炉测温及推焦方案
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