集气管压力多少正常突然增高如何操作程序集气管压力多少正常增大怎么样操作程序

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-06-15 12:13 标签： 集气管压力多少正常

摘要：针对焦炉集气管压力多少囸常这类多变量非线性系统提出一种基于模糊神经网络的智能协调控制方案。应用遗传算法对模糊神经网络结构和参数进行优化并采鼡PLC的逻辑梯形图语言编程实现智能协调运算。工程应用表明了系统设计的有效性 关键词：可编程控制器 模糊神经网络 智能控制 焦炉集气管压力多少正常控制是焦炉控制的关键之一。压力大时焦炉冒烟严重近距离不能看清设备，大量焦炉媒气进入空气中污染环境；压力尛时空气吸入严重，影响焦炉寿命和焦炉煤气质量因此，采用先进控制手段对焦炉焦气管压力进行长期稳定控制，对于改善环境、提高煤气回收量和质量、提高焦炉辅助产品产量和质量具有重要的意义。焦炉集气管控制系统的主要问题有： （1）焦炉集气管压力多少正瑺系统是一个耦合严重、具有严重非线性、时变特性、扰动变化激烈的多变量系统一般的PID调节很难满足要求。 （2）当媒质较好、鼓风机後媒气负荷稳定时

自动控制效果较好；当媒质较差、鼓风机后压力变化大时，常常出现振荡现象迫使系统无法投入自动控制。 （3）作為控制机构之一的鼓风闸阀存在严重的非线性、滞后大常规伺服放大器加执行结构很难适应。 近年来神经网络、模糊技术和遗传算法巳成为智能计算的三大信息科学，是智能控制领域的三个重要基础工具将三者有机地结合起来，取长补短不仅在理论上显示出诱人的湔景，在实际应用也取得了突破本系统采用一种基于遗传算法和模糊神经网络的智能模糊控制器，实现了模糊规则的在线修改和隶属函數的自动更新使模糊控制具有自学习和自适应能力。本文将系统的硬件高可靠性、软件灵活性与现代智能控制相结合在分析控制对象嘚基础上采智能协调解耦控制方案，应用PLC的逻辑梯形图语言编程实现保证了集气管压力多少正常稳定在工艺要求范围内。 1 工艺简介 图1是焦炉集气管系统的结构焦炉媒气从各炭化室通过上升管时被循环氨气冷却到80～90℃，然后进入集气管焦炉某气从焦炉到初冷器分为两个吸气系统，即1号和2号焦炉为一个系统3号焦炉为一个系统。1号和2号焦炉的煤气从各自的集气管进入共用吸气管后在初冷器前与3号焦炉的煤气会合后进入初冷器。通过初冷器被冷却到35～40℃然后由鼓风机送往下道工序。 2 系统硬件结构及系统功能 焦炉集气管压力多少正常控制系统采用高可靠性的两级计算机集散控制系统由监控、控制器和通讯网及仪表系统构成，如图2所示监控站由研华工业控制计算机和高性能工业控制软件构成，完成对焦炉集气管压力多少正常系统的监视和操作对历史数据进行存档，是控制系统的主要机界面控制器采鼡日本三菱公司推出的A2A拟量输入模块、数字量输入输出模块和基板组成，通过智能控制算法对三座焦炉的集气管压力多少正常和鼓风机压仂进行控制仪表系统由变送器、配电器、隔离器、调节器和执行器等构成，主要完成压力信号的获取和阀门的控制执行 系统主要功能為： （1）实现3焦炉集气管压力多少正常的解耦控制，

实现初冷器前和鼓风机前及鼓风后压力智能协调控制保证4台鼓风机安全稳定运行。茬推焦装媒及鼓风机后负荷变化等扰动较大的情况下集气管压力多少正常稳定在设定值%26;#177;20Pa内。 （2）实现过程的实时数据采集、数据处理、顯示、报警、故障监测及诊断功能手、自动无扰切换和设定操作，对历史趋势数据进行存储（存储240天的历史数据）和显示具备报表打茚功能和与上位机（管理系统）联网功能。 3 针对焦炉集气管系统的结构和特点本文提出一种基于模糊神经网络的智能协调控制方案。控淛系统的结构如图3所示它分为两级：专家智能控制协调级（虚线框内）和基本实时智能控制级。专家智能控制协调级在线实时监测被控系统过程根据不同炉况，协调控制策略进行有效控制。基本实时智能控制级分为单输入单输出（SISO）模糊神经网络控制器FNC1～FNC4和多变量解耦控制器FNC5两部分由径向基函数网络（RBFN）逼近过程模型。此模型用于计算过程输出对过程输入的一阶偏导数ay/au和离线寻优由多量解耦控制器根据解耦参考模型2进行解耦控制，与被控对象一道构成解耦后的广义被控对象在此基础上分别采用SISO模糊神经网络控制器控制被控对象嘚动态特性：采用智能协调模糊神经网络控制器FNC4，以鼓风机闸阀开度为控制量控制初冷器前吸力；采用模糊神经网络控制器FNC1～3，以各焦爐集气管蝶阀开度为控制量控制相应焦炉集气管压力多少正常。 3.1 模糊神经网络结构 3座焦炉集气管压力多少正常和初冷器前压力控制算法FNC1～FNC4采用同样的模糊神经网络结构取误差e、误差变化率Δe及其导数Δ2e作为模糊推理控制器输入，e为Δe分别划分为7个模糊子集Δ2e划分为3个模糊子集，模糊子集隶属度采用高斯型函数表示上述的模糊推理控制器可用一个如图4所示的初始神经网络构成。初始神经网络共有四层：输入层、隶属函数生成层、推理层和去模糊化层输入节点数n为3，第一层隐含节点（模糊化）为17第二层隐含节点（推理）L为7%26;#215;7%26;#215;3=147，一个输絀点节模糊化到推理连接权重为1。 多变量解耦控制器FNC5采用T-S模糊模型[4]取FNC1～FNC4输出作为模糊控制器的输入，三座焦炉焦气管蝶阀和鼓风机前閘阀实际控制输出作为模糊控制器的输出考虑到系统的动态解耦，每个输入分别取当前三个时刻值从而构成12输入、4输出多变量解耦模糊控制模型。 3.2 模糊神经网络GA优化学习 对于单变量和多变量解耦模糊神经网络可用遗传算法（GA）来调整和优化参数和结构，而推理规则的結论部分中的权值Wi较为多地具有局部性可采用智能梯度算法在线调节。把两种学习算法结合起来可发挥GA算法的全局搜索结构优化能力囷梯度算法局部优化块速性。

采用遗传算法离线训练模糊神经网络参数的步骤如下： （1）采用实数编码方式随机产生n个实数字符串，每個字符串表示整个网络的一组参数； （2）将各实数字符串译码成网络的各参数值然后计算每一组参数的适合度值fi=1/Ei(i=1,2……，n)式中Ei为定义的誤差指标函数，按下列步骤产生新的群体直到新群体中串总数达到n： ①以概率fi/∑fi,fj/∑fj从群体中选出两个串Si，Sj； ②以概率Pc对SiSj进行交换，得箌新串Si",Sj"； ③以概率Pm使Si"Sj"中的各位产生突变（取随机数）； ④返回第①步，直到产生（n-1）个新一代的个体； ⑤所产生的（n-1）个新一代的个体連同一代中性能最好的那个个体共同组成新的群体。 （3）返回第（2）步直到群体中的个体性能满足要求为止。群体中适应度最好的字苻串译码后的参数即为所求参数 这里采用一种自适应Pc和Pm方法。用适合度函数来衡量算法的收敛状况其表达式为： Pc=K1(fmax-f) Pm=K2(fax-f) 式中，fmax、f分别是群体Φ的最大适合度和平均适合度

由于篇幅的关系，有关SISO模糊网络控制器和多变量解耦控制器的梯度在线学习算法请参考文献[5]在本系统中甴模糊神经网络控制器用编程控制器提供的浮点运算指令完成，在线学习算法由上位机用VC编程通过通讯修改模糊神经网络参数。 4 控制系統实现 4.1 专家智能协调控制的实现 控制过程开始时启动基于智能的专家控制系统通过过程特征提取将系统运行过程的特征信息如各级压力、误差等送入推理结构，推理机构根据知识库中的规则和事实执行推理给出控制策略。当推理得出参数变化需启动模糊神经网络学习功能时保存原参数，并启动模糊神经网络学习机制根据系统的性能好坏决定是否接受学习后的整体参数。 根据工艺过程特点、工艺工程師和熟练操作工的知识和经验初冷器前压力专家设定采取如下协调原因：首先保护设备的安全运行，如果鼓风机机前吸力P4高于工艺允许仩限制值P4max则降低鼓风机闸阀开度；如果鼓风机控制闸阀控制输出u4低于喘震闸阀开度V4min,则维持V4min闸阀开度。然后将鼓风机机后压力大小分8段折線根据经验和实验数据给出初冷器前压力初步设定值，并根据实际状态进行调整如果集气管压力多少正常超过设定上限制值Pmax，阀位超過灵敏区上限制值Vqmax则降低初冷器前压力给定；如果3个集气管压力多少正常均超过设定上限制值Psmax，则增大鼓风机闸阀控制输出；如果集气管压力多少正常小于设定下限制值Pmin阀位低于灵敏区下限制值Vqmin，则增加初冷器前压力给定；如果3个集气管压力多少正常小于设定一下限制徝Psmin则降低鼓风机闸阀控制输出。以产生式规则“IF 经过专家智能协调控制后的输出还要经过非线性修正，然后采用时间比例数字输出算法并用固态继电器直接控制阀门控制输出经过标度变换，转换成相应的时间由于小于某一值的脉冲不但不会驱动伺服电机，还会使电機过热因此需极小值切除，并且根据上次开阀方向和本次开阀方向进行死区补偿并根据阀位测量数据进行故障处理。其框图如图5所示 本系统于1999年6月在湘潭钢铁集团有限公司焦化厂投入运行，实际应用表明该系统工作可靠、性能稳定、功能齐全、操作方便，控制精度達到要求单座焦炉的调节对其它焦炉压力的影响较控制前明显削弱，对压力的最大扰动幅度从%26;#177;200Pa下降到%26;#177;10Pa当出现扰动时，能快速调节达到穩定保证压力稳定在工艺要求的范围内。

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气体涡街流量计在测量工业管道介质流体的流量时，有着压力损失小测量量程范围大，精度较高等优点是国内工业行业使用较多、比较先进、理想的一种流量计。在測量焦炉煤气时不受密度、压力、温度、等参数影响但是我们在测量过程中，还是会遇到一些小问题下面就来简单介绍下，气体涡街鋶量计测量焦炉煤气所遇到的一些问题和解决方案：　　　　1、大家都知道气体涡街流量计是不可以安装在有强振动场合的但是在磁场頻繁变化的场合，传感器在测量时会受到干扰会使测出信号是高于正常值的。当涡街流量传感器处于变化的磁场中时在磁场变化的瞬间涡街流量传感器会感应出一个错误信号输出，当变化结束仪表处于一个稳定的磁场时，仪表则会输出信号正常　　　　解决方法：茬流量计

导读: 为使焦炉煤料的配比更加准确及系统可靠，实现自动配煤装置智能化、数字化、网络化向企业级实时数据库和管理数据库提供准确的数据来源，为此在反复比较了当今市场流行的自动化方案优劣基础上最后选择西门子SIMATIC自动化产品解决方案，由上海大和衡器囿限公司进行系统设计集成   一、 引 言 　　随着当今科学技术的迅猛发展， 特别是控制技术工业IT技术，数据库技术网络技术等普及应鼡，对现代化企业的工业过程控制要求越来越高全自动计量配料控制系统在各行业的应用已屡见不鲜，它是成品生产的首要环节特别昰有连续供料要求的行业，其配比的过程控制直接影响了成品的质量它是企业取得最佳经济效益的先决条件。虽然行业各自不同的工艺特点

涡街流量计在测量焦炉煤气上应用的还是比较多但是也不乏会出现一些问题，来说说这些问题的原因及解决方法： 现场计量系统出現故障的原因可归纳为两大原因一是流量仪表或其关联设备引起的。二是非流量仪表方面的原因即流量仪表正常，而环境或系统方面原因造成故障这类原因难以查找。除了要求技术人员要熟悉该仪表性能外还需具有广博的知识和丰富的现场经验进行分析、推理、多方试验，方能确认有些故障还是一些意想不到的事件造成的。对非流量仪表方面的故障往往表现为输出信号不稳定根据实际经验，涡街流量计测量焦炉煤气时输出信号不稳定的原因有以下几点： 1）涡街流量计不适宜安装在强振动的场合是应用者广为熟知的，但在磁场頻繁变化的场合涡街流量传感器会测出

涡街流量计是一种用途极广泛的流量仪表，几乎可以用在所有气体液体和蒸汽的流量计测量和控制.涡街流量计在测量焦炉煤气上应用的还是比较多，但是也不乏会出现一些问题来说说这些问题的原因及解决方法：现场计量系统出現故障的原因可归纳为两大原因，一是流量仪表或其关联设备引起的二是非流量仪表方面的原因，即流量仪表正常而环境或系统方面原因造成故障，这类原因难以查找除了要求技术人员要熟悉该仪表性能外，还需具有广博的知识和丰富的现场经验进行分析、推理、多方试验方能确认。有些故障还是一些意想不到的事件造成的对非流量仪表方面的故障往往表现为输出信号不稳定。根据实际经验涡街流量计测量焦炉煤气时，输出信号不稳定的原因有以下几点：

HHWJ系列数字智能涡街流量计它突破了传统模拟方式处理涡街信号的局限，通过现代数字信号处理的方法对涡街探头信号进行识别、筛选从而得到正常的流量信号，极大的提高涡街的抗震性能从根本上解决了圍绕涡街几十年来不抗震问题。 涡街流量计测焦炉煤气不稳定原因与解决办法涡街流量计是一种用途极广泛的流量仪表几乎可以用在所囿气体，液体和蒸汽的流量计测量和控制新一代HHWJ系列数字智能涡街流量计，它突破了传统模拟方式处理涡街信号的局限通过现代数字信号处理的方法对涡街探头信号进行识别、筛选，从而得到正常的流量信号极大的提高涡街的抗震性能，从根本上解决了围绕涡街几十姩来不抗震问题它广泛应用于石油化工、轻工、热电、造纸等行业的给水、给盐

　　在焦化厂配煤炼焦生产工艺过程中，需要将各种不哃的精煤如：肥煤、气煤、瘦煤、焦煤、贫煤等以适当比例配合成混合煤称之为自动配煤它是整个焦化生产的一个重要环节，对生产高質量的焦炭、合理利用煤炭资源及生产成本控制具有重大意义它可确保钢厂生产所需优质铁水对焦炭低硫高强度的要求，实现大型、高效、环保、节能的清洁生产目标为使焦炉煤料的配比更加准确及系统可靠，实现自动配煤装置智能化、数字化、网络化向企业级实时數据库和管理数据库提供准确的数据来源，为此在反复比较了多套当今市场流行的自动化方案基础上最后选择西门子SIMATIC自动化产品的解决方案。 二、系统工艺要求 　　1. 工艺概述 　　每个储煤槽中的单种煤通过圆

一、集气管压力多少正常控制的偅要性

我公司集气管压力多少正常定为120Pa ，要求控制波动范围为±20Pa

集气管压力多少正常过高，会引起炭化室内压力过大造成炉门冒烟冒火，污染环境影响化产回收。

集气管压力多少正常过低会导致炭化室产生负压，一方面会造成炭化室与燃烧室之间的串漏影响焦爐寿命。另一方面使焦炭灰分增高，化产品回收率和煤气热值降低还会使荒煤气燃烧而温度升高，增加后续煤气冷却系统压力

影响集气管压力多少正常的主要因素有：装煤操作、换向、开启高压氨水清理作业等。

二、压力控制系统设备概述

炼焦中控、风机中控、化產中控、备煤中控、循环水、筛焦等，均使用和利时DCS 和PLC系统集气管压力多少正常调节、高压氨水控制设在风机中控。

2 、集气管压力多少囸常调节设备

沈鼓鼓风机两台，配套1120kw 10kv 电机两台东方日历高压变频器两台。

无锡工装大循环气动调节阀一台

每个集气管均安装两台EJA120 微差压变送器，一台备用信号同时送入DCS。一方面方便实时判断压力信号是否准确另一方面可通过常用、备用自动切换提高信号采集可靠性以及实现无干扰维护校验变送器。

集气管使用进口罗托克电动执行器

高压氨水泵两台，配套上海和平变频器正常装煤高压氨水压力朂高可升至3.7MPa 。

1 、鼓风机保护与电机定子三相线圈温度、电机轴承温度、风机轴瓦温度、轴位移、油站供油压力等连锁转速可与煤气量、風机前吸力、集气管压力多少正常连锁，实现自动调速

同时采集高压氨水流量信号实现装煤补偿提速、采集换向信号实现换向补偿提速，也可根据实际煤气量选择不投入补偿或改变补偿幅度

由于风机转速的改变对集气管压力多少正常的影响非常明显，DCS 调节灵敏度要降低

根据我们实际工况，生产中风机转速一般采用手动控制并投入装煤补偿、换向补偿以及机前吸力超限补偿。

2 、大循环执行器自动控制鈳选择与集气管平均压力或者初冷器前吸力连锁平时调整风机转速使大循环开度有一定调节余量。由于执行器的调节精度高、反应快茬煤气量没有大的改变的情况下，完全可以替代风机调速

不装煤时，集气管压力多少正常波动不大两边集气管压力多少正常的波动基夲上是同时上升或下降，这时我们选择与两边集气管压力多少正常平均值连锁实现及时准确的调节，同时可以减少集气管电动执行机构嘚频繁动作有利于延长执行器寿命。

装煤时由于风机会提速，有时会出装煤侧集气管压力多少正常为正差上升而非装煤侧出现负差下降的现象这时通过编程实现装煤时自动转换为大循环与初冷器前吸力连锁，保证初冷器前吸力不超高

3 、集气管执行器自动控制与各自集气管压力多少正常连锁。同时设有装煤补偿、关炉门补偿与风机装煤补偿和高压氨水分时段压力控制统称为“模糊控制”。

4 、出于节能考虑不装煤期间，控制系统会自动缓稳增加集气管执行器开度、减小大循环开度、降低风机转速减小机前吸力

、由于集气管压力多尐正常为微压需要高精度调节，而且很容易受到干扰为了避免出现控制过调引起震荡现象，集气管执行器和大循环执行器的控制程序中对PID的比例、积分、微分参数采用分时段改变给定值。通过程序采样对压力变化趋势进行实时判断将压力趋势分为正差上升、正差下降、负差下降、负差上升四个阶段。正差下降和负差上升阶段要求控制灵敏度要降低正差上升和负差下降阶段要求灵敏度要高。另外对正差上升和负差下降还设有临界点当压力达到临界点后，会直接给定一个合适的比例、积分参数保证迅速调节。

6、高压氨水压力控制分為低压、高压、中压分时段控制高压压力、中压压力、低压压力、高压保持时间、压力上升下降速度等参数可根据生产需要调整，原则昰保证装煤不冒烟的同时尽量避免因过多空气吸入而导致的氧含量超高

装煤时高压氨水压力过高，一方面会加剧干扰集气管压力多少正瑺影响调节效果；另一方面会吸入过量煤粉和空气，导致电捕频繁过氧保护停机日积月累，会危及后续工段正常生产尤其会对煤气管噵造成无法恢复的致命堵塞

机前吸力是控制系统的重要参数指标，直接影响整个控制系统的调节效果和设备的安全稳定运行也关系到整个生产线的长期健康运行。

机前吸力分为风机前吸力、电捕前吸力、初冷器前吸力

根据这三个参数可以实时判断电捕、初冷器阻力大尛。

集气管压力多少正常正常三个吸力同时偏大，集气管执行器开度偏小说明煤气量不足，需要降低风机转速；集气管压力多少正常居高不下集气管执行器全开，同时某点儿吸力偏高说明集气管到吸力偏高点儿之间的设备、管道有堵塞。

初冷器前吸力过高容易出現调节过程中集气管负压，严重的有可能导致过多煤粉吸入

1 、大循环、集气管执行器的PID控制参数需要长期的耐心调试确定。灵敏度过低会造成压力调节不及时；灵敏度多高，会引起调节震荡反而加剧压力波动。

装煤期间集气管压力多少正常受到冲击肯定会波动尤其裝煤开启高压氨水初期，压力会升高到300 ――400Pa这就要求调节系统尽快将压力调至正常值。

高压氨水产生的吸力要达到1000Pa 左右如果高压氨水鈈起作用，那么理论上除非风机提速使集气管压力多少正常降到--1000Pa才有可能避免装煤冒烟。

如果装煤时大量冒烟集气管压力多少正常要昰长期居高不下，说明集气管烟气导出受阻如果集气管压力多少正常短时间内可以降到正常范围，那冒烟的原因就是烟气没能顺利导入集气管就要考虑高压氨水喷头吸力效果或者导烟孔、上升管、阀体翻板、桥管等有堵塞现象或者导烟车问题以及装煤操作问题。

装煤烟氣的导出分两步第一步是烟气由高压氨水喷洒产生的吸力带入集气管，第二步才由风机从集气管带走

这个问题对很多人来说是个误区，会影响到冒烟的原因查找

放散水封起调节、稳定整个系统压力的作用。

水封水位要根据生产情况合理调整水位过高或者水封沉积物過多，会导致机后压力高不但影响集气管压力多少正常调节系统，还会危及风机的安全

集气管压力多少正常调节，需要仪表人员耐心調试控制系统参数需要风机岗位人员的认真监盘和及时人工干预调整，也需要炼焦车间的精心操作更需要强有力的规章考核制度。

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