集散控制系统在大型空分装置的应用

摘要

在钢铁企业中,炼钢、炼铁、连铸、冷轧等需要大量的各种气体,所以空分装置是一个关键的公用装置,空分装置要求长期、连续、稳定和安全运行.集散控制系统以其独特的优越性,已逐渐成为国有大型企业新上项目一个必不可少的内容.该论文以本钢氧气厂为例,主要分析美国Honeywell公司生产的TPS(Total Plant Solution——工厂一体化解决方案)集散型数字过程控制系统的工作原理、硬件结构,重点分析研究了本钢氧气厂5号制氧机组的空气压缩系统的自动控制.通过对第六代制氧机和Honeywell公司生产的集散型数字过程控制系统TPS的介绍及对空气压缩系统的分析,来消化吸收国外先进的集中分散型数字过程控制技术,进而更好地在生产过程中应用先进的计算机系统,以实现最优控制.提高中国工业企业在引进和应用国外先进科学技术和设备的水平和经验.本钢氧气厂新建的5号制氧机组系采用法国液空公司的先进技术生产的第六代20000m<'3>/h制氧机,它采用了多种最新制氧工艺:目前本钢最大的14000KW异步电动机及流量为112000m<'3>/h的空气压缩机;分子筛净化系统;高压液氧泵;内压缩工艺流程等.该制氧机组的控制系统采用美国Honeywell公司生产的TPS集散型过程控制系统,该系统具有较高的可靠性和先进性,可对生产过程进行常规PID控制、顺序程序控制、连锁报警控制等.TPS在该机组中主要使用了LG逻辑功能块组态成各种PID控制算法和CL语言编写的控制程序.这两大控制方式共同完成了本钢氧气厂5号制氧机的自动控制功能.该制氧机组自2002年5月投产以来,其控制系统的稳定、可靠、精确性能得到了充分的验证,其控制效果达到了预期的目标.该论文是作者的一点体会和感受.

目录

文摘

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第一章概述

1.1计算机控制系统概述

1.1.1计算机控制系统的特点

1.1.2计算机控制系统的组成

1.1.3计算机控制系统的分类

1.2集散控制系统概述

1.2.1集散控制系统产生的背景

1.2.2集散控制系统发展的三个阶段

1.2.3集散控制系统的特点

1.2.4集散控制系统的现状及发展趋势

1.3本论文主要工作

第二章空分装置集散控制系统硬件

2.1集散控制系统组成

2.1.1过程控制单元

2.1.2数据采集

2.1.3人—机接口装置

2.1.4监控计算机

2.1.5通信系统

2.2集散控制系统的体系结构及基本功能

2.2.1集散控制系统的体系结构

2.2.2集散控制系统的功能

2.3集散控制系统的硬件

2.3.1直接控制级

2.3.2过程管理级

2.3.3生产管理和经营管理级

2.4 5号制氧机TPS集散控制系统硬件构成

2.4.1系统结构

2.4.2 I/O链路接口卡

2.4.3 HPM

2.4.4 IOP

2.4.5 FTA

2.4.6 LCN与UCN

2.4.7 NIM

2.4.8 GUS

2.4.9HM

第三章空分装置集散控制系统软件

3.1集散型过程控制系统软件

3.1.1现场控制站软件系统

3.1.2操作站的软件体系

3.1.3 DCS的组态软件和高级控制功能

3.1.4提高DCS软件可靠性的措施

3.2 5号制氧机TPS集散控制系统软件

3.2.1 CL/HPM语言

3.2.2 GUS软件

第四章空分装置空气压缩系统控制

4.1引言

4.1.1 5号制氧机工艺简介

4.1.2压缩机的分类

4.1.3透平离心压缩机的工作原理

4.1.4喘振产生的机理

4.2本钢5号制氧机空气压缩系统组成

4.2.1 5号制氧机空气压缩系统工艺

4.2.2透平组合式空气压缩机(C-01、C-02)

4.2.3空气过滤器(F01)

4.3 5号制氧机空气压缩机的自动控制

4.3.1控制原则

4.3.2控制实施方法

4.3.3基本控制

4.3.4防喘振控制

4.3.5空压机水洗系统的控制

4.3.6其它控制

第五章结论

5.1调试中解决的主要问题

5.2展望

参考文献

致谢

附录A

附录B