　　山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨风机、罗茨鼓风机等机械设备公司，位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇，近年来，锦工致力于新产品的研发，新产品双油箱罗茨鼓风机、水冷罗茨鼓风机、油驱罗茨鼓风机、低噪音罗茨鼓风机，赢得了市场好评和认可。此类产品已广泛应用于电力、污水处理、环保、化工、钢铁、建材、农药、制药等行业。产品和服务远销全国各地及东南亚，深受客户好评。

　　罗茨鼓风机是焦化厂的心脏，现我厂冷鼓工段的DCS系统存在以下缺点：其一，原DCS系统为四川川仪的FCS-2000系统，生产使用7年设备老化，各设备仪表数据反应慢，系统经常导致风机停车。其二，原DCS系统落后，仪表数据无法再满足生产要求。其三，原硬件已经停止生产，设备备品周期长，系统的维护成本较高且维护存在滞后性。结合我厂的实际情况，为保证安全生产和环保的要求，以及化产和甲醇工艺生产的连续性，为进一步实现安全指标和经济效益，故对冷罗茨风机的DCS系统进行开发和研究。结合实际情况，对原有的DCS系统进行分析后，不能有效满足安全要求，根据工艺要求，结合浙大中控的JX-300XP系统进行分析和研究后，可全面满足我厂冷鼓工段技术研究后的全部要求。现我车间对浙大中控的JX-300XP系统的硬件和组态软件有初步的认识。

　　2.DCS系统的功能简介

　　山西焦煤集团五麟公司焦化一厂共有罗茨鼓风机2台，为了提高生产过程自动化控制水平，更好地控制运行参数，我们配备了DCS控制系统。鉴于运行速度需满足工艺要求，完成诸如实时数据显示、报警、回路调节、设备的启停、联锁、解锁、事故追忆、历史值的查阅等功能。我们选用了选用相对国内技术领先、功能完善的浙大中控股份有限公司集散控制系统。根据生产需要，我们配备了三个操作员站，一个工程师站，两个控制站；通过SCNET网和SBUS网互相连接。为了加强系统运行的安全性，均采用了冗余控制。主控卡、数据转发卡、外配24VDC电源、网络交换机等都采用了冗余控制，当一路出现故障时，系统能自动切换，保证系统的正常运行。工程师站的主要作用是完成软件组态及对各站数据库、报表、图形、历史库的下装，I/O站完成现场信号采集及控制功能，操作员站完成现场监视，包括报警、工艺流程显示、控制操作参数修改（如PID参数修改）、趋势显示、统计等功能。系统中所有电机开停均由DCS操作，为了及时处理紧急情况，在操作台上安装了紧急停车按钮，这样可实现对整个系统的多重保护，将事故的可能性降至最低。

　　3.DCS系统的数据显示功能

　　3.1数据、流程图显示画面

　　流程图主要包括：

　　根据工艺要求将系统的工艺流程在DCS系统操作员站屏幕上形象逼真地反映出来，将所有能动的设备在运行时，让其产生动态，使操作人员易于识别哪些设备运行，哪些设备停止，如风机运行时，风机由绿色变成红色，并运用隐藏显示功能，便可转动。所有调节阀随阀门开度变化而产生阀位的变化，液位亦随实际液位实时变化。DCS对采集到的数据进行实时保存，操作人员可在趋势一览里查询需要的参数。可以准确地反映当时的工况，趋势保存时间与操作站电脑硬盘的容量有关。较以前的二次表显示体现出很大的优势。

　　3.2操作画面

　　系统组态提供了初冷器画面、罗茨鼓风机画面、DI/DO等画面。

　　（1）初冷器画面

　　包括入初冷器ABC煤气压力初冷器ABC入水温度初冷器ABC出水温度电捕焦油器AB压力温度等参数显示，电捕焦油器运行状态。

　　（2）罗茨鼓风机画面

　　包括罗茨鼓风机AB轴承温度、轴位移、润滑油油温高温油箱液位等参数显示；油泵连锁系统运行情况：是否启动电加热器；罗茨鼓风机连锁系统运行情况；罗茨鼓风机停车原因显示，其系统状态图如图3-1所示。

　　（3）DI/DO画面

　　变频器AB运行状态：准备好、运行、故障、报警；罗茨鼓风机变频状态：自动/手动；焦炉集气管压力阀位给定信号和反馈信号；风机油泵运行状态；急停按钮、循环氨水泵急停、剩余氨水泵急停、上段冷凝泵急停、下段冷凝泵急停。

　　4.DCS组态

　　4.1设备启停组态一般现场设备的启停都是依靠图形编程来完成，是集散控制系统（DCS）的一种运用，在组态时，需要结合考虑包括设备功率、控制原理等现场设备的因素。根据电机设备的功率，又可以分为以下两种情况：①大功率电机根据设计资料，为了满足其信号开出端的子版继电器对电流的承受需求，可以通过加入受DCS系统控制的继电器（位于I/O开出端子板）来实现。②电机功率相对较小时，可以利用I/O开出端继电器完成控制，无需加入其他设备即可直接控制。

　　4.2系统连锁功能本系统所有连锁开关都采用自定义一字节软开关来实现，可以在画面上手动切除与投入。油泵系统连锁运行时，当油压低时，自动启动辅助油泵。连锁切除时，主油泵和辅助油泵可随意启停。罗茨鼓风机连锁系统运行时，油温、油压、轴位移范围时自动停车，解除连锁时，罗茨风机运行与连锁调节无关，一般用于仪表故障检修时使用。具体而言，其优势表现在以下几个方面：首先，参与风机调速的各信号采用双卡控制，运行卡件和备用卡件自动切换，实现了由于卡件原因，而导致风机停车和降速的故障；其次，支持组态的在线下载，数据的修改和维护比较方便；同时，由于采用双网、双模光纤传输仪表数据，各仪表数据传输快，满足生产调节要求。

　　5.结束语

　　本系统运行稳定，安全性高，操控灵敏；至2010年投入运行以来，没有出现过软件及硬件上的问题，这使得操作工人的工作强度大大减少，同时有效提升了工作效率，降低了能源的利用和污染。初步估算，由DCS系统所带来有效降低投资约50万元。实践也证明，相比以前的二次表常规控制，DCS系统在焦炉压力调节系统上节约了大量的人力和资金投入，在今后的发展中有着非常广泛的应用前景。

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罗茨鼓风机pid：基于临界比例度法的罗茨风机PID整定

　　【摘要】：某化工项目中热解炉在正常运行过程中负压需保持稳定。在此采用临界比例度法在PLC调节器中直接进行罗茨风机PID参数的初步整定、计算出整定参数,然后根据实际调节情况进行参数的进一步调整,确定最终的整定值。热解炉进料和喷嘴清洗的实际工况运行,证明了调节器的调节性能好,热解炉的负压稳定性好,满足了工艺要求。该整定方法具有快速性、直观性和适应强的特点。该文对于工艺设备可进行多次试验和允许临界振荡工况的系统具有良好的工程实践和借鉴意义。

罗茨鼓风机pid：生化池罗茨风机鼓风曝气变频调速的PID控制节能途径

　　原标题：生化池罗茨风机鼓风曝气变频调速的PID控制节能途径

　　山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨鼓风机、罗茨风机、回转式鼓风机等机械设备公司，位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇，近年来，锦工致力于新产品的研发，新产品双油箱罗茨鼓风机、水冷罗茨鼓风机、油驱罗茨鼓风机、低噪音罗茨鼓风机，赢得了市场好评和认可。产品和服务远销全国各地及东南亚，深受客户好评。

　　罗茨鼓风机曝气系统的电耗一般占污水处理系统电耗的40%～60%，是污水处理节能的关键。最根本的节能措施是提高曝气控制效率，降低氧的浪费，减小风量。最显著的节能方法是罗茨鼓风机气量控制节能，即供气供氧设备采用罗茨鼓风机变频控制，在PID自动控制下直到溶解氧（DO）浓度稳定在设定值，可解决两方面问题：第一，溶解氧浓度太低污水不能达标；第二，溶解氧浓度太高，不仅浪费电能还可能使活性污泥上浮使出水也不能达标。根据鼓风曝气变频调速PID控制系统应用在桂林市排水工程管理处北冲污水处理厂污水处理工艺中的良好效果，分析了其系统的控制，对提高污水处理的节能和稳定性有一定的实用性。

　　1 工程概况1.1 自控概况北冲污水处理厂坐落于桂林市西北面，2003年8月开始扩建，新厂区占地面积38亩，于2005年4月开始试运行，设计日处理能力为3万t，目前实际进厂污水量为2.5万t/日，均达标处理，其进水以生活污水为主。采用A2/O活性污泥法处理工艺，出水水质达到GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B类标准。厂内自动化控制系统由就地控制层、现场PLC控制层和中央监控层组成；控制网络为监控通信光纤工业以太网。PLC控制系统采用西门子SIMETIC S7-300系列可编程控制系统。各现场控制站分布在各工艺段，与中控室监控计算机通过工业以太网实现通信和数据传输。中心控制室对污水处理工艺参数采集、显示、修改、设置和管理，对厂区内被控设备运行状态检测、显示，中控室监控计算机通过工业以太网，与各现场PLC控制站交换数据、采集信息，遥控和管理各现场PLC控制站内的机电设备，并按工艺要求实现对其控制。操作人员可在中心控制室完成集中监控、报警处理、事件处理、报表打印、设备运行能耗管理、单位水量处理成本等工作，实时监视、控制整个污水处理工艺流程的运行工况。1.2 污水处理工艺及工艺流程图北冲污水处理厂采用A2/O活性污泥法处理工艺，具有除磷脱氮功能，采用微孔鼓风曝气，安装有高度自动化控制系统及各类检测设备和仪表，剩余污泥采用离心脱水干化后外运，尾水消毒采用紫外消毒工艺，同时建设有强化除磷加药车间用于稳定除磷效果，处理后的出水排入江体。

　　2 A2/O生化池鼓风曝气变频调速PID控制系统2.1 系统功能北冲污水处理厂A2/O生化池鼓风曝气变频PID控制系统设计考虑如下两点：第一，曝气池所需风量的变化与水质和水量相关，而水质和水量有一定规律，变化较小，而且A2/O工艺的曝气池水位基本上保持不变。因为送风管压力变化较小，罗茨风机具有恒转矩输出的特性，流量和转速成正比例的关系，轴功率和转速也成正比例关系，与离心风机相比较在控制上更容易把握，所以选用节能、灵活的带变频调速的罗茨鼓风机。第二，用变频器改变交流电机的转速方式控制罗茨风机流量，大幅度减少了用管道调节阀来调节空气流量的机械方式所造成的能量损耗，不会产生附加压力损失，调节风量范围0%～100%，调节范围宽，处于低负荷下运行，可延长设备使用寿命，节能效果显著。第三，鼓风曝气是一种闭环调节的自动控制模式，根据溶解氧的偏差来调整鼓风机流量，这种模式可以实现关于水质、水量的最优控制，曝气效果最佳，节能的效果最显著。2.2 系统构成控制系统由以下设备构成：主送风管路装设空气流量计、压力计、信号上传至曝气系统的控制装置。曝气池上根据氧的理论分布安装溶解氧检测仪，信号上传至曝气系统的控制装置。每台鼓风机配备一套无速度反馈的U/f可调的变频器，变频器具备PI调节功能模块，反馈控制信号可下传至变频器。曝气系统的控制装置采用PLC（可编程逻辑控制器）和相应的HMI（人机界面），PLC具有PID操作指令，并配有全面、安全的输入输出接口，信号通过现场站PLC的模块进行采集后，通过全厂光纤网络送至中心控制室，中心控制室通过工业以太网对现场PLC控制站采集到的信号数据，生成工艺监控实时画面，作为人机操作界面，供操作管理人员实时监控和管理整个污水处理工艺流程。HMI通过文字和图形动态地反映在线数据，如空气流量、溶解氧值、压力、频率、电流以及设备状态等，操作人员可以进行即时的参数修改、分布操作或模式选择。曝气系统的PLC是污水处理厂自控系统的组成部分，与中央控制室的上位计算机实现通信。2.3 系统控制2.3.1 罗茨鼓风机的控制PLC采集每套鼓风机的手动/自动位置、运行状态、故障信号；总出风管风压值、总出风管风量值、每台鼓风机的频率、电流等；同时给出鼓风机的启停指令。PLC记录每台罗茨鼓风机的当前运行时间和累计运行时间，时间以小时进行记录。中控室监控计算机画面上每台罗茨风机设置遥控/自动转换按钮。操作人员可以通过鼠标在中控室监控计算机对鼓风机进行手动启停控制。中控室监控计算机实时显示总出风管风压值、总出风管风量值、每台罗茨鼓风机的频率、电流等，每台罗茨鼓风机的当前运行时间和累计运行时间。当罗茨鼓风机出现故障信号时，停止运行或禁止启动鼓风机。2.3.2 溶解氧（DO）控制点击中控室监控计算机罗茨鼓风机图标，可进入罗茨鼓风机控制画面，罗茨鼓风机的控制根据污水在生化池上出口的溶解氧浓度的溶解氧（DO）值保持在某一设定值（如2 mg/l）（或也可根据ORP来调节），都可根据按钮来选择，DO控制主要参数和PID控制参数都可在上位机设定。在实际控制中，罗茨鼓风机的风量设定值为工艺理论值，这一值经溶解氧反馈信号比较后，根据偏差实时调节风量的增减，最终使污水溶解氧值稳定在设定值（也可根据季节、水质的变化等实际情况不断调整）。在上方的趋势图中可看到实际值和设定的值的曲线，进而可方便的调节工艺参数，使鼓风机的效率、出水水质达到最优化，画面如图2所示。3 系统效应降低电耗：系统能降低污水处理厂曝气系统能耗15%～40%；污水处理厂出水达到排放标准：通过实时监测满足排放要求；增加污水处理厂的处理量：系统对处理工艺进行优化后，可评估污水处理厂的处理量；提高污水处理工艺可控性及稳定性：在曝气量和水量足够的情况下，DO设置值和PID控制动态调整，使出水达到排放标准；预警和工艺帮助：系统能依据数据来判断污水处理厂的工艺何时需调整。4 结语经过几年的使用，A2/O生化池鼓风曝气变频调速PID控制系统在我厂运行至今系统稳定、可靠、操作方便、使用安全、效率高、故障率低，污水处理效果好，提高了劳动生产率，有良好的节能效果，强化了自动化管理。

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