1. 工藝概述
焦化是將煤送進(jìn)焦?fàn)t進(jìn)行加熱到1000℃左右，產(chǎn)生出來(lái)的焦碳冷凝以后送到篩焦。煤焦化過(guò)程中產(chǎn)生的煤氣輸送到冷鼓工段，將其中的焦油提取出來(lái)，得到的煤氣再經(jīng)過(guò)脫硫塔進(jìn)行脫硫回收，再到洗苯塔和脫苯塔將苯分離出來(lái)（產(chǎn)生的硫和焦化產(chǎn)生的氨水進(jìn)行反應(yīng)生成硫銨）經(jīng)脫苯以后的煤氣送到焦?fàn)t燃燒給煤焦化提供熱量。
1.1. 焦?fàn)t工段
從配煤過(guò)來(lái)的煤送到焦?fàn)t，在焦?fàn)t中進(jìn)行加熱，主管煤氣經(jīng)過(guò)煤氣預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱后燃燒為煤的加熱提供熱量。該工段主要有四個(gè)控制回路：機(jī)側(cè)分煙道吸力調(diào)節(jié)、焦側(cè)分煙道吸力調(diào)節(jié)、集氣管煤氣壓力調(diào)節(jié)、主管煤氣壓力調(diào)節(jié)。
1.2. 冷凝鼓風(fēng)電捕
焦?fàn)t過(guò)來(lái)的煤氣進(jìn)入到氣液分離器雜質(zhì)進(jìn)行分離，然后到初冷器進(jìn)行冷凝，經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)打入電捕焦油器，在電捕焦油器中將焦油分離出來(lái)，煤氣送到焦?fàn)t燃燒。該工段控制回路主要有：入電捕器蒸汽總管壓力調(diào)節(jié)、鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力調(diào)節(jié)、初冷器后煤氣溫度調(diào)節(jié)、上段冷凝液槽液位調(diào)節(jié)、高壓氨水壓力調(diào)節(jié)。
1.3. 脫硫及硫回收工段
脫硫及硫回收是脫硫液和溶液在脫硫塔中進(jìn)行反應(yīng)將硫脫離出來(lái)，然后溶液進(jìn)入再生塔再生。主要有三個(gè)控制回路：進(jìn)脫硫塔B溶液流量調(diào)節(jié)、進(jìn)再生塔溶液流量調(diào)節(jié)和進(jìn)再生塔B空氣流量調(diào)節(jié)。
1.4. 硫銨工段
硫銨的工藝流程是剩余氨水先通過(guò)預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱，然后進(jìn)入蒸氨塔反應(yīng)，再到氣液分離器與其他的物質(zhì)進(jìn)行分離，分離出來(lái)的氨氣和母液在硫銨飽和器反應(yīng)生成硫銨，硫銨液再打到結(jié)晶槽中結(jié)晶，然后經(jīng)干燥器干燥后包裝。這里主要有兩個(gè)控制回路：進(jìn)沸騰干燥器溫度調(diào)節(jié)和蒸氨塔頂溫度調(diào)節(jié)。
1.5. 洗苯脫苯工段
洗苯脫苯的工藝流程是貧富油經(jīng)洗苯塔洗苯以后進(jìn)入脫苯塔，在不同的地方利用溫度的不同產(chǎn)生輕苯油水和重苯油水，經(jīng)油水分離器進(jìn)行分離，再進(jìn)行冷凝冷卻以后裝車。其主要有兩個(gè)控制回路：出管式富油溫度調(diào)節(jié)和脫苯塔出口油氣溫度調(diào)節(jié)。
2. 系統(tǒng)配置SunyTDCS9200集散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制、邏輯控制、順序控制等功能；具有模塊化柔性設(shè)計(jì)；提供開放數(shù)據(jù)接口、現(xiàn)場(chǎng)總線與互聯(lián)網(wǎng)接入；順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，吸收最新電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)，具有可靠性高、系統(tǒng)開放、構(gòu)成靈活、界面友好、功能強(qiáng)大、維護(hù)簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。
2.1. 上位機(jī)
2.1.1. 操作站（OS）/工程師站（ES）
操作員站（Operating Station）是焦化操作人員監(jiān)視、管理生產(chǎn)的設(shè)備，通過(guò)鍵盤或鼠標(biāo)可以靈活、方便、準(zhǔn)確地監(jiān)視過(guò)程量，以及根據(jù)流程變化調(diào)整過(guò)程參數(shù)等。工程師站（Engineering Station）用于對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行功能組態(tài)、組態(tài)數(shù)據(jù)下載，也能代替操作員站發(fā)揮運(yùn)行監(jiān)視的作用，工程師站硬件也可不單獨(dú)配置，而由系統(tǒng)中任何一臺(tái)操作站代替。
2.1.2. 服務(wù)器站（SS）
服務(wù)器站（Server Station）運(yùn)行在32位Windows 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，可無(wú)縫鏈接到局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，并和過(guò)程控制網(wǎng)、工廠數(shù)據(jù)庫(kù)等連接，為系統(tǒng)操作站、工程師站及現(xiàn)場(chǎng)控制站提供數(shù)據(jù)存取、歷史數(shù)據(jù)采集、報(bào)警事件處理及為工廠數(shù)據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù)。
2.2. 控制站（CS）
控制站（Control Station）是焦化控制系統(tǒng)的核心，采用多處理器智能化體系結(jié)構(gòu)，基于全智能化、全數(shù)字化、全網(wǎng)絡(luò)化的核心設(shè)計(jì)思想。包括公共部件、功能模板、調(diào)理模塊等幾大部分。電源、控制、通訊等冗余技術(shù)的廣泛應(yīng)用保證了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性，使任何單元的故障不會(huì)影響生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。
2.3. 通訊網(wǎng)絡(luò)
包括控制網(wǎng)絡(luò)（CNet）、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（SNet）和管理網(wǎng)絡(luò)（MNet）。CNet是現(xiàn)場(chǎng)控制站內(nèi)部的實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)控制站內(nèi)部控制模板與I/O模板之間的數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)網(wǎng)則用于傳輸控制站與操作站/工程師站之間的數(shù)據(jù)。通過(guò)MNet，可以將控制系統(tǒng)接入企業(yè)局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)對(duì)生產(chǎn)的管理。其中，CNet和SNet均采用了雙重冗余設(shè)計(jì)，能夠在任意一條通訊線路出現(xiàn)故障時(shí)不至于影響數(shù)據(jù)信息的正常交換。
2.4. 軟件
SunyTech工業(yè)控制應(yīng)用軟件平臺(tái)是國(guó)內(nèi)唯一符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的組態(tài)軟件，工程管理器（SunyPrjMan）是軟件的總?cè)肟?，包括SunyCFG硬件配置軟件、SunyRDB實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)編輯軟件、SunyIEC算法編輯器、SunyMaker人機(jī)界面軟件，實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制方案的設(shè)計(jì)和管理?；赟ROS實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的SunyRTM實(shí)時(shí)運(yùn)行軟件在控制站完成數(shù)據(jù)的采集、整理和運(yùn)算、分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的自動(dòng)控制。SunyView畫面監(jiān)視軟件運(yùn)行與Windows 2000 Professional環(huán)境，是操作、維護(hù)人員與系統(tǒng)和生產(chǎn)之間的界面，該軟件內(nèi)嵌多種通訊協(xié)議，對(duì)OPC、ODBC、DDE和ActiveX、TCP/IP的全面支持使系統(tǒng)可以很方便地與第三方智能設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
3. 系統(tǒng)功能3.1. 顯示管理功能
畫面為操作員了解生產(chǎn)過(guò)程狀態(tài)提供了顯示窗口，顯示總貌、燃燒、PID調(diào)節(jié)面板、燃燒控制等畫面。在流程圖上相應(yīng)處顯示動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，顯示系統(tǒng)各設(shè)備，裝置，區(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)以及全部過(guò)程參數(shù)變量的狀態(tài)，包括測(cè)量值、設(shè)定值、控制方式、報(bào)警等信息。
歷史數(shù)據(jù)按標(biāo)準(zhǔn)方式為客戶程序提供查詢和讀取歷史數(shù)據(jù)的服務(wù)。服務(wù)器完成歷史數(shù)據(jù)采集、存貯，并響應(yīng)客戶程序的請(qǐng)求。歷史數(shù)據(jù)采集可采用周期記錄、變化率記錄兩種方式。另外，過(guò)程或系統(tǒng)發(fā)生的報(bào)警、事件等信息也可以記錄下來(lái)。
趨勢(shì)曲線或數(shù)據(jù)列表方式顯示歷史數(shù)據(jù)，可用預(yù)定義的分組顯示，也可在運(yùn)行時(shí)對(duì)分組進(jìn)行修改顯示。趨勢(shì)曲線可顯示在一屏上顯示任意時(shí)間段的趨勢(shì)，也可按比例放大或縮?。ò〞r(shí)間軸和顯示量程）。曲線方式或列表方式打印給定時(shí)段的歷史數(shù)據(jù)?？蓪⑼粎?shù)不同時(shí)段的數(shù)據(jù)在同一趨勢(shì)圖上顯示比較。
統(tǒng)計(jì)分析提供了對(duì)指定參數(shù)在給定時(shí)段或抽樣數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)結(jié)果（如最大值、最小值、平均值、累加等）和數(shù)字期望、標(biāo)準(zhǔn)方差、概率分布曲線等功能?？赏ㄟ^(guò)預(yù)定的電子表格方式將給定時(shí)段或抽樣數(shù)據(jù)及其統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行報(bào)表打印。報(bào)表可按預(yù)先定義的條件（如定時(shí)或事件）啟動(dòng)。
3.2. 顯示控制功能
SunyTDCS9200集散控制系統(tǒng)采集現(xiàn)場(chǎng)儀表發(fā)送的溫度、壓力、流量等過(guò)程數(shù)據(jù)，根據(jù)操作工的操作命令，按預(yù)先設(shè)定的控制算法進(jìn)行處理，生成干預(yù)生產(chǎn)的電流信號(hào)（0～100％）或開關(guān)信號(hào)（ON/OFF）并傳送到現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器。
焦化裝置的控制主要包括：再生器液位、蒸氨塔液位、地下放空槽液位、油放空槽液位的自動(dòng)控制和導(dǎo)熱油出口溫度、出管式爐溫度等的自動(dòng)調(diào)節(jié)。利用SunyIEC提供的五種符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的控制語(yǔ)言（FBD、LD、SFC、ST和IL），可以方便地實(shí)現(xiàn)控制策略，仿真功能可以幫助組態(tài)人員對(duì)程序的正確性和完整性進(jìn)行全面檢查。靈活的控制周期設(shè)置，達(dá)到了其它控制系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的控制目標(biāo)。
焦化裝置的許多調(diào)節(jié)回路的給定值是一個(gè)不確定的數(shù)，不同的生產(chǎn)階段有不同的要求，SunyIEC提供的PID算法塊具有手動(dòng)/自動(dòng)切換“無(wú)擾切換”功能，當(dāng)操作工手動(dòng)將工藝過(guò)程值調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，切換到自動(dòng)及可立即以這個(gè)工藝值進(jìn)行調(diào)節(jié)，方便了操作人員進(jìn)一步摸索提高工作效率的方法。
4. 結(jié)束語(yǔ)SunyTDCS9200集散控制系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大、運(yùn)行可靠，先后在山西、山東等地十幾個(gè)焦化廠得到應(yīng)用，提高了生產(chǎn)效率、穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量、降低了能量消耗，得到了用戶的廣泛好評(píng)。
我國(guó)是世界最大的焦炭生產(chǎn)國(guó)，每年約有2億噸左右的優(yōu)質(zhì)煤炭用于生產(chǎn)焦炭，焦炭的出口量直接影響著世界市場(chǎng)。傳統(tǒng)焦化工藝中主要依靠工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因自動(dòng)化水平低而導(dǎo)致的不能適時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)配比、物料不能很好控制、浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重、生產(chǎn)成本高、不合格率高、浪費(fèi)嚴(yán)重、工作環(huán)境差等問(wèn)題一直困擾折焦化廠。近年來(lái)，工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化程度越來(lái)越高及人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，DCS技術(shù)得以在焦化領(lǐng)域得到推廣，相信DCS必將給廣大焦化廠家?guī)?lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益，給國(guó)家?guī)?lái)深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。
