焦爐中控室遷移技術(shù)應(yīng)用

摘要：隨著安全生產(chǎn)標準的不斷提高，原焦爐中控室所在區(qū)域?qū)倜簹鈪^(qū)域，不符合當今安全管理規(guī)定，為此河鋼宣鋼焦化廠進行了焦爐中控室的遷移改造，通過加裝視頻監(jiān)控裝置、控制系統(tǒng)集成改造和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用，將中控室成功遷移至了安全區(qū)域。

關(guān)鍵詞：焦爐;中控室;煤氣區(qū)域;遷移改造

0 ? ?引言

河鋼宣鋼焦化廠現(xiàn)有43孔的6 m焦爐兩座和50孔的6 m焦爐兩座，每兩座焦爐設(shè)一個主控室，位于兩座焦爐中間臺下方，屬煤氣區(qū)域，與焦爐交換機和DCS室相鄰。經(jīng)省市安監(jiān)部門多次檢查，提出根據(jù)焦化企業(yè)設(shè)計規(guī)范中“中控室不應(yīng)設(shè)置在煤氣區(qū)域”的要求，通過對中控室加裝通風裝置和進行密封處理，仍不能滿足安監(jiān)部門要求，為徹底消除該隱患，公司做出了對焦爐中控室進行遷移改造的決定。

1 ? ?改造計劃

焦爐中控崗位位于兩座焦爐中間臺下方，與焦爐交換機和DCS機房相鄰，主要負責爐溫測調(diào)、推焦計劃編排、推焦裝煤監(jiān)控記錄、煤氣廢氣設(shè)備監(jiān)控巡檢、交換設(shè)備巡檢、生產(chǎn)相關(guān)參數(shù)（諸如集氣管壓力、溫度，熄焦時間、壓力、液位，除塵相關(guān)參數(shù)等）的監(jiān)控及調(diào)節(jié)等工作任務(wù)。為達到中控崗位遷移的目的，需實現(xiàn)DCS系統(tǒng)、煤塔秤系統(tǒng)、三車連鎖系統(tǒng)、辦公網(wǎng)絡(luò)的信號遠程傳輸，焦爐交換機控制系統(tǒng)人機對話功能以及加裝焦爐地下室視頻監(jiān)控設(shè)施等，保障崗位遷移后生產(chǎn)參數(shù)監(jiān)控、調(diào)節(jié)的正常進行和設(shè)備運行狀況的實時監(jiān)測。

2 ? ?改造實施要點

2.1 ? ?系統(tǒng)通信

原中控DCS系統(tǒng)通過雙絞線實現(xiàn)工程師站、操作員站和系統(tǒng)CPU的通信，實現(xiàn)焦爐生產(chǎn)參數(shù)的監(jiān)控調(diào)節(jié);煤塔秤和三車連鎖系統(tǒng)通過廠家特定的串口卡采用RS485和232通信協(xié)議，實現(xiàn)主控室與現(xiàn)場設(shè)備的通信，起到檢測數(shù)據(jù)上傳下載和報警的功能。鑒于光纖通信具有傳輸信息量大、速度快、性能穩(wěn)定的優(yōu)勢，通過在新舊中控室敷設(shè)60芯單模鎧裝光纖，并分別加裝工業(yè)級串口轉(zhuǎn)光纖收發(fā)器、單模千兆光纖收發(fā)器和2光4電工業(yè)交換機，實現(xiàn)電信號和模擬信號與光信號的轉(zhuǎn)換，確保通信數(shù)據(jù)的傳輸正常。為保障通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定和可靠性，現(xiàn)場分別預(yù)留串口轉(zhuǎn)光纖收發(fā)器和單模千兆光纖收發(fā)器各兩套，均處于冷備用狀態(tài)，預(yù)留光纖若干，以防故障狀態(tài)下能起到緊急備用作業(yè)的作用。同時通信機柜位置避開變頻器等強干擾設(shè)備，以免造成對RS485和232模擬信號的干擾。改造后的通信網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。

2.2 ? ?焦爐交換機控制改造

原焦爐交換機采用PLC加機旁操作臺進行控制，交換機根據(jù)程序設(shè)定控制設(shè)備自動運行，無任何交換計時、交換記錄和異常報警功能，崗位人員只能通過壓力趨勢倒推交換間隔和交換時長;異常狀態(tài)下，需崗位人員到機旁操作臺進行故障判斷并手動操作使系統(tǒng)恢復(fù)正?！，F(xiàn)將焦爐交換機各模擬量和開關(guān)量接入焦爐DCS系統(tǒng)，淘汰原PLC控制方式，通過重新編程，部分程序梯形圖如圖2所示，實現(xiàn)人機對話，使各監(jiān)控數(shù)據(jù)能直觀表現(xiàn)并留存記錄數(shù)據(jù)，有利于焦爐生產(chǎn)的控制和交換機設(shè)備運行情況的監(jiān)控。同時，實現(xiàn)了焦爐交換機遠程操作，使操作得以優(yōu)化。焦爐交換機組態(tài)界面如圖3所示。

2.3 ? ?視頻監(jiān)控

中控室遷移后，為保證焦爐煤氣設(shè)施設(shè)備的安全運行，需加裝視頻監(jiān)控實現(xiàn)煤氣設(shè)施設(shè)備關(guān)鍵部位的遠程在線實時監(jiān)測，其中包括焦爐煙道、焦爐地下室、焦爐液壓油缸及交換機上下滑塊等。同時，考慮煤氣區(qū)域防爆等級要求和改造施工過程中的種種問題，優(yōu)先考慮選用POE技術(shù)，POE全稱Power Over Ethernet，指在現(xiàn)有以太網(wǎng)Cat.5布線基礎(chǔ)架構(gòu)不做任何改動的情況下，為一些基于IP的終端（如IP電話機、無線局域網(wǎng)接入點AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機等）傳輸數(shù)據(jù)信號的同時，還能為此類設(shè)備提供直流電的技術(shù)，一方面降低了防爆施工作業(yè)的難度，另一方面在確保現(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線安全的同時，保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運作，最大限度地降低成本。針對攝像頭在焦爐安裝位置分散這一特點，在焦爐機焦側(cè)外部分別安裝兩臺攝像裝置和兩臺配電箱，每臺配電箱放置POE交換機和24 V電源模塊各1塊，為就近攝像裝置供電和傳輸視頻信號。各POE交換機分別接入中控DCS室8口交換機，8口交換機接入機框式光電收發(fā)器，將電信號轉(zhuǎn)化為光信號傳輸至新中控室，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后接入4臺硬盤錄像機，最終實現(xiàn)視頻畫面的顯示。

2.4 ? ?報警監(jiān)測

原焦爐地下室CO報警系統(tǒng)由現(xiàn)場檢測探頭和報警控制主機組成，現(xiàn)場共安裝檢測探頭48個，因報警控制主機通道地址數(shù)量限制，中控室一共安裝主機3臺，以滿足現(xiàn)場檢測探頭接入地址需要。報警控制主機只顯示實時數(shù)據(jù)，無數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)查詢功能，且無法直觀反映出現(xiàn)場各探頭的安裝位置，不具備可編程功能，僅預(yù)留一個開關(guān)量輸出點，不便于與其他報警或通風設(shè)備的連鎖控制功能的實現(xiàn)。現(xiàn)將各檢測探頭模擬量信號接入DCS控制系統(tǒng)，編寫相應(yīng)的地下室CO測點位置圖（圖4）和CO報警數(shù)據(jù)表（圖5），各檢測數(shù)據(jù)在相應(yīng)位置顯示，通過程序編寫，實現(xiàn)聲光報警功能、數(shù)據(jù)記錄功能和風機連鎖啟動功能。CO報警檢測系統(tǒng)接入DCS系統(tǒng)使其報警、顯示更人性化，便于崗位人員的查看和故障處理;檢測數(shù)據(jù)記錄功能使得各數(shù)據(jù)具有歷史查詢功能，更好地分析數(shù)值超標原因;同時接入系統(tǒng)后，借助DCS系統(tǒng)功能，使得CO報警檢測系統(tǒng)具備了擴容、可移植、可編程和功能連鎖等功能。

3 ? ?結(jié)語

焦爐中控室遷移安全意義重大，作業(yè)人員全部撤離焦爐煤氣區(qū)域，提高了生產(chǎn)作業(yè)的安全系數(shù)。同時，通過各類監(jiān)控數(shù)據(jù)的集成化，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)移植功能，增強了人機對話功能，提高了系統(tǒng)擴容能力，滿足了安全生產(chǎn)需要，為焦爐精細化管理奠定了基礎(chǔ)。

收稿日期：2020-02-10

作業(yè)簡介：康玉龍（1987—），男，河北人，工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。