程 帥，徐 才

（1.鄒平伊文華源金屬科技有限公司，山東 鄒平 256200；2.山東魏橋鋁電有限公司，山東 鄒平 256200）

引風(fēng)機(jī)在氧化鋁焙燒爐工藝系統(tǒng)中主要功能是為工藝系統(tǒng)提供穩(wěn)定的負(fù)壓，確保系統(tǒng)暢通，物料懸浮而滿足工藝生產(chǎn)要求，在焙燒系統(tǒng)中是非常重要的單一設(shè)備，為確保各部分安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)計(jì)了電機(jī)軸承、風(fēng)機(jī)軸承、電機(jī)定子等溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)，為監(jiān)測(cè)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供依據(jù)的同時(shí)根據(jù)設(shè)備性能參數(shù)，確定了溫度的安全聯(lián)鎖保護(hù)，以保證設(shè)備安全。本文重點(diǎn)從溫度安全聯(lián)鎖處著手，討論在現(xiàn)有聯(lián)鎖保護(hù)的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，減小檢測(cè)信號(hào)故障異常，引起重要設(shè)備的誤動(dòng)作的幾率，給生產(chǎn)穩(wěn)定提供保障[1]。

1 引風(fēng)機(jī)溫度聯(lián)鎖現(xiàn)狀分析

引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)兩個(gè)軸承溫度、電機(jī)的三個(gè)定子溫度通過PT100熱電阻檢測(cè)信號(hào)傳輸至和利時(shí)DCS控制系統(tǒng)中，（在DCS控制系統(tǒng)中，對(duì)各類開關(guān)量、模擬量信號(hào)進(jìn)行綜合分析處理后完成對(duì)引風(fēng)機(jī)電機(jī)的啟停的控制，簡(jiǎn)稱為風(fēng)機(jī)的主控制程序），DCS將采集到的溫度信號(hào)直接與控制算法中設(shè)定的溫度保護(hù)定值進(jìn)行比較，如果數(shù)值大于保護(hù)定值，將延時(shí)3秒輸出信號(hào)至風(fēng)機(jī)主控制程序，觸發(fā)停止信號(hào)發(fā)出，聯(lián)鎖風(fēng)機(jī)停車[2]。

現(xiàn)場(chǎng)采用測(cè)溫元件為PT100熱電阻，根據(jù)其檢測(cè)原理，當(dāng)PT100熱電阻自身出現(xiàn)故障或是信號(hào)回路中出現(xiàn)故障時(shí)，其輸出信號(hào)將出現(xiàn)大幅度跳變波動(dòng)，在DCS系統(tǒng)畫面上表現(xiàn)為溫度突然上升或下降的假信號(hào)，從而導(dǎo)致聯(lián)鎖停風(fēng)機(jī)。本文重點(diǎn)為消除這種假信號(hào)動(dòng)作設(shè)計(jì)一套安全連鎖方案，其實(shí)現(xiàn)方法為在DCS控制算法中增加速率報(bào)警模塊，當(dāng)出現(xiàn)假信號(hào)時(shí)速率報(bào)警模塊首先輸出報(bào)警信號(hào)，并在DCS圖形上同步提示，此報(bào)警將持續(xù)一段設(shè)定時(shí)間后輸出信號(hào)聯(lián)鎖引風(fēng)機(jī)停車，而當(dāng)溫度正常上升超過保護(hù)定值時(shí)，速率模塊將直接輸出信號(hào)聯(lián)鎖引風(fēng)機(jī)停車[3]。該方案能夠提醒監(jiān)盤操作人員及時(shí)發(fā)異常問題的同時(shí)也能提供充足的時(shí)間，等待檢修人員故障搶修，對(duì)溫度信號(hào)的“真假”進(jìn)行了判斷，在此方面減少了誤動(dòng)的幾率。

2 設(shè)計(jì)方案實(shí)施難點(diǎn)

現(xiàn)有的焙燒爐的集散控制系統(tǒng)，采用北京和利時(shí)公司的MACSV系統(tǒng)，在控制算法中有集成的速率模塊，但模塊內(nèi)部變量速率上限、超速周期數(shù)、持續(xù)周期數(shù)等賦值不容易確定，需根據(jù)工藝要求及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和程序運(yùn)算周期等共同確定。

3 設(shè)計(jì)方案的具體實(shí)施

本文以和利時(shí)MACSV1.1.0系統(tǒng)為例，在X#焙燒爐控制系統(tǒng)的10#站POU控制器算法方案頁，子程序“MAIN”中修改原P17引風(fēng)機(jī)主程序。在圖形組態(tài)“Main”畫面中添加一個(gè)溫度報(bào)警顯示點(diǎn)，并在數(shù)據(jù)庫中對(duì)該點(diǎn)添加語音報(bào)警功能，以方便引風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。顯示按鈕平時(shí)都是隱藏的，若按鈕顯示，并有語音報(bào)警輸出，則證明P17引風(fēng)機(jī)溫度出現(xiàn)異常，導(dǎo)致頁面報(bào)警，需要對(duì)溫度點(diǎn)進(jìn)行檢查。由于在改變引風(fēng)機(jī)主程序后，需要對(duì)引風(fēng)機(jī)溫度連鎖點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證程序是否正常運(yùn)行，所以技改工作盡量選擇在停車情況下進(jìn)行。

3.1 實(shí)施步驟

（1）將原算法進(jìn)行備份保存，以方便出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)恢復(fù)（特別注意）。

（2）在數(shù)據(jù)庫總控中找到DM備用內(nèi)部開關(guān)量點(diǎn)做頁面顯示點(diǎn)及語音報(bào)警點(diǎn)。

①從“開始”—“程序”—“數(shù)據(jù)庫總控”。②選擇工程“USER”輸入“用戶名＊＊＊＊＊密碼＊＊＊＊＊”確定。③在數(shù)據(jù)庫總控中選擇“DM內(nèi)部開關(guān)量點(diǎn)”確定進(jìn)入。④在10#站的DM內(nèi)部開關(guān)量點(diǎn)中，有BY_BOOL1到BY_BOOL40均為備用內(nèi)部開關(guān)量點(diǎn)中。為方便起見，我們依照順序用BY_BOOL33。⑤在DM點(diǎn)BY_BOOL33的“報(bào)警屬性”對(duì)話框中選擇“0→1時(shí)報(bào)警”，在“操作記錄”中選擇“記錄報(bào)警并發(fā)聲”。⑥更新校驗(yàn)數(shù)據(jù)庫。⑦在數(shù)據(jù)庫總控中對(duì)7#爐工程“WQLY”依次進(jìn)行“基本編譯”、“聯(lián)編”、“生成全部下裝文件”等操作。⑧關(guān)閉數(shù)據(jù)庫。

3.2 修改控制器算法

（1）打開控制器算法組態(tài)后，找到表示引風(fēng)機(jī)連鎖的控制算法，修改程序功能塊，如圖所示：

圖1 修改后控制器的功能模塊示意圖

注釋：P_TE307為引風(fēng)機(jī)軸承溫度點(diǎn)，BY_bool33為引風(fēng)機(jī)溫度頁面顯示報(bào)警點(diǎn)，BY_bool6為引風(fēng)機(jī)溫度連鎖投切點(diǎn)，P17STOP為緊急停車按鈕，P17_tiaozha為引風(fēng)機(jī)連鎖停車輸出點(diǎn)，HSALM_RT為速率報(bào)警功能塊，TON為延時(shí)功能塊。

（2）其中在命名速率報(bào)警功能塊時(shí)，需對(duì)其進(jìn)行必要賦值，如圖：

圖2 對(duì)速率報(bào)警功能模塊進(jìn)行賦值步驟圖

在必要賦值點(diǎn)里：HL：=10是代表在LC個(gè)運(yùn)算周期內(nèi)溫度變化超過10度，是報(bào)警條件。LC：=4是指滿足報(bào)警條件HL后的第LC+1個(gè)周期比第1個(gè)周期數(shù)值變化HL，則功能塊報(bào)警輸出。在DCS里，系統(tǒng)默認(rèn)運(yùn)算周期為250ms，所以，當(dāng)LC=4、HL=10的意思是在1秒內(nèi)，溫度變化了10℃，系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警。AP：=1000是代表在報(bào)警持續(xù)1000個(gè)運(yùn)算周期后，功能塊報(bào)警消除。

其中HL，LC，AP設(shè)定值根據(jù)工藝要求及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及程序運(yùn)算周期等方面共同確定。

（3）當(dāng)溫度緩慢變化超過90℃時(shí)，報(bào)警功能塊不進(jìn)行輸出，引風(fēng)機(jī)在連鎖程序下，延時(shí)10秒鐘停車。

（4）同理，引風(fēng)機(jī)的另一個(gè)軸承溫度和三個(gè)定子溫度均按以上方案依次進(jìn)行修改，軸承溫度報(bào)警設(shè)置為90℃，定子報(bào)警溫度設(shè)置為120℃，合并程序中的重復(fù)項(xiàng)，總程序如圖：

程序中：P_TE307、P_TE308為引風(fēng)機(jī)軸承溫度點(diǎn)，P_TE309、P_TE310、P_TE311均為引風(fēng)機(jī)定子溫度點(diǎn)。

3.3 修改圖形組態(tài)

（1）找一空白且醒目處添加一個(gè)圖形，并定義圖形文字為“P17溫度報(bào)警”為便于監(jiān)測(cè)到報(bào)警輸出，可將文字顏色設(shè)置為紅色。

（2）選中圖形，單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“動(dòng)態(tài)特性”選項(xiàng)。在彈出對(duì)話框中選擇“顯示/隱藏”及“閃爍”項(xiàng)進(jìn)行修改，在根據(jù)“顯示/隱藏”條件、“閃爍”條件修改完成后，點(diǎn)擊確定。

（3）點(diǎn)擊保存，并退出圖形組態(tài)。

圖3 報(bào)警功能模塊的總程序圖

3.4 下裝

（1）下裝服務(wù)器

①選擇備用服務(wù)器進(jìn)行下裝并注銷服務(wù)器。②備用服務(wù)器啟動(dòng)完成后，運(yùn)行服務(wù)器程序，查看有無異常信息，運(yùn)行服務(wù)器軟件10分鐘左右，看系統(tǒng)記錄是否正常。③確認(rèn)備用服務(wù)器正常后，登陸工程師，對(duì)服務(wù)器進(jìn)行切換，查看服務(wù)器切換后運(yùn)行是否正常，系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示是否正常。觀察一段時(shí)間，確定無異常后，在控制柜上將P17引風(fēng)機(jī)溫度連鎖點(diǎn)拆下，查看程序有沒有輸出，頁面報(bào)警是否正常。④等程序輸出運(yùn)行正常后，按步驟下裝另一服務(wù)器。

（2）下裝操作員站。

3.5 錄制語音報(bào)警文件

（1）打開語音合成軟件，在語音編輯文檔中輸入“7#焙燒爐引風(fēng)機(jī)溫度異常”，在軟件中選擇“開始合成”，在軟件的“文件”菜單中選擇“導(dǎo)出聲音文件”，給文件命名后保存在桌面上。

（2）選擇保存的語音文件，復(fù)制到D盤“操作員站安裝”文件夾的根目錄下即可。

4 結(jié)語

通過對(duì)引風(fēng)機(jī)溫度聯(lián)鎖的改進(jìn)，對(duì)原工程單位編寫的DCS初始設(shè)計(jì)程序進(jìn)行了優(yōu)化完善，降低了安全聯(lián)鎖的誤動(dòng)概率，減少焙燒爐工藝系統(tǒng)因風(fēng)機(jī)系統(tǒng)保護(hù)誤動(dòng)作而導(dǎo)致的非計(jì)劃停爐事故。同時(shí)，該DCS控制算法功能優(yōu)化方法可以在其他安全聯(lián)鎖中進(jìn)行充分試驗(yàn)調(diào)試后進(jìn)行推廣使用。

實(shí)現(xiàn)此類功能優(yōu)化的設(shè)計(jì)，需要DCS系統(tǒng)管理單位技術(shù)人員對(duì)工藝控制流程和原理充分的掌握、對(duì)安全聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)的原理進(jìn)行掌握，有打破固有思想的理念和質(zhì)疑的工作態(tài)度，不迷信原始設(shè)計(jì)，在工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)依據(jù)自身需求進(jìn)行完善。