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1、利用GE Fanuc iFIX完成对TRT发电项目操作站的设计与制作一、引言现代高炉炉顶压力高达0.15-0.25MPa，炉顶煤气中存有大量势能。高炉煤气余压能量回收透平发电装置（Blast-FurnaceTop Pressure Recovery Turbine Unit），简称TRT，就是利用高炉炉顶的余压余热，将高炉煤气导入透平膨胀机作功，驱动发电机发电的一种能量回收装置。河北津西钢铁股份有限公司是首家采用陕西鼓风机（集团）公司生产的共用型一托二TRT发电机组的企业，自2005年8月1日投入运行以来，机组运行稳定，经济效益明显，达到了预期的设计效果。津西所用的共用型一托二TRT发电装置由
2、透平主机系统、高低压发配电系统、润滑油系统、液压伺服控制系统、给排水系统、大型阀门系统、氮气密封系统、自动控制系统八大部分组成。TRT发电装置如图所示： 二、GE Fanuc iFIX 软件的特点通过在我们津西钢铁股份有限公司多处控制系统中采用iFIX的实际应用，我深深地感到iFIX软件具有许多优点：1iFIX软件功能强大，对控制系统中所要求实现的控制功能都能实现。2内嵌VBA(Visual Basic for Application)编程，简便易学。在不需要懂得很多VBA编程技巧的情况下，也能发挥出强大功能。3画面功能非常强大，iFIX软件包含大量图形工具，使用户能够快速简单地开发系统。4集
3、成发展环境：Workspace TM ，应用十分灵活、方便。5增强的网络功能 ，为系统提供灵活的可扩展性。6iFIX采用许多工业标准技术，保证其开放性和可扩展性，使得系统的开发和集成变得十分简便。7增强的安全性和可靠性。 三、 iFIX 软件在TRT项目操作站中的应用在此项目中我们采用Windows 2000 Professional操作系统，该系统是现在工业控制中广泛采用的操作系统，具有稳定高效、不容易崩溃等良好特点，适合监控系统运行时要求安全、稳定的要求。iFIX采用了开放式的系统结构，并运用了微软的一些工业标准技术可以在很短的时间内就可以开发出非常直观，十分有利于监控系统的集成开发。1、
4、 网络及设备驱动的配置：利用工业以太网使PLC与下位机之间通讯，软件采用了iFIX3.5，利用MBE驱动程序从设备获取数据。iFIX软件提供与PLC等硬件设备的接口，可将数据从寄存器中读出。在SCU配置窗口设置用MBE-MODBUS Ethernet 7.17，并在CONFIGURE I/O DRIVERS 列表中选择安装。iFIX数据库可从驱动程序映射表中检索数据，处理过程数据(包括指令)等。iFIX组态软件首先通过MBE驱动程序软件接口从现场的Quantum模板中获取数据，存入DIT驱动程序映像表中，iFIX的内部数据库(PDB)通过 SAC程序从DIT表中获取它所需的数据，应用软件 (如
5、 iFIX的画面运行程序、报表生成程序等 )都通过内部数据库访问软件从 iFIX内部数据库中获取来自过程硬件的信息，这样就可以实现在工业流程画面上动态地显示现场各过程硬件的运行状态，数据也可以按相反的顺序写回现场模板，执行控制操作。2、 应用程序的配置：iFIX最重要的功能是为用户提供了可视化的窗口进行过程信息处理。iFIX在用户屏幕上提供的图形化过程信息，包括原始数据、计算数据、报警、变量字符串、点信息、趋势报警或变量状态。图形应用程序的核心是从数据库访问信息。为了直接显示数据，图形应用程序提供了多样性的链接方式，链接可以有多种格式及配置的灵活选择，对系统或过程数据进行显示。操作人员使用链接
6、也能向数据库写数据。数据源来自iFIX数据库，这些数据传输可以是双向的。针对操作员设定只有运行的权限。3、iFIX在TRT项目操作站中的实际应用：这次我们在TRT项目中采用了iFIX3.5中文版。工艺流程如图所示： 高炉煤气经过重力除尘器、布袋除尘器、入口蝶阀等阀门后进入透平机入口，通过导流器使气体转成轴向进入叶栅，气体在静叶和动叶栅组成的流道中不断膨胀做功，压力和温度逐级降低，并转化为动能作用于转子，使之旋转，转子通过联轴器带动发电，从透平机出来的煤气进入减压阀组后进入工艺管网供用户使用（本套TRT具有两个进气管道和两个排气管道，气源分别来自7高炉和8高炉）。TRT全自动启动过程如下： iF
7、IX是自动化控制领域技术成熟、运行稳定、用户口碑甚好的软件之一，在我津西钢铁应用相当广泛。下面我结合现场设备和iFIX画面介绍一下起机和停机的过程：(1) 起机前的准备工作：首先，在现场的水系统、氮气系统、动力油系统、润滑油系统、发配电系统全部投入并且信号正常的情况下，开始氮气置换操作，在“透平开机”画面中，如下图所示： 点击“进入煤气置换”按钮，使其变为红色。确认入、出口插板阀关闭，开启静叶、紧急切断阀、高低压连通阀、旁通快开阀、开机身放散管、打开入口插板阀后出口插板阀前的人孔吹扫阀门，充入氮气，一定时间后，经检验合格，开始进行引煤气操作。打开出口插板阀、开出口蝶阀，煤气此时从出口管道和旁通
8、快开阀进入透平，从机身放散管试验确认全部为煤气后关闭旁通快开阀、静叶、紧急切断阀，开启入口插板阀，开启紧急切断阀，此时只有入口电动蝶阀、快切阀的均压阀、旁通快开阀处于全关，。在“透平开机”画面点击“煤气置换结束”按下“存储复位”按钮，（若复位不成功，需查看停机画面查看故障）， 成功后在“透平开机画面”中点击“TRT申请启动”，在高炉发来“允许启动”信号后，启机条件到此全部满足。（2） 起机：在“透平开机”画面点击“自开机”计算机进入转速调节画面： 首先，入口蝶阀逐渐打开，完全打开后，进入静叶调转速过程。随着静叶的逐渐打开，透平机的转速也慢慢增高，当转速超过设定值时辅泵自动停止，主油泵投入使用，
9、当转速达到励磁启动时，可以投入励磁。发电机并网采取手触屏方式进行，在发电机并网后，系统自动进入“功率调节画面” 随着静叶的开启，功率逐渐上升，待减压阀组逐渐关闭后系统自动进入“顶压调节画面” 与高炉确认减压阀组完全关闭，此时静叶自动按照顶压设定值调节顶压，一台透平机开机完毕。可执行第二台透平机的开机。（3） 停机操作：停机分为正常停机和紧急停机：在TRT需要检修或其他原因需要停机时按正常停机处理：首先，正常停机前先通知高炉注意顶压变化，并逐步打开减压阀组。然后进入“透平停机”画面 点击停机按钮出现紧急停机和正常停机选项 选择正常停机按钮，开始功率调节。静叶基本关闭后，快切阀全关、静叶全关，在正
10、常停机过程结束后，将旁通阀逐渐全关，一台透平机结束，再按上述步骤操作另一台透平机，当功率逐渐接近“零”时，励磁装置灭磁，发电机与电网解列。（1） 解列后随着转速下降主油泵出口压力慢慢降低，低于设定值时注意辅泵应自动启动。（2） 当转速降到“零”时挂上盘车，继续盘车，直到透平温度正常。（3） 将励磁装置恢复到开机前的状态正常停机结束紧急停机：（1） 在运行中如发生紧急情况，控制系统发出紧急停机信号，使两台快切阀快速关闭，TRT停机，同时旁通快开阀开启一定的角度。（2） 发现有紧急停机信号机组没有自动停机时，值班人员应讯速手动紧急停机，可按计算机紧急停机按钮、仪表柜紧急停机按钮、手拍危急保安器。（
11、3） 其它操作与正常停机解列后相同。至此TRT发电机组的起机、停机操作结束，在我津西钢铁使用iFIX所做的画面应用到现在系统运行稳定，受到岗位人员及领导的好评。四、TRT建成后的效益利用iFIX的先进控制技术，我们完成了对TRT项目操作站的设计与制作，并出色的完成了项目所要求的各项任务，陕西鼓风机（集团）有限公司的共用型一托二TRT发电机组是其在TRT模拟试验的基础上，吸收国内外先进技术，自行研制开发的第一套两高炉共用型TRT机组，该机组在我津西钢铁落成，自2005年8月1日投入运行以来，机组运行稳定，未出现过一次因软件问题影响生的事故，平均日发电量8.3万度，经济效益明显，受到公司领导的肯定。在控制高炉炉顶压力方面，只有3KPa左右的波动，对促使高炉顺行、增产起到了非常好的作用，高炉方面对此也十分满意。各工作组要指定一名人员承担信息报送工作，负责搜集和整理本组及相关成员单位的各类信息，经组长审核把关后及时报综合组，每周至少报送一条工程进展信息，每季度报送工作总结。
