1 引 言
英國歐陸公司(EUROTHERM)是世界上比較先進的控制器生產商和系統集成商。該公司的2704可編程控制器代表了當今世界工控技術的較高水平,該產品將計算機技術、工業控制技術、顯示技術、通訊技術融為一體,是近幾年來該公司在中國的主要推廣產品之一。本文結合在冶金企業中的使用實踐,介紹一下2704控制器在工業現場控制中的應用。
2 2704簡介
2704控制器采用了工控業界較為流行的模塊結構,易于維護;可以提供三路PID控制及若干路的程序控制、串級控制;可以為工業現場提供模擬輸入輸出、數字輸入輸出、繼電器輸出,功能比較強大。特別是,2704控制器的顯示面板采用了120×160的電子發光屏,顯示信息全面、清晰,具有良好的人機交互界面。
2704控制器主要應用于溫度和工業過程的控制,可操作性較好,接好線路之后,只要選用相應的功能模塊,在相應的菜單項中輸入數據即可工作。同時,2704控制器附帶有ITOOLS配置軟件,通過計算機就可以進行參數的設置,把繁重瑣碎的工業現場調試工作變得簡便輕松。控制器還具有與外界進行通訊的能力,提供RS485 4線通訊接口或RS232接口,支持PROFIBUS協議和MODBUS協議,可以很方便地與其他控制器和計算機組成工業控制網絡。
3 在生產中的應用
隨著金礦資源的不斷開采,比較容易回收的礦源越來越少,我們更多的是面對難以處理的、回收的含砷礦源。對于含砷礦的冶煉,目前工業應用中通行的方法有培燒法、加壓氧化法和細菌氧化法。其中,培燒法金的回收率比較低,并且污染環境;加壓氧化法成本較高,工藝操作復雜。相比之下,細菌氧化法是采用細菌氧化分解含砷礦物,使包裹金完全暴露,金的回收率較高,不污染環境,工藝成熟,是一種比較有前景的先進方法。
3.1 2704在溫度PID控制方面的應用
某冶金企業采用了上述先進的生物氧化含砷礦技術,該技術的主體工藝是細菌對礦物進行氧化,該工藝過程在氧化槽內完成,其主要的控制對象是氧化礦漿的溫度。氧化過程是放熱反應,如果溫度過高,熱量積累過多,就會導致細菌死亡率過高,造成氧化率降低;而溫度過低,則細菌活性下降,細菌的氧化率也會降低。氧化率的降低會使金的回收率降低,導致生產成本升高,不利于生產的正常進行。降溫過程由通在氧化槽內的冷卻盤管完成,反應中產生的熱量由冷卻盤管中流動的水帶走,從而達到降溫的目的。根據工藝的要求,如果要使氧化率保持在一個較高的水平,溫度應保持在某一個恒定值,偏差在±0.3℃,顯然,人工控制這一過程根本無法達到要求。若使用2704就可以很好地完成這一控制過程,達到控制目的。原理圖如圖1所示。
因為要保證送入控制器的溫度信號的準確性和高精度,對溫度檢測的要求比較高,選用了羅斯蒙特公司的溫度傳感器和智能溫度變送器。變送器到控制器采用4~20mA的電流環傳送,執行器由氣動控制碟閥和閥門定位器組成。
在該系統中,控制器算法采用PI控制,采用微分反而容易造成自激震蕩。因為氧化槽體積較大(780m3),其溫度變化是一個大的滯后過程,非常緩慢,因此積分時間應適當延長,實際的工業現場影響溫度的因素很多,積分時間的選定采用現場湊試法,最后確定在300s。但應該注意的是,積分時間亦不可過長,如果積分時間設置太長,盡管輸出調節信號的變化很平穩,但控制碟閥時較長時間地停滯于某一值上,容易造成閥門動作失靈。
3.2 2704在比值控制方面的應用
比值控