　　山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨風(fēng)機、羅茨鼓風(fēng)機等機械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機、水冷羅茨鼓風(fēng)機、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機、低噪音羅茨鼓風(fēng)機，贏得了市場好評和認可。此類產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于電力、污水處理、環(huán)保、化工、鋼鐵、建材、農(nóng)藥、制藥等行業(yè)。產(chǎn)品和服務(wù)遠銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。

　　羅茨鼓風(fēng)機是焦化廠的心臟，現(xiàn)我廠冷鼓工段的DCS系統(tǒng)存在以下缺點：其一，原DCS系統(tǒng)為四川川儀的FCS-2000系統(tǒng)，生產(chǎn)使用7年設(shè)備老化，各設(shè)備儀表數(shù)據(jù)反應(yīng)慢，系統(tǒng)經(jīng)常導(dǎo)致風(fēng)機停車。其二，原DCS系統(tǒng)落后，儀表數(shù)據(jù)無法再滿足生產(chǎn)要求。其三，原硬件已經(jīng)停止生產(chǎn)，設(shè)備備品周期長，系統(tǒng)的維護成本較高且維護存在滯后性。結(jié)合我廠的實際情況，為保證安全生產(chǎn)和環(huán)保的要求，以及化產(chǎn)和甲醇工藝生產(chǎn)的連續(xù)性，為進一步實現(xiàn)安全指標(biāo)和經(jīng)濟效益，故對冷羅茨風(fēng)機的DCS系統(tǒng)進行開發(fā)和研究。結(jié)合實際情況，對原有的DCS系統(tǒng)進行分析后，不能有效滿足安全要求，根據(jù)工藝要求，結(jié)合浙大中控的JX-300XP系統(tǒng)進行分析和研究后，可全面滿足我廠冷鼓工段技術(shù)研究后的全部要求?，F(xiàn)我車間對浙大中控的JX-300XP系統(tǒng)的硬件和組態(tài)軟件有初步的認識。

　　2.DCS系統(tǒng)的功能簡介

　　山西焦煤集團五麟公司焦化一廠共有羅茨鼓風(fēng)機2臺，為了提高生產(chǎn)過程自動化控制水平，更好地控制運行參數(shù)，我們配備了DCS控制系統(tǒng)。鑒于運行速度需滿足工藝要求，完成諸如實時數(shù)據(jù)顯示、報警、回路調(diào)節(jié)、設(shè)備的啟停、聯(lián)鎖、解鎖、事故追憶、歷史值的查閱等功能。我們選用了選用相對國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先、功能完善的浙大中控股份有限公司集散控制系統(tǒng)。根據(jù)生產(chǎn)需要，我們配備了三個操作員站，一個工程師站，兩個控制站；通過SCNET網(wǎng)和SBUS網(wǎng)互相連接。為了加強系統(tǒng)運行的安全性，均采用了冗余控制。主控卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、外配24VDC電源、網(wǎng)絡(luò)交換機等都采用了冗余控制，當(dāng)一路出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)能自動切換，保證系統(tǒng)的正常運行。工程師站的主要作用是完成軟件組態(tài)及對各站數(shù)據(jù)庫、報表、圖形、歷史庫的下裝，I/O站完成現(xiàn)場信號采集及控制功能，操作員站完成現(xiàn)場監(jiān)視，包括報警、工藝流程顯示、控制操作參數(shù)修改（如PID參數(shù)修改）、趨勢顯示、統(tǒng)計等功能。系統(tǒng)中所有電機開停均由DCS操作，為了及時處理緊急情況，在操作臺上安裝了緊急停車按鈕，這樣可實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的多重保護，將事故的可能性降至最低。

　　3.DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示功能

　　3.1數(shù)據(jù)、流程圖顯示畫面

　　流程圖主要包括：

　　根據(jù)工藝要求將系統(tǒng)的工藝流程在DCS系統(tǒng)操作員站屏幕上形象逼真地反映出來，將所有能動的設(shè)備在運行時，讓其產(chǎn)生動態(tài)，使操作人員易于識別哪些設(shè)備運行，哪些設(shè)備停止，如風(fēng)機運行時，風(fēng)機由綠色變成紅色，并運用隱藏顯示功能，便可轉(zhuǎn)動。所有調(diào)節(jié)閥隨閥門開度變化而產(chǎn)生閥位的變化，液位亦隨實際液位實時變化。DCS對采集到的數(shù)據(jù)進行實時保存，操作人員可在趨勢一覽里查詢需要的參數(shù)?？梢詼?zhǔn)確地反映當(dāng)時的工況，趨勢保存時間與操作站電腦硬盤的容量有關(guān)。較以前的二次表顯示體現(xiàn)出很大的優(yōu)勢。

　　3.2操作畫面

　　系統(tǒng)組態(tài)提供了初冷器畫面、羅茨鼓風(fēng)機畫面、DI/DO等畫面。

　?。?）初冷器畫面

　　包括入初冷器ABC煤氣壓力初冷器ABC入水溫度初冷器ABC出水溫度電捕焦油器AB壓力溫度等參數(shù)顯示，電捕焦油器運行狀態(tài)。

　?。?）羅茨鼓風(fēng)機畫面

　　包括羅茨鼓風(fēng)機AB軸承溫度、軸位移、潤滑油油溫高溫油箱液位等參數(shù)顯示；油泵連鎖系統(tǒng)運行情況：是否啟動電加熱器；羅茨鼓風(fēng)機連鎖系統(tǒng)運行情況；羅茨鼓風(fēng)機停車原因顯示，其系統(tǒng)狀態(tài)圖如圖3-1所示。

　　（3）DI/DO畫面

　　變頻器AB運行狀態(tài)：準(zhǔn)備好、運行、故障、報警；羅茨鼓風(fēng)機變頻狀態(tài)：自動/手動；焦?fàn)t集氣管壓力閥位給定信號和反饋信號；風(fēng)機油泵運行狀態(tài)；急停按鈕、循環(huán)氨水泵急停、剩余氨水泵急停、上段冷凝泵急停、下段冷凝泵急停。

　　4.DCS組態(tài)

　　4.1設(shè)備啟停組態(tài) 一般現(xiàn)場設(shè)備的啟停都是依靠圖形編程來完成，是集散控制系統(tǒng)（DCS）的一種運用，在組態(tài)時，需要結(jié)合考慮包括設(shè)備功率、控制原理等現(xiàn)場設(shè)備的因素。根據(jù)電機設(shè)備的功率，又可以分為以下兩種情況：①大功率電機根據(jù)設(shè)計資料，為了滿足其信號開出端的子版繼電器對電流的承受需求，可以通過加入受DCS系統(tǒng)控制的繼電器（位于I/O開出端子板）來實現(xiàn)。②電機功率相對較小時，可以利用I/O開出端繼電器完成控制，無需加入其他設(shè)備即可直接控制。

　　4.2系統(tǒng)連鎖功能本系統(tǒng)所有連鎖開關(guān)都采用自定義一字節(jié)軟開關(guān)來實現(xiàn)，可以在畫面上手動切除與投入。油泵系統(tǒng)連鎖運行時，當(dāng)油壓低時，自動啟動輔助油泵。連鎖切除時，主油泵和輔助油泵可隨意啟停。羅茨鼓風(fēng)機連鎖系統(tǒng)運行時，油溫、油壓、軸位移范圍時自動停車，解除連鎖時，羅茨風(fēng)機運行與連鎖調(diào)節(jié)無關(guān)，一般用于儀表故障檢修時使用。具體而言，其優(yōu)勢表現(xiàn)在以下幾個方面：首先，參與風(fēng)機調(diào)速的各信號采用雙卡控制，運行卡件和備用卡件自動切換，實現(xiàn)了由于卡件原因，而導(dǎo)致風(fēng)機停車和降速的故障；其次，支持組態(tài)的在線下載，數(shù)據(jù)的修改和維護比較方便；同時，由于采用雙網(wǎng)、雙模光纖傳輸儀表數(shù)據(jù)，各儀表數(shù)據(jù)傳輸快，滿足生產(chǎn)調(diào)節(jié)要求。

　　5.結(jié)束語

　　本系統(tǒng)運行穩(wěn)定，安全性高，操控靈敏；至2010年投入運行以來，沒有出現(xiàn)過軟件及硬件上的問題，這使得操作工人的工作強度大大減少，同時有效提升了工作效率，降低了能源的利用和污染。初步估算，由DCS系統(tǒng)所帶來有效降低投資約50萬元。實踐也證明，相比以前的二次表常規(guī)控制，DCS系統(tǒng)在焦?fàn)t壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)上節(jié)約了大量的人力和資金投入，在今后的發(fā)展中有著非常廣泛的應(yīng)用前景。

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　　山東省章丘市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)

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羅茨鼓風(fēng)機pid：基于臨界比例度法的羅茨風(fēng)機PID整定

　　【摘要】：某化工項目中熱解爐在正常運行過程中負壓需保持穩(wěn)定。在此采用臨界比例度法在PLC調(diào)節(jié)器中直接進行羅茨風(fēng)機PID參數(shù)的初步整定、計算出整定參數(shù),然后根據(jù)實際調(diào)節(jié)情況進行參數(shù)的進一步調(diào)整,確定最終的整定值。熱解爐進料和噴嘴清洗的實際工況運行,證明了調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)性能好,熱解爐的負壓穩(wěn)定性好,滿足了工藝要求。該整定方法具有快速性、直觀性和適應(yīng)強的特點。該文對于工藝設(shè)備可進行多次試驗和允許臨界振蕩工況的系統(tǒng)具有良好的工程實踐和借鑒意義。

羅茨鼓風(fēng)機pid：生化池羅茨風(fēng)機鼓風(fēng)曝氣變頻調(diào)速的PID控制節(jié)能途徑

　　原標(biāo)題：生化池羅茨風(fēng)機鼓風(fēng)曝氣變頻調(diào)速的PID控制節(jié)能途徑

　　山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機、羅茨風(fēng)機、回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機等機械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機、水冷羅茨鼓風(fēng)機、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機、低噪音羅茨鼓風(fēng)機，贏得了市場好評和認可。產(chǎn)品和服務(wù)遠銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。

　　羅茨鼓風(fēng)機曝氣系統(tǒng)的電耗一般占污水處理系統(tǒng)電耗的40%～60%，是污水處理節(jié)能的關(guān)鍵。最根本的節(jié)能措施是提高曝氣控制效率，降低氧的浪費，減小風(fēng)量。最顯著的節(jié)能方法是羅茨鼓風(fēng)機氣量控制節(jié)能，即供氣供氧設(shè)備采用羅茨鼓風(fēng)機變頻控制，在PID自動控制下直到溶解氧（DO）濃度穩(wěn)定在設(shè)定值，可解決兩方面問題：第一，溶解氧濃度太低污水不能達標(biāo)；第二，溶解氧濃度太高，不僅浪費電能還可能使活性污泥上浮使出水也不能達標(biāo)。根據(jù)鼓風(fēng)曝氣變頻調(diào)速PID控制系統(tǒng)應(yīng)用在桂林市排水工程管理處北沖污水處理廠污水處理工藝中的良好效果，分析了其系統(tǒng)的控制，對提高污水處理的節(jié)能和穩(wěn)定性有一定的實用性。

　　1 工程概況1.1 自控概況北沖污水處理廠坐落于桂林市西北面，2003年8月開始擴建，新廠區(qū)占地面積38畝，于2005年4月開始試運行，設(shè)計日處理能力為3萬t，目前實際進廠污水量為2.5萬t/日，均達標(biāo)處理，其進水以生活污水為主。采用A2/O活性污泥法處理工藝，出水水質(zhì)達到GB 18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級B類標(biāo)準(zhǔn)。廠內(nèi)自動化控制系統(tǒng)由就地控制層、現(xiàn)場PLC控制層和中央監(jiān)控層組成；控制網(wǎng)絡(luò)為監(jiān)控通信光纖工業(yè)以太網(wǎng)。PLC控制系統(tǒng)采用西門子SIMETIC S7-300系列可編程控制系統(tǒng)。各現(xiàn)場控制站分布在各工藝段，與中控室監(jiān)控計算機通過工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)通信和數(shù)據(jù)傳輸。中心控制室對污水處理工藝參數(shù)采集、顯示、修改、設(shè)置和管理，對廠區(qū)內(nèi)被控設(shè)備運行狀態(tài)檢測、顯示，中控室監(jiān)控計算機通過工業(yè)以太網(wǎng)，與各現(xiàn)場PLC控制站交換數(shù)據(jù)、采集信息，遙控和管理各現(xiàn)場PLC控制站內(nèi)的機電設(shè)備，并按工藝要求實現(xiàn)對其控制。操作人員可在中心控制室完成集中監(jiān)控、報警處理、事件處理、報表打印、設(shè)備運行能耗管理、單位水量處理成本等工作，實時監(jiān)視、控制整個污水處理工藝流程的運行工況。1.2 污水處理工藝及工藝流程圖北沖污水處理廠采用A2/O活性污泥法處理工藝，具有除磷脫氮功能，采用微孔鼓風(fēng)曝氣，安裝有高度自動化控制系統(tǒng)及各類檢測設(shè)備和儀表，剩余污泥采用離心脫水干化后外運，尾水消毒采用紫外消毒工藝，同時建設(shè)有強化除磷加藥車間用于穩(wěn)定除磷效果，處理后的出水排入江體。

　　2 A2/O生化池鼓風(fēng)曝氣變頻調(diào)速PID控制系統(tǒng)2.1 系統(tǒng)功能北沖污水處理廠A2/O生化池鼓風(fēng)曝氣變頻PID控制系統(tǒng)設(shè)計考慮如下兩點：第一，曝氣池所需風(fēng)量的變化與水質(zhì)和水量相關(guān)，而水質(zhì)和水量有一定規(guī)律，變化較小，而且A2/O工藝的曝氣池水位基本上保持不變。因為送風(fēng)管壓力變化較小，羅茨風(fēng)機具有恒轉(zhuǎn)矩輸出的特性，流量和轉(zhuǎn)速成正比例的關(guān)系，軸功率和轉(zhuǎn)速也成正比例關(guān)系，與離心風(fēng)機相比較在控制上更容易把握，所以選用節(jié)能、靈活的帶變頻調(diào)速的羅茨鼓風(fēng)機。第二，用變頻器改變交流電機的轉(zhuǎn)速方式控制羅茨風(fēng)機流量，大幅度減少了用管道調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)空氣流量的機械方式所造成的能量損耗，不會產(chǎn)生附加壓力損失，調(diào)節(jié)風(fēng)量范圍0%～100%，調(diào)節(jié)范圍寬，處于低負荷下運行，可延長設(shè)備使用壽命，節(jié)能效果顯著。第三，鼓風(fēng)曝氣是一種閉環(huán)調(diào)節(jié)的自動控制模式，根據(jù)溶解氧的偏差來調(diào)整鼓風(fēng)機流量，這種模式可以實現(xiàn)關(guān)于水質(zhì)、水量的最優(yōu)控制，曝氣效果最佳，節(jié)能的效果最顯著。2.2 系統(tǒng)構(gòu)成控制系統(tǒng)由以下設(shè)備構(gòu)成：主送風(fēng)管路裝設(shè)空氣流量計、壓力計、信號上傳至曝氣系統(tǒng)的控制裝置。曝氣池上根據(jù)氧的理論分布安裝溶解氧檢測儀，信號上傳至曝氣系統(tǒng)的控制裝置。每臺鼓風(fēng)機配備一套無速度反饋的U/f可調(diào)的變頻器，變頻器具備PI調(diào)節(jié)功能模塊，反饋控制信號可下傳至變頻器。曝氣系統(tǒng)的控制裝置采用PLC（可編程邏輯控制器）和相應(yīng)的HMI（人機界面），PLC具有PID操作指令，并配有全面、安全的輸入輸出接口，信號通過現(xiàn)場站PLC的模塊進行采集后，通過全廠光纖網(wǎng)絡(luò)送至中心控制室，中心控制室通過工業(yè)以太網(wǎng)對現(xiàn)場PLC控制站采集到的信號數(shù)據(jù)，生成工藝監(jiān)控實時畫面，作為人機操作界面，供操作管理人員實時監(jiān)控和管理整個污水處理工藝流程。HMI通過文字和圖形動態(tài)地反映在線數(shù)據(jù)，如空氣流量、溶解氧值、壓力、頻率、電流以及設(shè)備狀態(tài)等，操作人員可以進行即時的參數(shù)修改、分布操作或模式選擇。曝氣系統(tǒng)的PLC是污水處理廠自控系統(tǒng)的組成部分，與中央控制室的上位計算機實現(xiàn)通信。2.3 系統(tǒng)控制2.3.1 羅茨鼓風(fēng)機的控制PLC采集每套鼓風(fēng)機的手動/自動位置、運行狀態(tài)、故障信號；總出風(fēng)管風(fēng)壓值、總出風(fēng)管風(fēng)量值、每臺鼓風(fēng)機的頻率、電流等；同時給出鼓風(fēng)機的啟停指令。PLC記錄每臺羅茨鼓風(fēng)機的當(dāng)前運行時間和累計運行時間，時間以小時進行記錄。中控室監(jiān)控計算機畫面上每臺羅茨風(fēng)機設(shè)置遙控/自動轉(zhuǎn)換按鈕。操作人員可以通過鼠標(biāo)在中控室監(jiān)控計算機對鼓風(fēng)機進行手動啟停控制。中控室監(jiān)控計算機實時顯示總出風(fēng)管風(fēng)壓值、總出風(fēng)管風(fēng)量值、每臺羅茨鼓風(fēng)機的頻率、電流等，每臺羅茨鼓風(fēng)機的當(dāng)前運行時間和累計運行時間。當(dāng)羅茨鼓風(fēng)機出現(xiàn)故障信號時，停止運行或禁止啟動鼓風(fēng)機。2.3.2 溶解氧（DO）控制點擊中控室監(jiān)控計算機羅茨鼓風(fēng)機圖標(biāo)，可進入羅茨鼓風(fēng)機控制畫面，羅茨鼓風(fēng)機的控制根據(jù)污水在生化池上出口的溶解氧濃度的溶解氧（DO）值保持在某一設(shè)定值（如2 mg/l）（或也可根據(jù)ORP來調(diào)節(jié)），都可根據(jù)按鈕來選擇，DO控制主要參數(shù)和PID控制參數(shù)都可在上位機設(shè)定。在實際控制中，羅茨鼓風(fēng)機的風(fēng)量設(shè)定值為工藝理論值，這一值經(jīng)溶解氧反饋信號比較后，根據(jù)偏差實時調(diào)節(jié)風(fēng)量的增減，最終使污水溶解氧值穩(wěn)定在設(shè)定值（也可根據(jù)季節(jié)、水質(zhì)的變化等實際情況不斷調(diào)整）。在上方的趨勢圖中可看到實際值和設(shè)定的值的曲線，進而可方便的調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，使鼓風(fēng)機的效率、出水水質(zhì)達到最優(yōu)化，畫面如圖2所示。3 系統(tǒng)效應(yīng)降低電耗：系統(tǒng)能降低污水處理廠曝氣系統(tǒng)能耗15%～40%；污水處理廠出水達到排放標(biāo)準(zhǔn)：通過實時監(jiān)測滿足排放要求；增加污水處理廠的處理量：系統(tǒng)對處理工藝進行優(yōu)化后，可評估污水處理廠的處理量；提高污水處理工藝可控性及穩(wěn)定性：在曝氣量和水量足夠的情況下，DO設(shè)置值和PID控制動態(tài)調(diào)整，使出水達到排放標(biāo)準(zhǔn)；預(yù)警和工藝幫助：系統(tǒng)能依據(jù)數(shù)據(jù)來判斷污水處理廠的工藝何時需調(diào)整。4 結(jié) 語經(jīng)過幾年的使用，A2/O生化池鼓風(fēng)曝氣變頻調(diào)速PID控制系統(tǒng)在我廠運行至今系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、操作方便、使用安全、效率高、故障率低，污水處理效果好，提高了勞動生產(chǎn)率，有良好的節(jié)能效果，強化了自動化管理。

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