摘要：干熄焦是一種利用焦炭和惰性氣體直接接觸并換熱產生蒸汽的新型環保的熄焦工藝，在國內目前焦化行業，是被廣泛推廣的項目。安鋼集團信陽鋼鐵焦化廠4.3m焦爐配套的75t/h干熄焦及發電項目是由中冶南方能源分公司、都市環保工程技術股份有限公司與武漢焦耐工程技術有限公司聯合承包。文章主要介紹武漢焦耐工程技術有限公司的軟件開發人員，在該項目中的干熄焦控制系統開發設計過程中利用結構化模式進行編程的應用。

　　關鍵詞：干熄焦;結構化模式;功能塊

　　0引言

　　干熄焦工藝流程主要是利用惰性氣體氮氣通過風機與裝入干熄爐內的焦炭逆向流動進行熱交換，熱交換后焦炭溫度降至250℃，而氮氣溫度升至800℃，然后再將循環氣體送至鍋爐與水交換熱量產生蒸汽。整個干熄焦發電項目電儀控制系統的核心是干熄焦本體及鍋爐的計算機控制系統。

　　1控制系統硬件配置

　　干熄焦本體及鍋爐的計算機控制系統為整個干熄焦系統核心部分，要求系統具有穩定、連續的生產能力，為滿足該要求，本項目的干熄焦本體及鍋爐的控制系統硬件采用西門子S7-414-5H冗余控制主站，I/O站采用ET-200M系列本地或遠程站共計8個I/O站。軟件采用Step7V5.5。

　　2PLC系統結構化模式的程序設計

　　干熄焦本體及鍋爐的計算機控制系統大致分為9個單元，這些單元都包括多個設備控制、聯鎖以及儀表監控點。而如何根據干熄焦設備特點，設計合理的控制程序，就成為軟件開發設計的關鍵。針對各個單元的設備要求，開發人員在控制系統的程序開發中利用結構化模式的方法[1]。這種結構化模式的編程方法，是將對象要求類似或相關的功能進行分類，從而可以提供用于多個任務可以套用的方法。

　　以屬性參數的形式向程序指令塊提供相關數據，完成控制要求。結構化模式的核心就是生成通用的解決方法和模塊，然后重復利用，開發過程中只需要編寫一個通用的功能模塊，對于功能要求上一直只是對象名不同的設備，只需要代入設備所有參數就可以了。從而使得程序的開發周期縮短，程序結構清晰，可移植性和過程性強，便于維護[2]。

　　2.1設備功能需求分析

　　軟件開發人員對設備功能做需求分析，以結構化模式的原則，通過對軟件功能規格書中各個單元設備控制要求描述，確定控制功能塊的控制屬性，所有設備大致可以分為4大類：①設備類(DEVICE)主要為風機，泵類，皮帶機等啟停輸出的設備。②開關閥(VAVLE)主要為電動開關閥門類，還有一些特殊設備。③儀表類(INSTRUMENT)主要為4～20mA儀表信號輸入。④調節閥(PIDVAVLE)主要為PID調節閥。

　　2.2功能塊程序設計實現

　　對設備類、閥門類功能塊設計進行介紹，舉例說明如何實現利用結構化模式的設計方法，將類似的對象要求進行整合為一個具有通用控制屬性的功能塊。

　　2.2.1設備類(Device)功能塊

　　旋轉密封閥屬于一般的啟停設備，并有外部聯鎖信號。功能塊上設備屬性包括外部輸入的信號：集控選擇、電氣故障、運行狀態、聯鎖信號。還有就是根據控制要求需要系統給出各種變量如中央手自動選擇、手自動啟停(HMI按鈕使用)、故障確認等。然而以上是常規設備的通用屬性，有時候一些設備會出現特殊功能需要，如干熄焦本體除塵中的刮板機。刮板機有個檢測裝置是用來檢測是否鏈板斷裂的，該信號給出的是連續的脈沖信號SQ，開發人員對設備類的功能塊就進行擴展整合，增加信號檢測功能，當檢測定時保護TIME定時器超時后輸出故障，故障報警代表斷鏈[3]。

　　2.2.2開關閥類(VAVLE)功能塊

　　干熄焦本體及鍋爐系統中各類控制閥門數量多，開關閥占主要部分大致30多臺。一般開關閥門主要是開或關閥門，或有外部聯鎖開或關閥。因此，功能塊上設備屬性包括外部輸入的信號：集控選擇、綜合故障、開運行、關運行、開到位、關到位。還有就是根據控制要求需要系統給出各種變量如中央手自動選擇、手自動開關閥(HMI按鈕使用)、TIME定時保護、故障確認。

　　然而，還有一些特殊的設備的控制屬性與開關閥類的屬性相似，也是可以整合到一起去的。如APS加緊裝置和裝入裝置。其控制特性與開關閥一樣，APS加緊裝置可以使用開關閥門類的通用模塊。以上介紹了設備類、開關閥類兩大類中主要通用功能塊的設計，依照結構化模式的設計方法，在通用模塊生成之后，就需要開始套用通用模塊，下一步就是對單個控制對象，只需要以屬性參數的形式向通用的功能塊提供相關數據，最后完成控制要求。具體就是對于單個設備調用屬性相同的功能塊FB，生成背景數據塊DB，硬件模塊的I/O點連接到DB數據塊上。如干熄焦本體預存室緊急放散閥，調用開關閥類(VAVLE)功能塊FB1201，并生成背景數據塊DB230，數據塊內存儲著預存室緊急放散閥的功能屬性參數。

　　3結束語

　　這種結構化模式的解決方案，貫穿了整個上下位機的系統開發，使得軟件的開發周期大大縮短，系統程序的結構性強，便于維護，也使得程序的可移植性和擴展性更強。最終該工程通過總包各方公司的技術人員努力配合，已于2015年2月份投產并網發電投產。

　　參考文獻

　　[1]潘立慧,魏松波.干熄焦技術[M].北京:冶金出版社,2005.

　　[2]劉德海,阮理想,王高芝,等.基于西門子PLC系統試驗平臺的設計與開發[J].河南科技,2013(14):85,112.

　　[3]馮曦.基于西門子S7-400PLC的遠程監控系統開發[D].秦皇島:燕山大學,2014.

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