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1、化工自动化及仪表,2002,29(4):67～69检测与控制装置ControlandInstrumentsinChemicalIndustryFCS在热媒炉控制中的应用刘先广,华陈权(石油大学信息与控制工程学院,山东东营257061)摘要:简单阐明热媒炉系统工艺情况,介绍现场总线控制系统软、硬件配置,着重分析现场总线控制系统控制策略组态。关键词:热媒炉;FCS;组态;控制策略中图分类号:TP273文献标识码:B文章编号:100023932(2002)(04)200672031 热媒炉工艺简介2.1 硬件配置热媒炉是一种间接式加热炉,炉子燃烧燃料硬件主要由现场总线仪表、工业控制计
2、算机、油后,对导热介质热媒进行加热,然后热媒通过换打印机、大屏幕显示器等组成,硬件框图见图1。热器对所需加热的介质———原油、水进行加热,故称热媒炉。CE2NATCO热媒炉是某输油公司原油输送管道上的主要加热炉。主要完成以下功能:①监视报警或停炉时的各开关量信息;②燃烧器自动顺序启停控制;③控制热媒流量、燃料油流量、热媒出炉温度和烟气氧含量;④显示各过程变量与给定值;⑤打印记录各过程变量并发布各种报警与停炉信息。为了提高生产过程的自动化水平,使该装置安全稳定运行,原系统改造后采用了先进的全数字化现场总线控制系统FCS。图1FCS硬件框图2 控制系统配置现场总线是一种用于智能现场
3、设备和自动化 现场总线仪表采用Smar公司的302系列总系统的开放式、数字化、多节点的通信技术。FCS线仪表,主要有双通道现场总线温度变送器用数字信号完全取代了传统的4～20mA信号,实TT302、现场总线压力(差压)变送器LD302、现场现了现场管理与控制的统一,使一些基本过程控总线到三路电流(4～20mA)转换器FI302、三路电制、报警和计算等功能分布在现场完成。流(4～20mA)到现场总线转换器IF302、现场总线FCS的系统结构是全分散的,放弃了传统的到标准气压信号(0.02～0.1MPa)转换器FP302DCS所必需的输入/输出模板和控制站,把控制站以及现场总线安
4、全栅SB302。现场总线控制系统的功能分散给现场设备,从而构成虚拟控制站,实是总线网络,所有现场仪表都是一个网络节点,并现彻底的分散控制。操作站起监视作用,并通过挂接在总线上,每一个节点都是一个智能设备。PCI卡负责现场总线网络的通信调度以及计算机在现场总线控制系统中,以微处理器为基础的现与现场总线接口。操作员通过人机界面进行监视场仪表同时起着数据采集、控制、计算、报警、诊和发布命令,实现了真正意义上的集中管理、分散控制。 收稿日期:2002-02-25©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved
5、.· 化工自动化及仪表68· 第29卷断、执行和通信的作用。每台仪表均有自己的地成。现场总线组态软件SYSCON是一个强有力的址,以区别于同一通道上的其它仪表。所有现场对用户友好的软件工具,安装在操作站的工控机仪表均可采用总线供电方式,即电源线和信号线中,支持Windows95/98,通过一台PC可以对基于共用一对双绞线。在易燃易爆场合,要构成本质FieldBus的系统及现场总线仪表进行组态、维护安全系统时,必须使用现场总线安全栅SB302。和操作。既可以在线组态,也可以离线组态。在每台现场总线仪表中均内置有许多功能模3
6、控制系统组态块,这些模块包括AI(模拟输入)、AO(模拟输出)、燃烧控制系统的目的是保持热媒炉长期运行PID(PID运算)、ISS(输入选择)、ARTH(算术)、INT在热效率最高状态,控制热媒流量使负荷稳定,控(累积)、CHAR(特征化)和SPLT(输出选择)模块。制燃烧过程使燃料油燃烧产生的热量适应热负荷用户可以通过组态软件SYSCON对这些功能模块的需要,既控制燃料油量,同时也控制过剩氧为主进行灵活连接来实现自己的控制策略。参数的前馈助燃风量。热媒炉燃烧系统控制程序2.2 软件组成实现的流程图如图2所示。工业控制计算机人机界面组态是通过美国热媒炉自动控制系统主要由热媒入口
7、流量、TA公司的AIMAX组态软件完成的。AIMAX通过燃料油流量以及助燃风控制系统三部分组成。限驱动程序与FCS接口。FCS的控制策略组态由于篇幅,下面着重介绍每一部分的控制策略组态。Smar公司开发的现场总线组态软件SYSCON来完3.1 热媒入口质量流量控制系统图2 热媒炉燃烧系统控制程序流程图 热媒流量控制系统是完成其它控制任务的基场总线仪表:即双通道现场总线温度变送器础,要求具有较好的稳定性,否则将直接影响燃烧TT302(位号为TT101)、差压变送器LD302(位号为控制的品质
