基于Honeywell DCS控制系统实现氧化铝焙烧炉生产中仪表检测斜率保护、坏点判断、比较控制的开发与应用

陈志银

摘 要：针对氧化铝焙烧生产工艺中受粉尘大、温度高、振动大等恶劣环境影响导致仪表检测故障率高，引起焙烧炉跳停次数增多，维护成本不断攀升的特点，本文提出基于Honeywell DCS控制系统实现氧化铝焙烧炉生产中仪表检测斜率保护、坏点判断、比较控制的开发与应用，有效解决了仪表检测原件本身故障导致的焙烧炉跳停，降低了设备维护成本，保证了焙烧炉的安全、稳定运行。

关键词：DCS控制系统；焙烧炉；斜率保护；坏点判断；比较控制

国内某氧化铝焙烧生产工艺控制系统采用Honeywell公司的PKS系列DCS系統实现过程的自动控制；焙烧炉为氧化铝生产工艺的最后一道工序，它的运行稳定与否直接关系到公司全年生产任务的完成和效益的好坏。

1 目前存在的问题

由于焙烧炉参与联锁保护的检测仪表多，由于粉尘大、温度高、振动大等恶劣环境导致检测仪表本身的接线松动、线路老化等原因出现信号突升突降超出检测保护的整定值，加上检修人员、操作人员误操作等因素，导致焙烧炉可控不必要的跳停次数增多，维护强度及成本不断攀升。

2 基于Honeywell DCS控制系统实现仪表检测斜率保护、坏点判断、比较控制的开发与应用

2.1 斜率保护、坏点判断、比较控制的建模

通过人为因数使仪表出现接线松动、损坏仪表、用老化的线路代替及人为误操作等得出仪表检测信号异常的曲线，如图1。通过异常的信号与正常的信号进行比较，算出它的斜率、坏点显示的值及信号突变时信号的最大变化量。

2.2 斜率保护的应用

将参与联锁保护的检测仪表信号的输出值通过Honeywell DCS控制程序的死区延时模块DEADTIMEA输出，然后将该仪表信号未通过DEADTIMEA的输出值与通过DEADTIMEA输出值相减得出的绝对值与前面建模得出的斜率进行比较，仪表在运行过程中通过程序得出的值如果大于或等于建模得出的斜率，则认为该仪表信号输出为假值，进行置位，防止误动作，检修正常后，进行复位，如图2。

2.3 坏点判断的应用

通过建模得出的当仪表检测的原件损坏时输出的信号值用DCS控制程序发出一个指令对该检测信号进行置位，防止误动作，检修正常后，进行复位，如图3。

2.4 比较控制的应用

当仪表检测的信号发生突变而不是缓慢上升超出检测保护的整定值时，通过Honeywell DCS控制程序与建模得出值进行比较，当该信号的突变值大于或等于建模得出值时进行置位，防止误动作，检修正常后，进行复位，如图4。

3 结束语

目前以对该焙烧炉的所有检测信号增加了斜率保护、坏点判断、比较控制的保护，这样既保证了仪表检测的正常联锁保护，又防止了仪表检测原件本身的问题导致的炉子不必要的跳停次數，有效降低了员工的维护劳动强度和保证了焙烧炉的安全、稳定运行。这一开发应用以逐步应用到其他大型设备的仪表检测保护中。