双焦炉集气管压力智能控制系统

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1、控制系统文章编号：($$(233..4&$$#5$(2$$#32$#双焦炉集气管压力智能控制系统舒雄鹰（北京科技大学信息工程学院，北京($$$"#）摘要：针对焦炉系统双焦炉配置的特点，采用智能协调控制思想解决了两焦炉集气管之间、集气管与风机吸力之间的压力耦合问题，设计开发了压力智能协调控制系统。系统由西门子67/#$$及67/.$$系列89:构成现场控制站，研华;8:构成操作员站及调度室站，各控制站与操作站组成8<=>;?@6总线型网络。关键词：控制系统；集气管压力控制；压力耦合；智能协调控制中图分类号：A8

2、&7#文献标志码：?!引言冒火，污染环境，就是吸入空气，降低焦碳质量，浪费某焦化厂有两套焦炉系统：一焦炉型为小!"型，能源。两集气管煤气压力间的耦合，给各自焦炉的孔数为#$%&，年产焦炭&$万’，煤气发生量($$$$集气管压力控制带来极大的困难，常规的集气管控)#*+；二焦炉型为,-.#/"$!型，孔数##%&，年产焦制方案无法满足控制要求，必须寻求合理的控制方炭.#万’，煤气发生量为&($$$)#*+。工艺过程如图案，消除耦合，保证两座焦炉炉内压力稳定，进而保(所示，炭化室溢出"!$0左右的荒煤气在桥管处经

3、证生产的稳定。循环氨水喷酒冷却至"$1"!0，通过吸力管道引入立管式初冷器，从初冷器出来的煤气由煤气鼓风机加"智能协调控制方案压后通过压力管道将大部分送往下道工序，当煤气量如前所述，双焦炉集气管压力控制系统的核心过小时风机出口的煤气引一部分通过回流管引入初问题是两座焦炉集气管压力对象间的耦合，控制方冷器前。该系统的控制难点在于两座焦炉共用一套鼓案应尽量减小其间的相互干扰。控制系统设计如图冷系统，而两座炉子操作周期不同，焦炉本身生产工&所示，包括三个单独的闭环控制回路：(号炉集气况随着炉底换向、氨水除尘等干扰经

4、常波动，导致两管压力控制回路、&号炉集气管压力控制回路及风焦炉集气管压力都频繁波动，且幅度较大。这样就必机吸力控制回路。(号炉和&号炉集气管压力控制然造成两座焦炉的集气管压力对象之间相互干扰（耦回路通过各自的集气管压力调节阀门完成各自系统合），一座焦炉的压力波动必然影响另一座焦炉的压的闭环控制，风机吸力控制回路通过调节引回到初力，使得生产过程中两焦炉压力很难稳定，不是跑烟冷器前的煤气回流量来调节整个系统的吸力（即风机入口吸力）。三个控制回路共同作用的结果决定了两座焦炉集气管的压力。这是三个压力对象的并联和串联

5、控制问题。通过测试、分析，发现可以利用风机吸力实现对整个管道系统煤气压力的控制，以降低乃至消除两个相互干扰的集气管压力之间的耦合，同时根据两座焦炉的工况调整各自集气管压力阀门，维持两者的平衡，保证焦炉压力的稳定。因此，必须将(号炉图(焦炉集气工艺流程万方数据控制系统01!，01"分别为!号集气管压力和风机吸力设定值；(1#，(1!分别为#号、!号集气管压力检测值；!，"分别为集气管压力与风机吸力设定值的调整步长（根据经验与现场情况确定）。当各个系统的压力在小范围内波动时，各系统分别进行常规()5控制，维持各子

6、系统及整个系统的平衡；当压力在大范围内波动时，则根据不同情况采取不同的控制策略对三个子系统进行设定值控集气管压力、!号炉集气管压力、风机吸力等三个参制，从而保证集气管压力的稳定。数综合考虑，各个单独的闭环控制回路的调节动作在调整参数设定值时，为避免调节过程中由于由控制策略运算模块根据整个系统压力和两集气管工况发生变化导致调节不及时，采用小步幅步进式压力的变化情况进行协调控制，以降低两集气管压调整方式，通过观察—调整—观察—再调整—再观力间的耦合程度，如图"所示。察的控制算法，随时监视系统工况的变化，保证系统工

7、况动态变化过程中的稳定调节。此外，在调节器参数整定时，将#号集气管和!号集气管两个系统的(，)参数适当错开，以降低集气管压力对象之间的耦合程度。!系统硬件配置控制系统硬件由西门子09系列(:;构成，各站通过(<=*)%>0系统总线连接，实现该厂焦炉系控制策略模块采用专家控制系统，它包括特征统的连网监控。信息提取单元、知识库和推理机。特征信息提取单硬件配置如图?所示。控制站采用德国西门子元将系统运行过程中的特征信息如#号、!号集气097"@@A?@@系列(:;，一焦系统为0)&4,);097"管压力偏差、风机吸

8、力检测值提取出来，利用知识库@@，配置"#B7!5(;(>模板、;("?"7B通信处理中的经验数据识别系统的特征状态。推理机则采用器、*&"BB;闭环控制模板、0&""#模拟量输入模板事件驱动型前向推理策略。前向推理将特征信息处及0&"!#A0&"!!数字量输入A输出模板。二焦系统理单元提供的特征状态与知识库规则的前提进行匹为0)&4,);097?@@，配置?#"7!5(;(>模板、配，按照匹配的结