LonWorks在氮气加热器控制中的应用.PDFVIP

维普资讯 《工业控制计算机}2003年 16卷第9期 LonWorks在氮气加热器控制中的应用 庞晓虹 新疆工业高等专科~ (830091) Abstrac InthispaperintroducedLonWorkstechnigue，totalprojectofcontrolsystem ofnitrogengasheater，design ofnetwork structure design and configure of node model，designof controlcircuitand controlalgorithm and software． Keywords：LonWorksFCS，NeuronChip．Node．PID algorithm of feedfrontcontrol 摘 要 针对新疆独山子石化氮气加热器利用LonWorks现场总线控制技术构成网络，采用前馈控制PID算法，通过周波调 整法对电加热管的加热功率进行控制 ，保证的规定时间内连续输 出舍乎温度要求的高温氮气。本控制网络的核心技术是 神经元芯片(NeuronChips)、智能网络节点和 LonTaIk通信协议 。本文介绍 了LonWorks技术 以及氮气加热控制系统总 体方案与网络结构设计 ，节点模块设计与配置，控制 电路设计，控制算法设计与软件编程。 关键词 ：LonWorks现场总线，Neuron芯片，节点，前馈控制PID算法 1 控制要求和系统组成 新疆独山子石氮气加热器用于丙烯精制项 目，给 再生用氮气加热，e,~／n热功率 72KW。其工作要求为： 先将人 口温度为 25℃或 150℃的氮气在 10～15分钟 内加热到出口温度为 150℃并保持连续输出该温度的 氮气 4小时；然后，再将氮气出口温度提高到 250~C， 并保持连续输 出 10小时。控制精度要求为±5℃。此 外，还要求将出口和人 口温度模拟值送往控制中心进 行监视 ，并且当出口温度超过 310℃或电加热管接线 区压力低于0．2MPa时，系统应 自动切断加热 电源并 报警 。 本氮气加热器 由两大部件组成：氮气加热罐和加 图 1 氨气加热 系统 结构 热控制器。氮气加热罐是长圆柱型的压力容器，直径 Grayhill公司生产 的Microlon控制模块产品进行组合 0．6米，高 3米 。其顶部约 0．5米长的部分为电加热管 配置 。Grayhill公司是美国生产 LonWorks产品的主要 连接区，为了保护和防爆，用正压氮气进行保护，下面 厂商之一，Microlon控制模块将 LonWorks技术的优 长约 2．5米的部分为氮气加热区。加热罐的电加热管 点与Grayhill公司的标准化 l／O模块及其安装架很好 由加热控制器进行控制 ，由于现场属于爆炸危险区，所 地结合在一起 。在Microlon控制模块 中安装有一套标 以加热控制器的机柜采用正压防爆仪表盘 。为了便于 准的应用程序 ，包含了所有 Gray l／O模块进行连 控制，将 18根 电加热管分成三组供 电，每组三相，每 接所必须的全部内容 。Microlon控制模块 由三部分组 相两根。控制系统采用 LonWorks现场总线技术 。根据 成：控制板 、l／O模块和 l／O模块安装架，控制板上的 加热管的的分组情况和控制要求，设置三个节点，其 中 处理器采用 Neuron3150芯片。这三部分 由多种类型 两个为控制节点，一个为显示节点，控制节点负责采集 适合不同需要的产品，根据氮气加热器这个具体项 目 出口温度、人 口温度 ，加热管接线区压力值，对三组加 的实际需要 ，我们选用 了72LON8AD78P