万方数据中琶气甚囫曾～压丽订压丽厩蕊基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统上煤Tl一焦丁中图分类号：哦78}触困张乃禄1，盛小洋1，孙国鹏2，李玉奎3，刘祥周1，姚萱萱1文章编号：1673旬64X(2012)02蜘98拼1兰炭生产工艺过程及特点of蛐i啪I【epm峭医巫一流卫蝻一摘要：针对兰炭生产工艺流程和安全生产的特点与要求，开发了基于双机冗余的兰炭生产过程监控系统．该系统采用工控机、PLc、仪表和以太网，构成IPC+s7-300PLC和智能仪表+工业以太网的双机冗余监控系统．系统实现了兰炭生产过程中工艺参数的实时监控与优化控制，提高了生产过程兰炭是利用神府、榆林、东胜煤田盛产的优质侏罗精煤块烧制而成的，具有固定碳含量高、比电阻率高、化学活性高、含灰分低、铝低、硫低、磷低的特性，被广泛用于电石、铁合金、硅铁、碳化硅等产品，成为一种不可替代的碳素材料．20世纪70年代末，传统工艺生产的兰炭都是利用块煤在平地堆积，用明火点燃，等烧透后用水熄灭而制成．由于其工艺简单，不能收集利用块煤燃烧产生的煤焦油和煤气，极其浪费资源，而且严重污染环境，于20世纪末开始逐渐停产．目前鄂尔多斯地大型兰炭生产系统进行兰炭生产，克服了传统工艺的缺陷，在生产过程中收集利用兰炭生产时所产生煤气和煤焦油，同时通过改进生产设备和生产工艺，提高了兰炭和焦油的生产率，提高了兰炭生产在煤气方面的利用率，节约了生产用水，减少了污水、烟尘的排放，具有典型的示范作用．大型兰炭生产系统包括备煤工段、炭化工段、筛焦工段、煤气净化工段和污水处理工段．兰炭生产工炭化工段是生产优质兰炭的关键阶段．为了保证优质兰炭的生产，低温干馏炉内的燃烧温度需要控制在一定的范围内，因此生产过程中要实时监控炉体温度、空气和回炉煤气的流量比例、原料煤送料的速度等；根据生产过程的安全要求，需要实时监控煤气管的压力、温度等，确保生产过程安全进行．因此在优质兰炭生产过程中需要重点对炉体温度、桥管温度、集气管压力、回炉空气流量、空气总管压力、回炉煤气流量、回炉煤气压力、煤气单炉总管流量、原料送进速度及料位等工艺参数进行实时检测记录与优化控制．结合兰炭生产工艺流程和安全生产的特点与要求，研究开发了基于双机冗余的稳定性和的自动化程度和管理水平．关键词：兰炭生产；监控系统；双机冗余；以太网文献标识码：A区在sJ一Ⅶ型低温干馏方炉技术的基础上开发了艺主流程如图1所示．作者简介：张乃禄(1961．)，男，教授，主要从事自动化检测与过程控制、油田数字化技术研究．E一瑚il：zhnailu@263．1let2012年3月第27卷第2期西安石油大学学报(自然科学版)Universjt)r(NaturalEditi叻)(1．西安石油大学电子工程学院，陕西西安710065；2．西安海联石化科技有限公司，陕西西安710065；3．颚尔多斯正能化工有限公司，内蒙古颚尔多斯017000)圈1兰炭生产工艺主流程p瑚dⅡc西n收稿日期：2011-10．10JoumalXj’舳ShjyouScj朗ce熄焦池卜_叫煤气烘干机蛋毡．1Main一气一一炉一一油一一捕一曩|一电～墅煤L●01l一文一0fM盯．2012V01．27No．2SJ低温干馏炉一管一Haowchart万方数据窆篮凳-鞲；晕臻|倒L二【竺一i纛鬈i?l纛|}l鍪l障摩争蔷磊囊耋鐾嚣器速度反ld叫．c蛐p叫奸H曲岫m口morA(B)m2双机冗余监控系统的设计red咖岫t3双机冗余系统的软件设计嚣量精mH删w_弛nmdm∞orm蛐j州唧一99一鄂尔多斯正能大型兰炭生产系统分为A区和B区，每个区有12台焦化炉．双机冗余监控系统包括：主监控室，A区监控室，B区监控室．主监控上位机是由2台研华(1Pc)工控机构成，2台工控机共用1台打印机；A(B)区监控由2台研华(IPc)工控机构成，1台西门子s7—300PLc和6台智能仪表作为下位L，O采集控制设备．双机冗余监控系统结构如图2所示．2．2双机冗余系统的硬件实现(1)监控主机选择台湾研华公司工业控制计算存，500GB硬盘，带有以太网卡及打印机并行口，上位监控显示器选择飞利浦液晶显示器．IPC配置以太网卡，实现以太网通讯接口，2台Ⅲc、s7-300PLc和智能仪表通过网线与交换机相互连接，构成了IPc+s7-300PI￡和智能仪表+以太网的双机冗余系统，A(B)区双机冗余硬件结构如图3所示．(2)过程控制选用PLc(cPu314c)．cPu模块(带模拟量和数字量控制点)分别完成各个模拟量和数字量的输入与输出．每个监控区共有：13个sM331模拟量输入模块完成了现场各种模拟量信号检测；5个sM332模拟量输出模块完成现场模拟信号的输出；sM321数字量输入模块和s^1322数字量输出模块各1个分别完成现场数字量信号检测和数字量信号输出功