焦炉集气管压力PLC控制系统的设计与应用

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1、自控工程设计焦炉集气管压力PLC控制系统的设计与应用DesignandApplicationofCokeOvenCollectorPressureControlSystemsBasedonthePLC浙江理工大学（杭州310018）朱伟评摘要：针对焦炉集气管压力系统具有多回路、强耦合、非线性的特点，提出了一种运用相关性分析法的解耦控制算法，并将该算法与变积分PI控制有机结合，解决了具有相互耦合的多座焦炉集气管压力的稳定问题。Abstract:Accordingtothecharacteristicsofnonlinear,closecou

2、plingandmultipleloopforcokeovencollectorpressurecontrolsystems,anewuncouplingcontrolwithrelativityanalysismethodisproposed.CombiningwiththevariableintegralPIcontrol,itsolvedtheproblemofcollectorpressurestabilitycontrolforseveralcokeovenwithclosecouplingcharacteristics.关键词

3、：焦炉集气管压力PLC控制Keywords:CokeovencollectorPressurePLCcontrol1前言焦炉集气管的作用是汇集各炭化室导出的荒煤气，通过冷却后经风机将其回收。而集气管压力则是焦炉操作的重要参数之一，一般应保持80~120Pa（视炉型及炉况而变化）。若压力过低会导致炭化室负压，使大量空气从炉门等不严密处进入炭化室，与焦炭接触燃烧造成损失，并影响焦炉寿命；若压力过高，会导致上升管煤气放散，造成环境污染及能源浪费。因此，稳定集气管压力是十分重要的。##安阳钢铁公司现有4座焦炉，1、2为单集气图1焦炉集气管压力控制

4、系统工艺流程图##管，3、4为双集气管，其工艺流程如图1所示。力不稳，各炉之间压力互相影响，机前吸力人工调原系统集气管压力采用模拟仪表调节，机前吸整无法及时跟踪压力变化，所以集气管压力波动大，力靠人工调节。由于煤气发生量波动大，机后系统阻稳定性差，给焦炉各项操作造成困难，对炉体造成中国仪器仪表2005年第9期83自控工程设计一定损坏。为解决这一问题，我们与安钢焦化厂共相关性分析法的解耦控制算法，并将其与变积分PI同设计了一套基于PLC的两级计算机控制系统，将控制相结合，针对不同的影响因素，采用不同的控4座焦炉集气管压力和机前吸力全由微机协

5、调，并通制算法，实现了多座焦炉集气管压力的解耦控制。过解耦控制算法较好地解决了具有相互耦合的多座3.1变积分PI控制器的设计焦炉的集气管压力稳定问题。系统基础级采用西门为克服焦炉炉况变化、机前吸力变化的影响，对子TI545PLC，完成数据采集与控制；监督控制级采单座焦炉的单回路压力稳定采用变积分PI控制。在用研华IPC-610工业控制计算机，用以实现画面显单回路稳定前提下，再解决多个回路耦合问题。示、参数设定、报表输出等功能；系统共有30余个单座焦炉的集气管压力检测系统为一小惯性环检测点，5个控制回路，工艺要求的控制精度为设定节，改进前模

6、拟调节系统采用的是常规PI控制算法，值±20Pa。对小偏差控制效果明显。但通过现场观察，当系统2影响集气管压力稳定的主要因素出现扰动，尤其在装煤、推焦、炉门开启等操作时，其压力波动范围很大，甚至出现回零。此时若采用本系统的主要作用是通过计算机在线、实时地固定的比例度与积分时间常数，势必引起系统较大控制集气管压力，而要达到这个目的，首先要找出的超调及较长的过渡时间，有时还会引起系统的振影响集气管压力稳定的主要因素，只有这样才能制荡，造成调节质量下降，损坏外围执行设备。为解定正确的控制策略，收到满意的控制效果。通过对决这一问题，引入变积分PI

7、控制，在比例度固定情工艺的了解与实地考察，影响集气管压力稳定的主况下，依据回路偏差分段按一定规律自动修改积分要因素如下：常数，使回路适应范围增宽，抗干扰能力增强。（1）焦炉炉况对系统的影响通过现场反复实验与调试，将积分时间常数Ti由于4座焦炉炉龄不同，炉况不一，装煤、推(n)修定为一随偏差e(n)变化的变量。其数学表焦、炉门开启时间不同，势必引起压力的波动。达式如下：（2）各焦炉之间的相互耦合影响1<14座焦炉共用一个风机，而风机对4个集气管的21+12211<22121吸入管距离长短不等，管路又不对称，吸力分配不=322332+2<3可

8、能都合适。在机前吸力不变的情况下，任意一座3232焦炉压力的波动，都会影响其它炉压力的稳定。33（3）机前吸力变化的影响对不同焦炉，Ti1、Ti2、Ti3、e1、e2、e3数值不同，在鼓风机能