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(chǎn)生蒸汽的新型環(huán)保的熄焦工藝，在國(guó)內(nèi)目前焦化行業(yè)，是被廣泛推廣的項(xiàng)目。安鋼集團(tuán)信陽(yáng)鋼鐵焦化廠4.3m焦?fàn)t配套的75t/h干熄焦及發(fā)電項(xiàng)目是由中冶南方能源分公司、都市環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司與武漢焦耐工程技術(shù)有限公司聯(lián)合承包。文章主要介紹武漢焦耐工程技術(shù)有限公司的軟件開(kāi)發(fā)人員，在該項(xiàng)目中的干熄焦控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中利用結(jié)構(gòu)化模式進(jìn)行編程的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：干熄焦;結(jié)構(gòu)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?dú)馔ㄟ^(guò)風(fēng)機(jī)與裝入干熄爐內(nèi)的焦炭逆向流動(dòng)進(jìn)行熱交換，熱交換后焦炭溫度降至250℃，而氮?dú)鉁囟壬��?00℃，然后再將循環(huán)氣體送至鍋爐與水交換熱量產(chǎn)生蒸汽。整個(gè)干熄焦發(fā)電項(xiàng)目電儀控制系統(tǒng)的核心是干熄焦本體及鍋爐的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

　　1控制系統(tǒng)硬件配置

　　干熄焦本體及鍋爐的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)為整個(gè)干熄焦系統(tǒng)核心部分，要求系統(tǒng)具有穩(wěn)定、連續(xù)的生產(chǎn)能力，為滿(mǎn)足該要求，本項(xiàng)目的干熄焦本體及鍋爐的控制系統(tǒng)硬件采用西門(mén)子S7-414-5H冗余控制主站，I/O站采用ET-200M系列本地或遠(yuǎn)程站共計(jì)8個(gè)I/O站。軟件采用Step7V5.5。

　　2PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化模式的程序設(shè)計(jì)

　　干熄焦本體及鍋爐的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)大致分為9個(gè)單元，這些單元都包括多個(gè)設(shè)備控制、聯(lián)鎖以及儀表監(jiān)控點(diǎn)。而如何根據(jù)干熄焦設(shè)備特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合理的控制程序，就成為軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。針對(duì)各個(gè)單元的設(shè)備要求，開(kāi)發(fā)人員在控制系統(tǒng)的程序開(kāi)發(fā)中利用結(jié)構(gòu)化模式的方法[1]。這種結(jié)構(gòu)化模式的編程方法，是將對(duì)象要求類(lèi)似或相關(guān)的功能進(jìn)行分類(lèi)，從而可以提供用于多個(gè)任務(wù)可以套用的方法。

　　以屬性參數(shù)的形式向程序指令塊提供相關(guān)數(shù)據(jù)，完成控制要求。結(jié)構(gòu)化模式的核心就是生成通用的解決方法和模塊，然后重復(fù)利用，開(kāi)發(fā)過(guò)程中只需要編寫(xiě)一個(gè)通用的功能模塊，對(duì)于功能要求上一直只是對(duì)象名不同的設(shè)備，只需要代入設(shè)備所有參數(shù)就可以了。從而使得程序的開(kāi)發(fā)周期縮短，程序結(jié)構(gòu)清晰，可移植性和過(guò)程性強(qiáng)，便于維護(hù)[2]。

　　2.1設(shè)備功能需求分析

　　軟件開(kāi)發(fā)人員對(duì)設(shè)備功能做需求分析，以結(jié)構(gòu)化模式的原則，通過(guò)對(duì)軟件功能規(guī)格書(shū)中各個(gè)單元設(shè)備控制要求描述，確定控制功能塊的控制屬性，所有設(shè)備大致可以分為4大類(lèi)：①設(shè)備類(lèi)(DEVICE)主要為風(fēng)機(jī)，泵類(lèi)，皮帶機(jī)等啟停輸出的設(shè)備。②開(kāi)關(guān)閥(VAVLE)主要為電動(dòng)開(kāi)關(guān)閥門(mén)類(lèi)，還有一些特殊設(shè)備。③儀表類(lèi)(INSTRUMENT)主要為4～20mA儀表信號(hào)輸入。④調(diào)節(jié)閥(PIDVAVLE)主要為PID調(diào)節(jié)閥。

　　2.2功能塊程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

　　對(duì)設(shè)備類(lèi)、閥門(mén)類(lèi)功能塊設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹，舉例說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)利用結(jié)構(gòu)化模式的設(shè)計(jì)方法，將類(lèi)似的對(duì)象要求進(jìn)行整合為一個(gè)具有通用控制屬性的功能塊。

　　2.2.1設(shè)備類(lèi)(Device)功能塊

　　旋轉(zhuǎn)密封閥屬于一般的啟停設(shè)備，并有外部聯(lián)鎖信號(hào)。功能塊上設(shè)備屬性包括外部輸入的信號(hào)：集控選擇、電氣故障、運(yùn)行狀態(tài)、聯(lián)鎖信號(hào)。還有就是根據(jù)控制要求需要系統(tǒng)給出各種變量如中央手自動(dòng)選擇、手自動(dòng)啟停(HMI按鈕使用)、故障確認(rèn)等。然而以上是常規(guī)設(shè)備的通用屬性，有時(shí)候一些設(shè)備會(huì)出現(xiàn)特殊功能需要，如干熄焦本體除塵中的刮板機(jī)。刮板機(jī)有個(gè)檢測(cè)裝置是用來(lái)檢測(cè)是否鏈板斷裂的，該信號(hào)給出的是連續(xù)的脈沖信號(hào)SQ，開(kāi)發(fā)人員對(duì)設(shè)備類(lèi)的功能塊就進(jìn)行擴(kuò)展整合，增加信號(hào)檢測(cè)功能，當(dāng)檢測(cè)定時(shí)保護(hù)TIME定時(shí)器超時(shí)后輸出故障，故障報(bào)警代表斷鏈[3]。

　　2.2.2開(kāi)關(guān)閥類(lèi)(VAVLE)功能塊

　　干熄焦本體及鍋爐系統(tǒng)中各類(lèi)控制閥門(mén)數(shù)量多，開(kāi)關(guān)閥占主要部分大致30多臺(tái)。一般開(kāi)關(guān)閥門(mén)主要是開(kāi)或關(guān)閥門(mén)，或有外部聯(lián)鎖開(kāi)或關(guān)閥。因此，功能塊上設(shè)備屬性包括外部輸入的信號(hào)：集控選擇、綜合故障、開(kāi)運(yùn)行、關(guān)運(yùn)行、開(kāi)到位、關(guān)到位。還有就是根據(jù)控制要求需要系統(tǒng)給出各種變量如中央手自動(dòng)選擇、手自動(dòng)開(kāi)關(guān)閥(HMI按鈕使用)、TIME定時(shí)保護(hù)、故障確認(rèn)。

　　然而，還有一些特殊的設(shè)備的控制屬性與開(kāi)關(guān)閥類(lèi)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(kāi)關(guān)閥一樣，APS加緊裝置可以使用開(kāi)關(guān)閥門(mén)類(lèi)的通用模塊。以上介紹了設(shè)備類(lèi)、開(kāi)關(guān)閥類(lèi)兩大類(lèi)中主要通用功能塊的設(shè)計(jì)，依照結(jié)構(gòu)化模式的設(shè)計(jì)方法，在通用模塊生成之后，就需要開(kāi)始套用通用模塊，下一步就是對(duì)單個(gè)控制對(duì)象，只需要以屬性參數(shù)的形式向通用的功能塊提供相關(guān)數(shù)據(jù)，最后完成控制要求。具體就是對(duì)于單個(gè)設(shè)備調(diào)用屬性相同的功能塊FB，生成背景數(shù)據(jù)塊DB，硬件模塊的I/O點(diǎn)連接到DB數(shù)據(jù)塊上。如干熄焦本體預(yù)存室緊急放散閥，調(diào)用開(kāi)關(guān)閥類(lèi)(VAVLE)功能塊FB1201，并生成背景數(shù)據(jù)塊DB230，數(shù)據(jù)塊內(nèi)存儲(chǔ)著預(yù)存室緊急放散閥的功能屬性參數(shù)。

　　3結(jié)束語(yǔ)

　　這種結(jié)構(gòu)化模式的解決方案，貫穿了整個(gè)上下位機(jī)的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，使得軟件的開(kāi)發(fā)周期大大縮短，系統(tǒng)程序的結(jié)構(gòu)性強(qiáng)，便于維護(hù)，也使得程序的可移植性和擴(kuò)展性更強(qiáng)。最終該工程通過(guò)總包各方公司的技術(shù)人員努力配合，已于2015年2月份投產(chǎn)并網(wǎng)發(fā)電投產(chǎn)。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]潘立慧,魏松波.干熄焦技術(shù)[M].北京:冶金出版社,2005.

　　[2]劉德海,阮理想,王高芝,等.基于西門(mén)子PLC系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].河南科技,2013(14):85,112.

　　[3]馮曦.基于西門(mén)子S7-400PLC的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[D].秦皇島:燕山大學(xué),2014.

　　軟件論文投稿刊物：軟件導(dǎo)刊雜志以服務(wù)計(jì)算機(jī)軟件事業(yè)為使命，以“引領(lǐng)軟件學(xué)科發(fā)展方向，響應(yīng)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展潮流”為辦刊宗旨，積極反映軟件學(xué)科的新理論、新方法、新技術(shù)，把握學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)，促進(jìn)學(xué)術(shù)交流，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。