造气DCS综合优化控制系统 介绍 石家庄兴盛德隆科技有限公司.

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1 造气DCS综合优化控制系统 介绍 石家庄兴盛德隆科技有限公司

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3 造气DCS综合优化控制系统 技术介绍 西门子S7系统是国际公认的优良控制装备，名牌产品。S7系统既有中大规模的S7-300系列、S7-400系列产品，也有非常适合造气工段特点的S7-200系列产品。 因此我们选择了产品市场化，软件全开放，最具性价比的西门子S7系列产品作为我们综合优化控制系统的平台。该系统已在近百家厂家应用。

4 一、系统结构： 基于煤气炉在工艺上一致性的特点，为确保任何一台控制站发生故障时，不影响煤气炉的生产，为此通过技术攻关于2008年又推出了具有1：1冗余功能的造气DCS综合优化控制系统。该系统每两台煤气炉用两套完整的控制站进行冗余控制。这样既有系统风险的分散性，又可提高系统的安全性能。即：我方所提供的DCS,操作站互为热备、网络、供电系统、CPU、通讯模块、开关量输出、开关量输入、模拟量输出、带调节的模拟量输入全面冗余。能保证操作站、控制站、网络、供电、各板卡发生故障后能快速、可靠地自动无扰切换。因是以每两台炉为一组采用两套控制站进行控制,一开一备，所以当运行控制站出现问题，备用控制站即时接替，造气炉正常运转。系统进行故障模块自动报警提示。所以安全系数不但高于不冗余的单炉单站的控制系统，而且比普通结构的DCS系统风险更分散，冗余更完善。此项技术在国内间歇炉造气的控制上是独创的，也是最适合造气工艺特点的控制技术。

5 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S9 S10 1#操作站 ３#操作站 系统网络图

6 软件：操作系统：windowsXP专业版
组态软件：wincc6.2 西门子 编程软件：step-7 MicroWIN 西门子 应用软件包：XSDL_RYSYS 兴盛德隆公司。 硬件：采购国际著名厂商西门子公司的S7-200系列产品。质量有保证。备件采购不受垄断限制的后顾之忧。全系统采用多个CPU，风险更分散，造成全厂停车的几率为零。 网络： 100M工业以太网，扩容方便。

7 ２、设备可靠性 ①．硬件的可靠性 除在电路设计、器件的选择、单炉级冗余设计、网络冗余等方面实施了可靠措施外，控制系统还具有： ●小模块结构和工业化设计，适应-15℃～55℃的环境； ●对所有器件进行防尘、防腐蚀处理，更加适应造气环境。 ●操作站加装橡胶密封条，预留进气接口，通入仪表空气后可保持正压通风。

8 ②．软件的可靠性 （1）控制系统在软件可靠性方面参照核电安全计算机系统设计标准，采用了大量的措施确保软件可靠性，包括：
●操作站系统软件采用WindowsXP操作系统、WinCC６.２组态软件，控制站软件采用STEP7，确保其可靠性和实时性； ●系统提供丰富的自诊断显示信息； ●网络通信协议和接口驱动程序采用国际标准OPC协议。 （2）．开放的网络结构 为了确保系统的开放性，采用标准的网络结构： ●系统采用100Mbps快速以太网。支持光纤，同轴电缆和双绞线； ●系统还提供标准的RS485、RS232通信协议以便同其它智能单元如PLC、智能仪表等连接。 （3）．开放的操作系统 ●系统采用WindowsXP操作系统。

9 ３、系统的控制水平 3.1．完成数据检测、控制功能，达到保证设备安全、经济、可靠运行，在相关仪表、执行机构的配合下，实现对调节回路的手动／自动切换、调节； 3.2．对有关电气机泵等设备DCS系统根据不同的操作规程完成单点起、停和顺序联锁起、停，DCS根据温度、流量、液位、分析等参数信号、事故信号、机电联锁信号进行相应的联锁动作，控制有关设备的动作，并进行操作提示和报警。 3.3．用各种图形或数字方式，实时、动态、形象地显示所有采集和经过中间计算的全部参数，合理布置仪表参数、生产流程和运行管理等显示画面，使其美观实用、立体形象、使用操作简便易懂。采用容错技术，避免误操作。 3.4．实现参数的定时及随时打印班日报表功能，具有趋势曲线显示，历史数据察看，事故参数追忆，系统流程图对照功能。 3.5．在线实时监视和察看整个系统的每一个组成部分及I/O站中各通道级的运行工作状态，现场控制站具有自诊断、自切换、数据自动一致及自检等功能，确保操作人员快速简单地维护DCS系统，保证DCS长时间可靠地工作。

10 ●各工艺阀门的逻辑控制 ●阶段延时（暂停） ●各工艺阀门的检测,联锁及报警 ●阶段快进。 ●任何阶段的安全开车 ●制惰气
４、应用控制技术： ４.1、通用控制技术 ①、通用操作功能： ●紧急停车。 ●各工艺阀门的逻辑控制 ●阶段延时（暂停） ●各工艺阀门的检测,联锁及报警 ●阶段快进。 ●任何阶段的安全开车 ●制惰气 ●各阀门的单独操作 ●吹风自动排队。. ●各类加氮操作 ●强行回收操作 ●强行放空 ●安全停车。 。 ②、实现水夹套及气包液位的PID调节 ③、实现风机和油压系统的管理、报警及联锁。 ④、实现各参数及阶段时间的历史趋势图、实时趋势图显示，这一功能有利于操作人员随时掌握造气炉的动态变化情况及发展趋势，能及时采取相应操作措施，保证炉况始终处在最佳状态。

11 ４.2、专用控制技术功能： （1）、实现真正意义上的自动加煤控制 （2）、实现炉盘转速（下灰量）的控制； （3）、实现入炉蒸汽压力的前馈补偿及调节； （4）、实现入炉蒸汽流量的开环配比控制； （5）、实现合成氨的氢、氮比自动调节， （6）、实现炉况智能优化控制； （7）、吹风自动排队功能。

12 “油压炭层测量装置”的开发成功弥补了长期以来机电一体化自动加煤机在煤层稳定方面不如锥面布料加煤机的缺点。
５、专用控制装置 ５．1、油压炭层测量装置 我公司最新研制开发的炭层高度优化控制系统，它是由检测与控制系统组成，检测频率可根据厂家需要自由设定，炭层的检测精度误差±2厘米，炭层的控制精度误差±10厘米。炭层高度优化控制系统的成功运用保证了炭层高度的稳定，保证了床层阻力的稳定，从而为造气炉况的全面稳定与优化奠定了坚实的基础。 “油压炭层测量装置”的开发成功弥补了长期以来机电一体化自动加煤机在煤层稳定方面不如锥面布料加煤机的缺点。 自动探测器

13 我公司提供的“油压炭层测量装置”是在“电机驱动式炭层测量装置”及“简易油压炭层测量装置”的基础上改进的新型炭层测量装置。
设备特点如下： 1、采用油压驱动，动作可靠；节约能源。 2、采用钢丝绳取代链条传动，结构简单、耐用。 3、无需另外提供电力，只需油压系统动力即可。 4、避免出现因电机、链条、链轮不适应造气现场故障频繁的问题，动作稳定可靠。 5、接线简便，只需要一个开关量输入点和一个开关量输出点即可。 6、适应范围广，它可配套各种加煤机和各种控制系统。

14 ５．2、气化层（位置）检测装置 采用特制热电偶（其保护套管具有耐高温、耐摩擦的特性），根据习惯的气化层位置，在一侧灰斗的上方炉体上成垂直一条线自上而下测量气化层的上端（干燥层）、中端（气化层）和下端（灰渣层）三点温度。我们提供的热电偶我们质保一年，大多厂家使用情况是与水夹套同寿命。 气化层（位置）检测装置

15 6、造气炉的智能优化控制思想和具体的施实方法
近些年来，由于计算机的普及，并逐步应用于工业生产，化肥化工行业也开始接受了这一新生事物，对企业的技术革命正逐渐产生巨大的影响。开始的时候，许多企业为了跟上时代的发展，虽说投入了巨资用上了计算机，实质上对企业效益并没有产生太大的效果。随着时间的推移和新技术的不断开发与完善，这场计算机技术革命正在各行各业迅速得到普及，所产生的巨大效益已不能用数字来计算。从国有大型企业到农村私企，从数控机床到汽车、电子等各行各业，无数的、各种各样的“机器人”在生产过程控制的关键工序发挥着巨大的作用。它不仅代替了人，而且它的工作效率和精确度是人所做不到的。我们化肥化工行业的生产过程控制自动化的程度，数十年前还处于领先地位，但目前已明显落后了。现在多数化肥化工企业生产过程控制的自动化程度，不仅不能和同规模的其他行业相比，就是和农村的很小的私营企业相比，有的还自叹不如。多数企业靠人工手动操作，许多检测及自动化仪表不仅没有改进和升级，而是采取有问题就废止和拆除。所以，当前许多企业生产操作还是靠最原始的人工手动来进行，盲目性很大。势必造成产品的产量、质量和消耗的不稳定，影响企业效益。

16 在我国化肥化工行业里，DCS控制首先用于造气工段。因为各厂都知道，全厂消耗、成本的大宗控制在造气，一个效益好的企业，造气肯定好。一个造气不好的企业，企业效益肯定不会好。这是千真万确的真理,是大家的共识。所以，各厂对造气的技术改造，最舍得投入。 当前市场上各种各样的DCS控制系统，无论是国产还是进口DCS控制系统，无论其把功能说的多麽天花乱缀，无论其系统有多麽正规，功能多麽强大，但所起的作用还是一个单版机的功能——简单的程序控制，没有本质的提高。

17 随着科学技术的飞速发展和数字化时代的到来，为了跟上时代的发展，共享科学技术发展的成果，石家庄兴盛德隆科技有限公司紧密联系造气生产的实际，开发出了“造气生产综和优化系统”和“造气炉况智能优化控制系统”。就是要把造气生产过程控制的自动化程度向前提高一步，就是要把我们人想做而很难做到，而人把生产过程编写成程序，设定好参数，让微机去执行人的指令，发现问题或出现偏差，人再去修改程序和参数。这样人机结合达到多产气、产好气、低消耗的目的是完全可能的。

18 在造气炉的生产操作过程中，人掌握着大量信息，对造气炉的生产操作过程中所发生的工况变化能够根据具体情况作具体分析，能够根据具体的工况变化及时采取有效的措施，确保生产过程的顺利进行。人永远比计算机发现的问题要多，掌握的信息量要大。但人有精力限制，有惰性。人与人之间观查问题的方法，分析和处理问题的能力有差别。计算机与人相比，它没有思维的能力。它需要人把发现问题、分析问题、判断问题、处理问题的方法措施，编写成程序，变为计算机能够识别的语言，计算机执行起来没有惰性，没有精力限制。人在分析、判断、处理问题时往往是凭主观、大概和随意性很强。而计算机发现、分析、判断、处理问题时则是通过数据的采集、运算、比较、判断、输出执行。完全是通过数字化处理。是非常精确的。不存在主观、大概和随意性。为了让计算机象人那样发现、分析、判断、处理问题，首先要增加信息的采集。

19 6.1、对造气炉各部分温度点气化剂流量的采集 我们所开发的智能优化控制是在以“稳”为核心的优化控制理念指导下而开发出来的。每一个单项控制都体现了一个“稳”字。我们是通过对造气炉生产操作过程中的四个单项控制来达到炉况的稳定，只有炉况稳定了造气炉才能多产气，产好气，低消耗。通过计算机的智能控制实现稳定煤层，稳定灰层，稳定气化反应区域和稳定气化层的温度，最终实现造气炉况的稳定，实现高产低耗。为了实现以上目的，要对造气炉进行各部位的温度、风机电流、空气流量、蒸汽流量进行测量，以全面了解固定床气化层的位置、气化层的温度、气化反应区域和床层阻力及气化剂流速的变化。除上下行温度外，还需要对以下各点安装热电偶进行温度测量，安装流量计进行流量测量。

20 6.1.1炉膛温度 2—4 点 在夹套上封头上5至10厘米处耐火砖之间水平等间隔安装，以了解气化层位置是否上移和火层分布是否均匀，是否有结疤、偏流现象。 6.1.2左右灰仓温度 2 点 在左右灰仓口灰仓上盖处安装，以了解灰渣情况，两个出灰口的出灰快慢是否一致，是否有偏流结疤，气化层位置是否下移及分析判断上下吹蒸汽用量是否合适等。 6.1.3夹套上中下温度 3 点 穿过水夹套在夹套的适当位置，上、中、下安装三只气化层位置热电偶，以了解气化层的位置，气化反应区域厚度及分析判断上下吹蒸汽用量是否合适等。 特别需要指出夹套上中下三只热电偶需耐高温耐磨，其它热电偶可采用普通热电偶。 为了实现造气炉内的热量平衡控制和气化反应区域控制还应进行如下测量：

21 6.1.4风机电流的测量（每一个风机系统有空气流量的可不测）
6.1.5空气流量的测量（每一个风机系统出口总管装一个空气流量计） 6.1.6蒸汽流量的测量（每一台造气炉蒸汽总管装一个流量计） 6.2.设定专家参数：根据各点温度的采集处理，由工艺操作人员设定专家目标参数。 上行温度设定值 炉条机上限设定值 下行温度设定值 炉条机下限设定值 下行温度系数设定 炉膛温度上限设定值 风机电流设定值 灰仓温度上限设定值 吹风时间设定值 空程高度设定 上吹时间设定值 空程系数设定 空气流量设定 蒸汽流量设定

22 6.3、造气炉的智能优化控制思想和具体施实的方法
我们经过了十多年的开发、研究，使造气炉的智能控制正在逐步由开环走向闭环。我们所开发的智能优化控制是在以“稳”为核心的优化控制理念指导下而开发出来的。每一个单项控制都体现了一个“稳”字。我们是通过对造气炉生产操作过程中的四个单项控制来达到炉况的稳定，只有炉况稳定了造气炉才能多产气，产好气，低消耗。通过计算机的智能控制实现稳定煤层，稳定灰层，稳定气化反应区域和稳定气化层的温度。 下面重点将炉况智能优化控制的基本原理与主要具体施实方法介绍如下；

23 6.3.1炭层高度控制思想与方案 稳定的炭层高度是炉况稳定的基本条件，它可保证造气炉床层阻力的稳定。床层阻力的稳定，保证了升温时入炉风量的稳定和制气时入炉蒸汽流量的稳定。以往我们的炭层高度优化控制系统未投用以前，许多厂家尽管也上了自动加焦机,但由于操作人员的精力有限，每班的探测次数有限，时间间隔长，目测不准确，大多数是根据上行温度和个人经验来调节给煤时间，控制炭层，由于上行温度受到的影响因素很多。根据上行温度判断炭层高低误差较大，特别是原料煤粒度变化较大的厂家，炭层高度就更难掌握。有时炉子吹翻操作人员才发现炉内严重缺碳。所以许多厂家尽管也上了自动加焦机，但炭层还是没有稳定下来。我公司最新研制开发的炭层高度优化控制系统，它是由检测与控制系统组成，检测频率可根据厂家需要自由设定，炭层的检测精度误差小于2厘米，控制精度误差小于10厘米。炭层高度优化控制系统的成功运用保证了炭层高度的稳定，保证了床层阻力的稳定，从而为造气炉况的全面稳定与优化奠定了坚实的基础。

24 自动炭层测量，空程控制系统的原理和施实方法：
炭层高度优化控制系统一般每三个循环（可自由设定）测量一次，并把空程高度的数据自动传回到控制室内的计算机上，用实际测到的数据与理想的设定数据进行比较，根据差值的大小，计算出给料时间的调节幅度，自动控制插板阀的开关时间，自动调节每次给煤量的多少，达到炭层高度的稳定。

25 6.3.2对炉条机的控制思想与方案：（灰层厚度控制）
在造气炉的操作过程中，炉条机的转速控制是操作工人的一项非常重要的工作。炉条机的转速快慢直接关系到造气炉况的稳定于否。转的快了使造气炉灰层过薄甚至无灰层，拉瘫炉，破坏气化层，烧坏设备并使产气量下降。转的慢了使造气炉灰层增厚，甚至造成上火、偏流、结疤使造气炉况恶化。因此，炉条机的转速控制，是造气炉操作过程中一项非常重要的工作。但多少年来，造气操作工人只能依靠个人的经验和下行温度来控制炉条机的转速，个人的经验和下行温度遇到一些特殊情况就会失去作用。如煤种变化或上下吹蒸汽用量波动。下行温度就会发生不同的变化，判断不准确时，就会使炉条机的转速控制出现失误，使正常的造气炉况受到破坏。如，有时因下吹蒸汽大而使下行温度升高，如果操作工误认为灰层薄了，而减慢炉条机转速，就会使正常的灰层厚度增厚，等到炉况发生明显变化时，再去加转炉条机，这样以来使造气炉况不稳定，破坏炉子的正常制气，甚至使炉况恶化，造成上火使造气炉无法转入正常运行。

26 兴盛德隆公司灰盘转速优化控制，是以穿过水夹套的上、中、下三只气化层位置热电偶温度、下行温度、左右灰仓温度、炉膛温度的变化为主要依据。微机通过对以上参数曲线的变化规律和发展趋势的分析判断，来自动控制炉条机的转速。微机每时每刻都在监视着以上参数的变化趋势，通过模糊运算规律准确而有平稳地控制着炉条机的转速，使气化层处于一个非常稳定的位置上，使灰渣层始终保持一个合理的厚度。采用灰盘转速优化控制，不仅减轻了操作工人的劳动强度，更重要的是减少了炉条机控制失误，增强了造气炉的稳定性，提高了造气炉的工作效率，达到了多产气、产好气，低消耗的目的，并且延长了设备的使用寿命。

27 灰盘转速优化控制系统的原理是与具体的施实方法是：
在夹套的任一方向（便于维护），适当位置，上、中、下垂直按装三只气化层位置热电偶，并参考下行温度，用于检测气化层位置的变化移动方向。用左右灰仓温度和炉膛温度进行检偏，确定三只气化层位置热电偶的准确和代表性。当气化层位置向上移动，上点升高下点降低时炉条机加快转速，当气化层位置向下移动，下点升高上点降低时炉条机减慢转速。 具体方案如下： 炉膛温度对炉条机调节有最高优先权，当任何一点炉膛温度高于炉膛温度上限设定值，炉条机以炉条机上限设定值为转速值。直到炉膛温度低于炉膛温度上限设定值时，此项功能退出。 左右灰仓温度对炉条机调节有次高优先权，即只有炉膛温度低于炉膛温度上限设定值时，左右灰仓温度高于灰仓温度上限设定值，炉条机以炉条机下限设定值为转速值，直到灰仓温度低于灰仓温度上限设定值时，此项功能退出。 以上两项是对炉况事故的紧急处置方案，要彻底解决炉况事故，还要从根源上解决。

28 6.3.2.3下行温度第三优先权，在炉膛温度和左右灰仓温度不超上限设定值时，下行温度超过下行温度系数设定值时炉条机以下行温度来控制炉条机转速直到上下限设定值内为至，回到范围内时，此项功能退出。
在炉膛温度不高于炉膛温度上限设定值，左右灰仓温度低于灰仓温度上限设定值和下行温度不超范围时，炉条机以夹套三点气化层位置温度为依据，检测气化层位置的变化移动方向。当气化层位置向上移动，上点升高下点降低时炉条机加快转速，当气化层位置向下移动，下点升高上点降低时炉条机减慢转速。

29 虽说夹套三点温度的权限最小，实际生产中所起的作用应该最大，因为夹套三点温度所反映的是真实的气化层位置，如果控制的好，同时炉温和化反应区域也控制的好，炉况在最优化状态下运行，气化层位置不会偏上偏下，下行温度，左右灰仓温度和炉膛温度也不会超出正常范围。绝大多数情况下，下行温度、左右灰仓温度、炉膛温度和夹套三点气化层位置温度变化发展方向是一致的，但因下行温度、左右灰仓温度和炉膛温度受到的干扰因素多，有时确实不能正确反映气化层位置的变化。而夹套三点气化层位置温度虽说绝大多数情况下能正确反映气化层位置的变化发展方向，但当炉况有问题时，结疤偏流时，反映的可能只是局部，不能代表大部分气化层位置。所以，在炉条机的控制上我们主要以气化层位置温度的变化发展方向为主，同时参考下行温度、左右灰仓温度和炉膛温度。这样以来我们把气化层位置的变化发展方向了解的很清楚，所以，采取的措施才可能正确。我们当前基本上实现了炉条机的闭环自动调节。这在全国是唯一的。

30 单炉趋势图

31 6.3.3热量平衡控制思想与方案： (1)、吹风放热量的稳定控制。我们大家知道，由于一年四季春夏秋冬和每天的昼夜变化，空气的质量、密度无时无刻不在变化中，即使造气炉的各方面条件都很稳定，造气炉如果吹风时间不变的情况下，吹风放出的热量将始终处于变化中而不可能稳定，据资料介绍当环境温度0～30度时吹风强度相差14.2％，各地的昼夜温差不一定都有30度，但10度 8度的确是常事，因此吹风强度昼夜相差5％那是很正常的，更不用说一年四季的交替变化，吹风放热受昼夜温差变化的影响，但制气吸热基本不受环境温度变化的影响，蒸汽总管压力0.1Mpa，就是0.1Mpa单炉蒸汽流量5吨，就是5吨，昼夜环境温度的变化对它没有影响，有的炉子一天24小时昼夜都稳定，说明它是太平炉，不是昼夜都在最佳状态下运行，只能说明这台炉子如果夜间气温低时达到了最佳状态，那么白天气温升高后它就不是在最佳状态下运行了，就会在白天气温升高后浪费蒸汽浪费白煤。而如果某台炉子白天气温高时在最佳状态下运行，到了夜间气温降低后炉内热量积蓄增加，超过原料的熔点，超过临界状态，就会造成炉况恶化。所以以往的造气微机为生产的长期稳定，只能开太平炉，就不可能昼夜都在临界的最佳状态下运行，最多只能让它夜间气温低时达到最佳状态，而白天气温升高后就只有对蒸汽、白煤造成一些浪费了。基于造气炉的这一特性，兴盛德隆优化控制微机通过对入炉空气流量、风机电流×电压或入炉空气压力的检测与校正，与最佳的空气流量、风机电流×电压或空气压力（设定值）进行比较，按增加或减少的百分比来自动控制空气流量或修正吹风时间，精确到0.1秒。因此在气化层位置、灰层厚度、气化反应区域厚度、炭层高度和蒸汽用量相对稳定的前提下，根据空气流量、风机做功或入炉风压的变化，及时、自动、精确的控制空气流量或调节吹风时间是确保炉内放热量稳定，维持炉内热量平衡，确保炉况稳定，保证高产、优质、低耗的重要措施。

32 (2)、制气吸热量的稳定控制。减压后蒸汽压力的稳定对于造气炉况的稳定作用大家都非常清楚，绝大多数厂子早就解决了。我现在说的主要是那些备用炉开停频繁且对系统蒸汽用量影响比较大的厂子而言，假如一个厂子四台造气炉一个系统，四台炉常开时蒸汽压力很稳定，炉况也很正常。当停下一台炉子后虽然蒸汽压力还是很稳，但有的炉子炉况就开始变化，就会偏离最佳状态。为什么？这一点我们大家都清楚，虽然总管蒸汽压力没有变，但共用这个压力的造气炉台数发生了变化，单炉的入炉蒸汽流量发生了变化。减压后蒸汽压力的稳定并不代表单炉入炉蒸汽流量的稳定，单炉入炉蒸汽流量的不稳定必然要影响到某些造气炉的制气吸热量的不稳定。因此我们必须以变应变，达到不变。 即当造气炉启用台数发生变化时，我们让微机自动修正减压后蒸汽压力，改变入炉蒸汽总流量，确保单炉入炉蒸汽流量不变，确保每台造气炉的制气吸热量不变，采用这一循环少了，下一循环立即补回来。保证吹风放热量稳定条件下的制气吸热量稳定。同时在备用炉开、停下来后立即启用吹风自动重新排队功能，确保各炉蒸汽用量等量的增加与减少，确保减压后蒸汽压力调节后各炉入炉蒸汽流量的稳定，使每台造气炉始终保持在最佳状态下运行，这是确保造气炉内热量平衡，实现造气炉长期稳定，保证高产、优质、低耗的又一重大措施。

33 综上所述，由操作人员根据炉况的稳定情况，需气和产气量情况、灰渣质量等综合各方面的情况，选择设定一个最佳最优的空气流量、风机电流和电压或空气压力指标，单炉蒸汽流量指标进行设定，让微机自动将炉内气化层温度按操作工的意愿控制在一个比较狭窄的、非常优化的范围内。这需要进行大量的、精确的检测、统计、运算、比较、输出执行等一系列繁杂的工作，这是人们想得到而很难做到的，而人把生产过程编写成程序，设定好参数，让微机去执行人的指令，发现问题或出现偏差，人再去修改程序和参数。这样人机结合达到多产气、产好气、低消耗的目的是完全可能的。

34 、 以最佳的空气流量（风机电流）为依据，根据空气流量变化的幅度，控制风机入口或出口蝶阀的开度，使入炉空气流量稳定。如：最佳的空气流量瞬时15000m3或阶段累积 个数为设定值，当空气流量增大，计算机自动关小风机入口或出口蝶阀，使空气流量稳定在设定值上。 前提是：（1）风机入口或出口蝶阀的电机要受控，能接收计算机发出的开关量或模拟量信号。 （2）风机出口管合适的位置上，安装准确可靠的空气流量计（风机电流表）。 以最佳的空气流量（风机电流）为依据，按空气流量增加和减少的百分比，对吹风时间进行精确调节（精确到0.1秒）。如空气流量长了1﹪，吹风时间应减1﹪。如果吹风时间是30秒的话，那麽吹风时间应减0.3秒，吹风时间应执行29.7秒，以此办法来控制吹风放热量的稳定。 前提是；风机出口管合适的位置上，安装准确可靠的空气流量计（风机电流表）。

35 6. 3. 2. 3、 以最佳的上下吹蒸汽流量和值为依据，按上下吹蒸汽流量增加和减少的百分比，对吹风时间进行精确调节（精确到0
、 以最佳的上下吹蒸汽流量和值为依据，按上下吹蒸汽流量增加和减少的百分比，对吹风时间进行精确调节（精确到0.1秒）。如每个循环上下吹蒸汽流量和值为10吨，吹风时间是30秒炉况最好，我们以此为设定值。当每个循环上下吹蒸汽流量和值发生变化后，吹风时间下个循环进行变化。如蒸汽流量长了1﹪，吹风时间应增加1﹪，蒸汽流量降了1﹪，吹风时间则应减少1﹪。以此办法来控制造气炉内的热量平衡。 前提是：每台炉须安装准确可靠的蒸汽流量计。 、 以不断变化的空气流量为依据，根据每一个循环空气流量与最佳的空气流量的变化幅度，自动修正最佳的上下吹蒸汽流量设定值，自动控制单炉入炉蒸汽流量调节阀。当空气流量变化后蒸汽流量必须及时进行相应的变化，才能确保造气炉内的热量平衡。如：最佳的空气流量瞬时15000m3或阶段累积 个数为设定值，当运行的空气流量长到瞬时15150m3或阶段累积303000个数，也就是说，空气流量长了1﹪，那磨上下吹蒸汽流量和值也要增加1﹪，才能确保原来的热量平衡不被破坏。如果空气流量下降那磨上下吹蒸汽用量也要相应减少。

36 这第4条是以确保造气炉内的热量平衡为原则，造气炉的负荷随昼夜温差的变化而变化，这一条是以化工生产的实际运行状况而设计的。因为许多化工生产设备的负荷都是随昼夜温差的变化而变化。造气炉负荷随昼夜温差变化，不仅吹风量变化，蒸汽用量也要根据吹风量的变化而变化。这样正好适应了后工序生产设备的负荷随昼夜温差变化的需要。确保了全厂生产的稳定。 前提是：（1）必须有单炉入炉蒸汽流量调节阀 （2）每台炉须安装准确可靠的蒸汽流量计 （3）必需有足够的蒸汽供调节。 以上4条是我们对造气炉内的热量平衡控制方案。各厂可根据条件选择其中的部分和全部或提出更好的控制方案。

37 6.3.3.气化反应区域控制思想与方案： 气化反应区域控制具体方案如下： 以最佳的上下吹阶段蒸汽流量比值和此时的上下吹时间为依据，因为上下吹时间不会变，但上下吹阶段蒸汽流量比值会一直处于变化中且不易控制，我们根据实际运行的上下吹阶段蒸汽流量比值与最佳的上下吹阶段蒸汽流量比值设定值进行比较，对上下吹时间进行调节（精确到0.1秒），控制气化反应区域稳定。假如上吹阶段蒸汽流量值四吨，下吹阶段蒸汽流量值六吨，如果我们认为这样的上下吹阶段蒸汽流量比值比较合适，那麽，我们就以此时的上下吹阶段蒸汽流量比值和此时的上下吹时间作为设定值进行设定，当上下吹阶段蒸汽流量比值发生变化时我们通过调节上下吹时间（精确到0.1秒）来达到上下吹阶段蒸汽流量比值不变，就是说上吹阶段蒸汽流量增大了我们让上吹时间减少点，上吹阶段蒸汽流量减少了我们让上吹时间延长点，下吹也是一样，尽量保持最佳的上下吹阶段蒸汽流量比值不变，最终实现气化反应区域稳定。

38 6. 3. 3. 2 以最佳的上下行温度差值为依据，根据实际运行的上下温度差值与最佳的上下行温度差值进行比较，对上下吹时间进行调节（精确到0
以最佳的上下行温度差值为依据，根据实际运行的上下温度差值与最佳的上下行温度差值进行比较，对上下吹时间进行调节（精确到0.1秒），控制气化反应区域稳定。因为我们认为上下行温度差值的变化，在造气炉炉况相对稳定的前提下（即气化层位置、炭层高度等），上下行温度差值的变化基本上反映的是气化反应区域的厚薄变化。它比按上下吹阶段蒸汽流量比值来控制气化反应区域的厚薄稍滞后些。 以上2条是我们对造气炉内的气化反应区域控制方案。各厂根据条件选择或提出更好的控制方案。

39 7.实现合成氨的氢、氮比自动调节 这是一个特殊的调节系统，调节对象具有“纯滞后时间长；干扰因素多；系统的积分特性强”三大特点。说白了，就是造气工段造出气来最少需要经过近1个小时左右时间才能达到合成使用，这体现了纯滞后时间长；气体中间要经过脱硫、变换、压缩、脱碳、精炼等环节才能到达合成这自然体现出干扰因素多，因为它们都要影响半水煤气的质量、数量；合成氨的过程，半水煤气是要打循环的，假如第一个循环下来按比例氢高于氮，那么第二个循环氢更高于氮不能自衡，直至放空。这样既浪费了半水煤气又会使合成系统压力等参数升高造成能源的浪费。所以氢氮比的自调在合成氨生产中尤为重要。 基于上述特点，我们按照模糊控制理论与自适应控制的思路方法，应用神经网络理论使氢氮比控制方案中具有自学习、自组织、自分析、自判断、自适应能力。（控制框如图七所示），针对生产过程动态变化情况及时修正控制规律，不同情况与不同干扰引起的偏差用不同的控制手段达到稳定H2/N2的目的。目前，凡采用我们这一技术氢氮比的平均合格率≧98%。

40 图七、H2/N2微机控制方案 变换氢 补充氢 循环氢 甲烷量 造气 脱硫 变换 碳化 净化 合成 H2分析器、甲烷表或气相色谱分析仪 神经网络学习机构 数据存储、自分析、自判断、自寻优、自修正、自动时间预估 变换H2模糊控制器 超弛调节器 加氮时间叠加输出 补充H2模糊控制器 循环H2模糊控制器 信号放大、A/D转换、线性化、 脱硫氢 压缩

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42 石家庄兴盛德隆科技有限公司所生产的DCS控制系统在厂家检测和有关条件具备的前题下，保证以上各项功能的实现。我们的智能优化控制系统和冗余功能，所要达到的目标就是要保证DCS控制系统稳定、保证造气炉况稳定。只有造气炉况长周期稳定，低消耗才能实现。 我们认为，最佳工艺指标是人找的，不是计算机自己寻优寻到的。只有在炉况相对稳定条件下，人，才能找到最佳工艺指标，最佳工艺指标找到了，造气炉况才能更长周期的稳定。我们的智能优化控制系统给人创造了一个稳定条件，使人更容易找到最佳工艺指标，但人找到了最佳工艺指标单靠人的精力和能力是很难长久保持下去的。我们的智能优化控制系统我们认为是操作好造气炉的一个比较好的工具。我们的智能优化控制系统的每一个单项控制的目的都是为了每一个单项的稳定，如果每一个单项控制都能达到稳定，那磨这台造气炉就是稳定的了。我们的智能优化控制系统虽说不能自动寻找最佳工艺指标，但在厂家检测和有关条件具备的前题下去智能的控制每一个单项，进而达到造气炉况的稳定，在炉况相对稳定的条件下，人，才能找到最佳工艺指标，只有造气炉况长周期稳定，低消耗才能实现。企业才能得到真正的效益。

43 操作站现场图

44 控制站及操作站现场图

45 单炉操作画面

46 公共系统操作画面

47 谢谢！ 欢迎来电垂询！期待与您合作！ 2010年.12月 石家庄兴盛德隆科技有限公司 总 经 理： 李晓刚13803333572
总 经 理： 李晓刚 控制技术负责人：崔永军 工艺技术负责人：孙庚寅 2010年.12月

48 2010近一年公司业绩： 内蒙红骏马化工有限公司三位一体设备改造，炭层高度自动控制装置改造 河北晋州鑫海化工DCS综合优化控制系统改造 昆山锦港化工加煤机项目张家港华昌化工一、二期油压、加煤机改造 张家港华昌化工三期项目：油压、加煤机、DCS、炭层高度自控 长春金宝特生物化工优化控制项目； 河南大通物产控制系统改造、加煤机改造 平煤蓝天遂平分厂控制系统改造 河南西平永骏化工Φ3.2米造气炉自动加煤机 河南安阳化学工业集团有限责任公司DCS改造项目 河南卫辉市豫北化工DCS优化控制系统改造 山东恒通化工DCS优化系统项目改造 河南安阳化学工业集团（16）台炉油压系统项目整体安装 河北田园化工DCS控制，及优化项目，炭层高度自动装置 湖南岳阳炭层高度自动装置改造 辽宁海劲实业集团有限公司油压系统改造 山东海化华龙硝铵有限公司DCS控制系统改造 河北鑫海化工有限公司变换工段DCS控制项目 河南安阳九阳化工优化控制项目 河北迁安化肥股份有限公司（6）台造气炉DCS控制系统 河北迁安化肥股份有限公司余热锅炉DCS控制系统 河北元隆化工有限公司（8）台造气炉DCS控制系统 河南晋开化工炭层高度自动装置改造