霍尼韦尔的ExperionPKS在钢铁行业中的应用

时间:2019-07-28 10:53       来源: 正直新闻网
1.1摘要:本系统设计范围是对普带钢分公司普带钢厂第一步实施各机组进行能源数据采集、能源消耗管理及统计分析。第一步实施的机组包括:罩式退火炉、普带钢热带退火酸洗机组、混酸再生站、碳钢连续式酸洗机组、盐酸再生站,煤气站等。

普带钢能介计量系统主要采集的介质包括:电、石油气、氮气、氩气、氨气、煤气、压缩空气、工业水、预脱盐水、纯水、排放废水、废酸等。

1.1关鍵词:霍尼韦尔,Experion PKS,冶金行业应用

1.2设备选型

1.3.1数据采集子系统

普带钢项目机组多,能源介质多,模拟量点最终将超过600点,而且主要为流量测量,为保证计量信号的可靠性和正确性,以及系统编程、维护方便,数据采集子系统采用DCS系统(PKS200)。结合本工程具体情况,该系统除了一般DCS系统的优点外,另有两大优点适合我们:

流量计算方便准确

PKS系统组态软件的标准算法库可非常方便地对各种气体、煤气流量测量的温度、压力补偿。

除了标准算法库之外,PKS集散控制系统还支持特殊的算法块库,并分别有各自的许可证,如AGA 流量计算。

AGA 流量计算算法库提供规格化的气体流量计算方法,基于环境温度、压力、和气体组分等,如:

石油气孔板测量

气体涡轮流量测量

双通道超声波仪表气体测量

燃料气体能量检测计算

当系统许可证有效运后,运行的流量仪表可以用这些特殊的功能块组态下装,方便准确的进行流量测量。

系统允许在线分析仪或离线分析仪提供气体组分数据到运算的算法中,用以校正由于气体组分变化而带来的测量误差。

软件在线修改

由于各个机组能介参数的分布很分散,完整的一套能介计量系统中设置了各个远程I/O站,因而系统应用软件现场调试和组态修改调整也将按各个机组、各远程站分别进行,因此,应用系统软件必须能在线局部修改下载,并保证一套系统中每一个远程站在进行调试和软件局部改动时,不会相互影响,特别是不去影响已调试好的远程站,不影响整个系统的正常运行。

PKS不论该系统是在线或离线均能对该系统的组态进行修改,并可在线下载。系统内增加或变换一个测点,不必重新编译整个系统的程序。在线修改或下装时,不影响没被改动的部分,也不影响系统的正常运行,在软件修改后在线下载改动部分时,也不会产生整个系统正常运行部分的短时中断。

另外,该系统在我公司1100、1120计量站已投入使用。

1.3.2测量仪表

不同介质采用不同测量仪表

工业水、生活水、循环水采用超声波流量计

脱盐水、预盐水、含油废水采用电磁流量计

各类碱、酸性废水采用耐腐蚀超声波流量计

石油气、氮气、氩气、压缩空气采用孔板流量计

煤气采用涡轮流量计

2 能源介质计量系统

2.1系统概况

普带钢厂能介计量系统主要包括数据采集子系统,数据采集子系统对普带钢厂各机组的能介分类消耗进行实时监测,并将采集到的实时数据进行显示和短期存档。

能耗分析子系统通过OPC方式实现与数据采集子系统的通讯,首先接收各机组的能源消耗数据,然后对采集的数据进行汇总统计和按需求进行相关计算和分析,自动生成能源报表;根据历史数据制定下一周期能介消耗指标,并进行对标分析。

能耗分析子系统同时实现了与产销系统L3的数据通讯,不仅从L3生产子系统获取各钢卷的生产信息,而且向L3能源子系统发送各机组的能耗信息、单卷消耗信息,达到了数据共享的作用。

2.2系统构架

本系统采用三级网络结构的形式,数据采集系统主要采用Control Net总线结构。现场测量仪表接口方式为I/O,就近接入主站或现场远程 I/O站内,由DCS进行流量累计和温压补正。变电所的电量以通信方式从电度表中获取,并通过通信处理器后与L1通信,将电量信号传给L1。L2系统和L1系统采用的是OPC接口方式。L2和L3的接口为标准的以太网通讯接口。

2.2.1数据采集子系统

数据采集子系统采用PKS(DCS)系统,系统由控制单元、数据通讯系统、I/O单元和人机接口组成,通过开放的冗余通讯网络进行通讯。

由于现场各计量检测点非常分散,遍布厂区各作业线,所以系统采用远程I/O站的方式,实现快速、高精度的信号采集、集中监视管理,对用户能耗情况一目了然。

系统共设置2台操作站。其中1台操作站兼工程师站。2台操作站放置在普带钢计算机楼能源计量系统机房的操作台上,另外配1台打印机。

系统设置1个主控制站,主控制站的设备集中安装在控制机柜中。控制机柜布置在普带钢计算机楼能源计量系统操作室(机房)中。

考虑各现场测量点的分布情况,系统设置4个远程I/O站。1#站设在罩式炉区域; 2#站设在碳钢酸洗电气室;3#站设在减温减压站控制室,4#站设在热带退火酸洗出口电气室;。将现场位置比较靠近的分散在各处的测点相对集中的接入主站或附近的远程I/O站。

系统设备之间通过开放、冗余通讯网络连接,远距离的传输采用光纤。

在22kV变电所中各输出馈线设置有电度表,电度表通过RS485方式与电量数据采集装置通讯,电量数据采集装置将采集到的电量信息通过MODBUS总线接口与PKS DCS系统进行通讯。

2.2.2能耗分析子系统

能介计量站L2系统由一台数据库应用服务器、一台管理机及一台打印机构成。上述设备分别安装在普带钢计算机楼二楼L2机房和操作室内。

能介计量站L2系统的所有设备都连接在计量站的交换机上,数据库另配一块网卡接入普带钢L2的交换机上。整个L2系统的连接采用屏蔽双绞线。

系统架构如下图所示:

2.2.3部分采集量参数

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