Intouch 9.5在高炉煤气清洗控制中的应用

一、概述

为提高高炉煤气清洗效果，加大节能减排力度，减少水资源消耗，第一炼铁厂对3#高炉煤气除尘系统进行了全面技术改造并顺利投入正式生产。此次改造，从生产工艺上将湿式除尘改造为干式除尘。从自动化控制上将运行在DOS环境下的工控机内置板卡控制核心升级为当前主流的PLC控制系统。整个除尘系统实现了N2定压差反吹、定时反吹、全部箱体集中循环反吹、可选箱体反吹等微机控制。从运行效果来看，除尘后的煤气含尘量从12g/Nm3降低到5mg/Nm3 以下，实现了预期目标。从综合因素考虑，自动化上位监控软件选用了美国Wonderware公司的Intouch 9.5产品。

二、Intouch 9.5简介

InTouch是美国Wonderware公司开发的世界上第一个集成的、基于组件的MMI系统。它具有世界领先的HMI（人机接口界面）和面向对象的图形开发环境，便于高效、快捷地配置用户的应用程序。主要特点是：

1、开放性：InTouch的基本通讯格式包括“快速DDE”和SuiteLink。InTouch有600种通讯协议转换软件（I/O Server），可以与不同的设备通讯，特别在与PLC通讯方面。包括：Siemens、Modicon、Opto 22、square D、ABB、GE等。

   2、网络功能：InTouch通过DDE和扩展的NetDDE，可与本机和其它计算机中的应用程序实时交换数据；通过ODBC可访问各种类型的数据库。通过标准的ActiveX技术，可使用户为自己的应用程序开发各种网络多媒体功能。

   3、数据库功能：InTouch除了自身带有数据库以外，还支持SQL语言，可以方便地与其它数据库连接。

   4、易用性：InTouch的编程面向非计算机专业的工程人员，可缩短开发周期，方便用户修改和开放上位软件。通过组态可满足用户在操作、显示、记录上的各种特殊要求。多种绘图工具和丰富的图形库，可以做出非常易于操作和漂亮的画面。它在报警和历史趋势方面的功能，极大地方便了对系统的监控。

三、控制工艺及要求

1、主要工艺设备有：旋风除尘器、15个Φ6000mm布袋除尘器、2个Φ4000mm灰仓、氮气脉冲反吹装置、氮气压力罐、阀门、波纹补偿器、输灰管道、卸灰加湿搅拌机等。

2、生产工艺

含尘气体由烟道进入除尘器入口时，在导流系统的作用下，含尘气体流速突然下降，大颗粒粉尘由于重力的作用直接落入灰斗，其余粉尘在导流系统的引导下进入中箱体，含尘烟气在中箱体内负压的作用力下穿透滤袋，粉尘被滤袋阻挡，吸附在滤袋的外表面，过滤后的洁净气体穿透滤袋进入上箱体并通过除尘器出口烟道排出。随着过滤工况的进行，除尘器滤袋表面的粉尘越积越厚，导致除尘器阻力上升，（可以设定，现实际运行设定为1000Pa。为了减轻布袋磨损，最大不超过2000pa，或者时间达到设定值，根据实际工况设定，但最大不得超过90分钟），当到达程序设定的差压信号或时间值时PLC清灰程序启动，按设定程序依次打开电磁脉冲阀喷吹，压缩气体以极短促的时间按设计顺序通过各个脉冲阀，经喷吹管上的喷咀诱导数倍喷射气量的空气进入滤袋，形成空气波，使滤袋由袋口至底部产生急剧的膨胀和冲击振动，引发滤袋全面抖动并形成由里向外的反吹作用，造成很强的逆向清洗作用，抖落滤袋上的粉尘，达到清灰的目的。

    由于布袋除尘器要求清灰时喷吹持续时间极短，因此选用双膜片阀来达到快速反应时间。分气包内的压缩空气压迫触发膜片和主膜片使电磁脉冲阀保持关闭状态，在电磁阀的激励下，在触发膜片上产生压差，膜片抬起，主膜片一侧空气进出，主膜片在压差作用下抬起，分气包内压缩空气进入喷吹管，在喷吹管的引导下，冲入滤袋。 在滤袋中快速下冲的压缩空气形成了滤袋相对袋笼的突然径向变形，使滤袋外表面积聚的灰尘抖落。电磁脉冲阀在不激励状态时，空气进出处关闭，气压将膜片复位，电磁脉冲阀关闭。

3、控制工艺

3.1 定时控制：在自动状态下设定定时控制的时间。当达到设定时间时，清灰程序自动启动。若设定时间未到而定压差控制启动时，计时系统自动复位。定时控制和定压差控制可以同时启用。
    3.2 压差控制：在自动状态下设定定压差控制值。当达到设定压差时，清灰程序自动启动。
    3.3 手动控制：在手动状态下，可以任意控制每一个分气包进行喷吹。

3.4反吹介质为氮气，每个筒体设二套脉冲氮气反吹系统(包括:氮气包、脉冲阀、喷吹管、球阀等)。脉冲阀的进气端与喷吹气包连接，出气端通过阀门（常开）与喷吹管连接。当脉冲阀打开时，氮气由喷吹气包通过脉冲阀，经喷嘴喷入文氏管，并振动滤袋，进行清灰。

本高炉煤气干式布袋除尘器筒体内，装有22排滤袋，每个脉冲阀最多带14个布袋，最少带8个布袋，每个滤袋上方喷吹口口径均按流体分配设置。

脉冲用氮气压力为0.4～0.6MPa，小时用量约为1200m3。脉冲（喷吹）时间为0.1～0.2S，脉冲（喷吹）间隔10～15S（可调），脉冲（喷吹）循环周期一般为2.5～4小时(视半净煤气含尘量而定)。

四、自控系统组成

五、解决方案

1、窗口的导入导出

将窗口从一个 InTouch 应用程序导入或导出到另一个应用程序，必须使用“文件”菜单上的“导入”或“导出”命令。它提供了一种建立远程标记名引用的简便快捷方法，允许重复使用先前创建的窗口、对象和窗口脚本。如果用任何其它移动方法移动 InTouch 窗口文件，如使用文件管理器、Windows 资源管理器等，会损坏应用程序的标记名字典。导出窗口时，与该窗口关联的所有对象和动画链接将随窗口一起导出。但是，与窗口中的对象关联的标记名将转换成“占位符”标记名。使用占位符标记名，可以避免当目标应用程序的标记名字典不包含相同标记名时可能出现的任何问题。

    2、数据通信

　　在InTouch中，数据主要分为内存型和I/O型。内存型数据为InTouch内部变量，不需要通过I/O Server即可直接进行访问；I/O型变量为物理变量，InTouch通过DDE或NetDDE的协议方式访问。InTouch通过通讯接口——I/O Server（Modicon MODBUS Ethernet型号的I/O Server。）读取PLC中的数据，它基于Modbus通信协议的以太网进行连接。

　　InTouch识别I/O Server程序中数据的三要素是：Application Name：InTouch直接访问的程序或服务器（如I/O Server）。Topic Name：InTouch通过I/O Server要访问的设备或程序在I/O Server的Topic Definition中定义的主题名。Item Name：InTouch要访问数据的识别符号，可以是名称，也可以是存储地址。

　　InTouch与PLC之间的数据通信的设置：首先，在I/O Server的Topic Definition中定义PLC。Topic Name——PLC1（任意定义），IP Adrress——（PLC1的地址）。这样，I/O Server就可以从PLC中取得数据了。其次，InTouch从I/O Server中取到数据。在标记名字典中定义I/O变量的Access Name（访问名）和Item Name（项目名）。Access Name可任意定义，Node Name——（I/O Server的IP地址），Application Name——MBEnet（Modicon MODBUS Ethernet I/O Server的程序名），Topic Name——PLC1（I/O Server中定义的Topic Name）。

　　Item Name使用的是存储地址。在PLC的组态Concept程序中，变量的地址是State RAM地址，而PLC与所有的I/O都是与State RAM相连接的，所以InTouch程序可以通过I/O Server直接访问这个地址单元，从而对变量进行读写。

3、访问数据库
　　InTouch支持SQL语言，可通过ODBC接口与不同类型的数据库进行连接。首先需要在“控制面板”的ODBC中为选择的数据库定义数据源名；然后在InTouch的SQL Access Manager/Bind List中为自己在数据库中定义的某张表定义绑定列，表与绑定列的格式和数据类型应完全一样。往表中插入数据的程序为：连接数据库SQLConnect( ConnectionId, "dsn=water" )  water为数据源名；插入数据SQLInsert( ConnectionId, "pump", "totalpump" )  pump为表名，totalpump为列名。
    4、QuickScript 功能

InTouch 脚本是 InTouch 应用程序最强大的功能之一。InTouch QuickScript 功能允许在指定标准满足时执行特定的命令和逻辑操作。例如按键、打开窗口和改变值等。QuickFunction 允许用户可以从其它脚本和动画链接表达式调用的脚本。系统将可重复使用的代码存储在单个脚本和单个位置中，从而支持在一个编辑进程中更新所有脚本实例。通过使用脚本我们可以创建各种自定义和自动系统函数。

InTouch 脚本包括：应用程序脚本、窗口脚本、键脚本、触动按钮动作脚本、条件脚本、数据改变脚本、ActiveX事件脚本。所有的 InTouch QuickScript 都是事件驱动的。事件可以是数据改变、条件、单击鼠标和定时器等。处理的顺序取决于具体的应用程序，虽然由相同事件触发的多个脚本在计划方式上可能存在一定的固有顺序，但系统并不能提供任何特定顺序的担保，因而不应该建立任何依赖于处理顺序的脚本。

下图1是一例关于口令输入的条件脚本实例。

5、Historical Trend

历史趋势是一个历史时间和日期的数据”快照“，它不是动态的。与实时趋势不同，它只能在接到指示时才会更新。在配置历史趋势时应注意以下三方面：a、历史记录配置中启用“历史记录”。b、配置标记名中（要记录数据的）选择“记录数据”。c、历史标记名类型选择“历史趋势”。

六、主要生产监控画面

七、应用总结

InTouch软件在设计和实现上非常简单，使技术人员可以很快开发出丰富多彩的监控画面；在功能上十分强大，具有较高的性能和稳定性，使技术人员在以后的维护上大大减少工作量。InTouch 9.5的成功应用为高炉煤气除尘稳定运行、节能降耗创造了显著的经济效益。