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08月16日 2019

虹潤NHR智能儀表在冶金性能測控系統中的應用

發布者:虹潤集團

一、產品簡介  

       NHR系列智能顯示控制儀表是經過多年開發制造經驗而設計生產,集諸多全新功能于一身的新一代智能顯示控制儀表。針對現場溫度、壓力、液位、速度、流量等各種信號進行采集、顯示、控制、遠傳、通訊、打印等處理,構成數字采集系統及控制系統,廣泛運用于電力、石化、冶金、輕工、制藥、航空等諸多領域。

二、工作原理及解決辦法

       高爐冶煉系統是一個復雜的控制系統,對其進行解剖代價高昂。該系統模擬高爐冶煉過程檢測冶煉過程中溫度、壓力、流量、位移、失重等各參數的變化規律建立冶金性能測控系統大型實驗室,依據實驗結果對高爐冶煉過程提供指導性意見。系統采用集散控制結構,現場由虹潤的NHR智能儀表實現溫度等的精確控制,由PLC來實現過程開關量、部分模擬量及定時計數等的過程控制,由工控機實現集中管理。NHR智能儀表先進的MODBUS通訊協議,支持RS485通訊接口,配合EM-485B模塊構成了該系統的計算機通訊系統,通過RS-485串行通訊實現19個通道溫度、流量、壓力、位移的集中監控。

       1、控制系統的硬件組成

       整個系統的控制對象主要為11個大型電爐及其附屬設施和氣體處理及檢測部分,其中除了對溫度的精確檢測及控制外,物料反應過程中的荷重軟化位移,物料重量,氣體流量,氣體壓力及熔融滴落過程中的熔滴計數都需要進行檢測,這些參數主要通過現場NHR智能儀表檢測并以數字量傳入總線。系統結構如下圖1所示:

圖一:硬件組成結構框圖

       1.1 控制方式選擇

       系統主要對溫度實行精確控制,NHR智能儀表具備位式控制(ON-OFF)、標準PID、人工智能調節等多種調節方式,對于多數電爐采用標準的PID控制方式,可以滿足工藝條件的要求,用戶可以設置P、I、D參數可以調節相應參數,實現用戶自定義調節。對于特殊的溫控系統設置CtrL進入自整定調節,先進的NHR人工智能調節算法具有自整定、自學習功能,無超調及無欠調的優良控制特性,自整定后的控制效果基本上都可以滿足工藝要求。

       1.2 分段功率限制方式

       系統中大部分電爐為電阻爐,少數高溫電爐以硅鉬棒為加熱材料,需采用降壓變壓器,低溫下近似短路,電阻遠低于高溫狀態。如果不進行功率的限制,低溫下的電流將遠大于額定電流。設置參數,使儀表起用功率分段限制,此時儀表輸出下限將不作限制,而AL將作為當溫度小于下限報警值時輸出上限,當溫度大于下限報警值時,則輸出上限AH,這樣就具備2段功率限制功能,有效地防止了加熱初期電流過大的危險。

       1.3 控制系統的調試

       對于有些電爐除了爐膛溫度的控制及檢測外,監測爐壁的溫度以計算電爐加熱過程中的溫度梯度分布曲線,結合其控制同時可以減小控制對象的純滯后,帶來更好的控制效果。對于同一電爐溫度起始條件的顯示不一致,可通過參數來校正。在調試過程中,單段升溫曲線的電爐首先考慮使用NHR儀表的自整定調節功能,需要整定的參數為P、I、D等參數,加熱器各段特性基本相同,自整定后獲得了滿意的控制效果,恒溫時控制精度小于±0.2℃,最大超調小于1℃。

 

三、結束語

       本系統已在鋼鐵廠成功投入使用,系統運行安全可靠,由NHR智能調節器,PLC及工控機組成的集散控制系統具有抗干擾能力強,控制精度高等優點,極大地滿足了工藝條件的各項控制性能指標要求。

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