OVATION控制系统在高炉煤气干法除尘项目的应用

冯展国

自动化

OVATION控制系统在高炉煤气干法除尘项目的应用

冯展国

（宝钢工程技术集团有限公司，上海201900）

介绍了爱默生Ovation系统的基本原理，通过Ovation系统在宝钢2500高炉煤气干法除尘项目上的成功应用，实现了高炉煤气的从旧式处理方式到高效环保处理的转换，体现了很好的社会效益和经济效益，并显著提升了TRT设备效率，增加了发电量。

Ovation控制系统；高炉煤气干法除尘；TRT发电。

1 引言

宝钢不锈钢有两座高炉，一座750高炉，一座2500高炉。2500高炉除尘系统于2007年底改造为布袋干法除尘。2500高炉本体控制系统采用美国西屋（Westinghouse）公司的WDPF（含Ⅱ）系统，高炉煤气干法除尘项目中，为保证先进性和兼容性，决定采用西屋公司最新的OVATION集散控制系统，OVATION（前身为WDPF）系统，提供强大的监控能力，在离散控制、逻辑控制、批处理控制等方面表现优异，目前属于艾默生过程控制部门。

该项目创造了两个“第一”，第一个是为宝钢集团内部第一个实施此法改造的项目，第二个第一是宝钢首次自主掌握了艾默生Ovation控制系统的编程及调试。

2 控制系统的构成

2.1 概述

核电站、电厂、冶金高炉等控制场合在控制安全、控制精度、响应速度等方面要求极高，专门从事核电的西屋公司专为此要求设计的的OVATION控制系统，在我国的电厂、冶金高炉中控制系统中都有应用案例。

2.2 硬件配置和架构

干法除尘控制系统配备一对（2个）OCR400控制器，2个控制器互为冗余，一台工程师站（集成有软件服务器），一台操作员站，均为SUN公司的服务器，装有Solaris操作系统,Solaris为SUN公司开发的一种专用UNIX操作系统。本项目冗余CPU柜及操作员站分别放置在高炉操作室的操作大厅和电气室内。远程I/O柜放置在现场的电气室内，共使用34块DI数字量输入卡,53块DO数字量输出卡，9块AI模拟量输入卡，3块AO模拟量输出卡,4块TC热电偶输入卡，布置在四面RIO柜中，并设四面输出继电器柜，这八面柜体并排放置。

2.3 软件系统组成

OVATION DCS的系统软件

工程师服务器：Ovation数据库(Oracle关系数据库)软件，及Ovation应用编程工具：

Point Builder-点生成器

Control Builder-控制生成器

Graphics Builder-画面生成器

I/O Builder-I/O生成器

Security Builder-安全级别生成器

Configuration Tool-组态工具

Report Builder-报表建立器

操作员站：一般不配置控制生成器等组件。性能较工程师站较弱。

OVATION用户接口软件：报警管理软件、趋势显示软件、点信息管理软件、诊断显示软件、综合显示软件、记录用户接口。

2.4 软件编程要点

2.4.1 OVATION中点的定义

为了应对最苛刻的应用，Ovation系统基于对于点的定义比较全面，以模拟量点为例，对于点的属性用1个32位的字来描述如图1。

在点生成器（Point Builder）通过配置点的属性，即可以实现对应物理量的监控、报警等功能。

2.4.2 逻辑的结构、创建和下载

Control Builder需遵循一定的规则，按照规定的架构进行组态编程，其目录中的结构表示如图2。

控制逻辑的创建由Control Builder在Autocad中编写，存储的逻辑图称为SAMA图，当保存一幅SAMA图时，控制信息被存放到Oracle数据库中，同时生成与SAMA图等同的监控画面源文件。可以在AutoCAD中使用图层的概念。如果控制逻辑有错,SAMA图将不能被保存。任意一个CB中用户自定义的点必须是在Point Builder中定义。CB支持几乎每一个AutoCAD功能，但不支持“Erase”、“Undo”功能。不能使用UNIX命令删除SAMA图，必须使用CB中提供的删除功能去删除SAMA图。在Control Builder中的SAMA图名必须取：shxxx.dwg。修改完回路后，使用Control Builder，选择菜单条上的软盘图标，保存.dwg文件(/export/wdpf/rel/data/ cbdata/dropX/*.dwg)，把全部改变的数据库装载到Oracle中，转换.dwg文件，使之成为与GB一致的. src文件(/export/wdpf/rel/data/cbdata/graphic/src/*. src)。使用Control Builder,在菜单条上选择Control====Monitor Graphic====Compile Graphics，编译.src文件，成为.diag文件(/export/wdpf/rel/data/ cbdata/graphic/obj/*.diag)，拷贝.diag文件到Graphics Builder的obj目录(/export/wdpf/rel/data/mmi/diag/ obj/*.diag)。使用Drop Loader,下装数据库到控制器，将下装全部的Oracle数据库的改变到信息控制区。使用Admin Tool,下装图形文件到Ovation站，设置. diag更新文件拷贝到相应的流程图窗口图的路经下(/usr/wdpf/mmi/diag/obj/*.diag)。

3 煤气干法除尘工艺概述和HMI设计

煤气干式除尘项目控制监控的对象包括11个布袋除尘器和一个大灰仓，以及除尘器本体和管道上的的各种阀门，仪表等。根据工艺及功能可划分为六个不同的系统，分别为仪表专业检测系统，脉冲反吹气清灰系统，清堵脉冲阀系统，卸灰、输灰控制系统，大灰仓储灰、卸灰系统，DCS系统。控制系统的控制对象即为各系统所包含的设备。

高炉荒煤气（CO，带有灰尘）从重力除尘器出来后经过降温设备后进入11个布袋除尘器，在每个布袋中煤气通过布袋，留下灰尘。通过的煤气通过减压阀组和脱水器进入净煤气总管。灰尘经过布袋过滤留在布袋除尘器内，也可能附在布袋上。吸附在布袋的灰尘通过清灰装置，使灰尘脱离布袋，以免堵塞布袋，影响除尘效果。11个除尘器中的灰泄到大灰仓内，大灰仓内也有一套相同工作原理的除尘装置。大灰仓可以将灰泄到罐车运走。

高炉煤气干法布袋除尘DCS工控机编程满足除尘过程工艺参数处理和显示、反吹清灰、卸灰操作、过程监视等功能。DCS与高炉值班室DCS联网、显示和下载高炉有关操作参数；主要操作用HMI画面设置如下：

（1）系统工艺流程图监控，对重力除尘器、一二级文式管、减压阀组、TRT、炉顶均压、干法除尘系统做总体监控

（2）干法除尘总览画面1幅（可监控脉冲吹清灰、卸/输灰、荒煤气、净煤气状态）

（3）高炉煤气干湿切换操作画面（用于干法除尘和原湿法除尘切换）

（4）液压系统操作画面

（5）煤气降温系统操作画面，

（6）氮气能介系统，可使用氮气作为脉冲阀系统、阀门系统、氮气炮系统、输灰系统的能介。

（7）除尘器卸/输灰（每个仓设1幅画面可分别操作）；温度/压力/流量及各除尘器出口煤气含尘和净煤气总管含尘显示监视画面；

（8）大灰仓卸灰过程监视画面。

4 改造后对TRT的影响

TRT——高炉煤气余压透平发电装置，是利用高炉冶炼的副产品-高炉炉顶煤气具有的压力能及热能,使煤气通过透平膨胀机做功,将其转化为机械能，再将机械能转化为电能。改造为干法除尘后，净煤气的温度和压力较原有湿法除尘有所提高，TRT的发电量增加。

5 调试过程遇到的问题和对策

5.1 画面汉字显示问题

OVATION为英文界面，未做过汉化处理，程序编制、画面配置完全使用英文。但是HMI画面要给操作工看，作为操作工希望看到汉语，对全英文画面不能接受。还好OVATION支持图画，我们在编制画面是，先把汉字用第三方软件做成图片，再把图片贴到HMI画面上，通过这个方法，完美解决了汉字显示问题。

5.2 本地工作站与远端工作站之间文件传输

Solaris操作系统具备强大的安全素质，但对于使用者的要求较Windows操作系统要高，比如对于文件的拷贝，不能实现粘贴拷贝等操作。软件编程调试中，少不了文件复制传输操作。我们可以通过一个FlashFXP软件来传输文件，但是必须拥有远端工作站之帐号及密码，才可进行传输工作。

执行格式：ftp hostname or ftp ip_address

例：与远端工作站，进行文件传输ftp doc doc

Name(doc:user-输入帐号name):

Password(doc:user-输入密码name):

将远端工作站之文件，拷贝到本地工作站中。ftp＞get file1 file1

将本地工作站之文件，拷贝到远端工作站中。ftp＞put file2 file2

其他常用操作命令还有：

ftp＞ls列出远端工作站目前目录下之所有文件名，

ftp＞help ftp列出文件传输，可使用之任何命令，

ftp＞!ls列出本地工作站，目前目录下之所有文件名。

ftp＞!pwd列出本地工作站，目前所在之工作目录位置。

ftp＞ls列出远端工作站目前目录下之所有文件名。

ftp＞pwd列出远端工作站目前所在之目录位置。

ftp＞cd dir1 dir1更改远端工作站之工作目录位置至之下。

ftp＞mget*.c c将远端工作站中，副文件名.c为之所有文件，拷贝到本地工作站中。

ftp＞mput*.txt txt将本地工作站中，副文件名为.txt之所有文件，拷贝远端工作站中。

ftp＞quit ftp结束工作。

6 结束语

宝钢集团不锈钢公司2500高炉干法除尘的控制系统，在选型过程中，在西门子PLC、施耐德PLC、ABB的控制系统、OVATION系统中反复论证，最后选用了OVATION，控制系统由包头中冶东方设计院进行设备设计，软件编程由宝钢工程技术集团有限公司负责，笔者作为主要编程调试工程师，在短时间内掌握了这套系统，努力工作使得项目顺利投产。经过近7年多以来的良好运行，实现了高炉煤气的从旧式处理方式到高效环保处理的转换，体现了极好的社会效益和经济效益，证明了设计的优良，对集团内其它高炉的改造，提供了示范和借鉴意义。

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4.3 VLAN技术在能动系统局域网中运用后，一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，控制了通信活动，隔离了广播数据顺化了网络管理，便于工作组优化组合，VLAN中的成员只要拥有一个VLAN ID就可以不受物理位置的限制，随意移动工作站的位置；增加了网络的安全性，VLAN交换机就是一道道屏风，只有具备VLAN成员资格的分组数据才能通过，这样能动网络带宽得到充分利用，网络性能大大提高。

4.4 通过部署网络防病毒系统，能动系统局域网的网络应用环境得到了很好的保护，桌面速率达100 Mbps，实现了网络资源共享和管理信息系统中业务功能的正常、快捷运用；同时网络管理人员能够通过反病毒网络控制系统直接了解到整个网络病毒的情况，并迅速做出相应的反应，工作效率显著提高，终端用户的工作环境也得到了良好的净化，感染病毒的机率减少，工作站重装操作系统的次数减少。

4.5 在网络安全中，除了采用技术措施之外，加强网络的安全管理，制定有关规章制度，对于确保网络的安全、可靠地运行起到十分有效的作用。

5 结论

随着能动系统局域网的扩展与完善，针对局域网存在的安全问题，通过优化采取以上一系列安全措施与策略，能动系统局域网达到稳定、安全、经济运行的良好状况，为能源动力中心管理信息化工作创造了基础条件，确保了能动中心局域网高效、经济运行。提高了能动中心办公事务及公文处理的自动化程度；推进各部门之间日常管理工作实现三化（规范化、标准化及电子化）；为能动中心逐步建设成一个现代化、高效益的工厂打下基础；实现管理信息资源的及时交流与共享，提高企业的行政管理水平和工作效率。

[参考文献]

[1]张仕斌，曾派兴.网络安全实用技术[M].北京:人民邮电出版社，2010.

收稿日期：2014-09-11

作者简介：冯展国(19791)，男，毕业于北京科技大学，工学学士，工程师，现从事三电设计工作。

Application of OVATION Control System in Dry Dedusting Project for Blast Furnace Gas

Feng Zhanguo

(Baosteel Engineering&Technology Group Co.,Ltd.,Shanghai 201900,China)

The basic principle of Emerson Ovation system is introduced.Through successful application of the Ovation system in the BFG dry dust removal project of Baosteel’s 2500m3 blast furnace,the outdated BF gas treatment process was transformed to an efficient and environmental-friendly treatment mode,which has achieved good social and economic benefits,significantly improved the efficiency of TRT equipment and increased power generation.

Ovation control system;BFG dry dedusting project;TRT generation.

TP27

B

1006-6764（2015）01-0057-04

2014-10-20

吴迎春（1976-）,女，工程师，大学本科学历，现从事计算机及网络管理工作。