利用GE Fanuc iFIX完成對TRT發電項目操作站的設計與制作一、引言現代高爐爐頂壓力高達0.15-0.25MPa，爐頂煤氣中存有大量勢能。高爐煤氣余壓能量回收透平發電裝置（Blast-FurnaceTop Pressure Recovery Turbine Unit），簡稱TRT，就是利用高爐爐頂的余壓余熱，將高爐煤氣導入透平膨脹機作功，驅動發電機發電的一種能量回收裝置。河北津西鋼鐵股份有限公司是首家采用陜西鼓風機（集團）公司生產的共用型一托二TRT發電機組的企業，自2005年8月1日投入運行以來，機組運行穩定，經濟效益明顯，達到了預期的設計效果。
津西所用的共用型一托二TRT發電裝置由透平主機系統、高低壓發配電系統、潤滑油系統、液壓伺服控制系統、給排水系統、大型閥門系統、氮氣密封系統、自動控制系統八大部分組成。
TRT發電裝置如圖所示：
二、GE Fanuc iFIX 軟件的特點通過在我們津西鋼鐵股份有限公司多處控制系統中采用iFIX的實際應用，我深深地感到iFIX軟件具有許多優點：
1．iFIX軟件功能強大，對控制系統中所要求實現的控制功能都能實現。
2．內嵌VBA(Visual Basic for Application)編程，簡便易學。在不需要懂得很多VBA編程技巧的情況下，也能發揮出強大功能。
3．畫面功能非常強大，iFIX軟件包含大量圖形工具，使用戶能夠快速簡單地開發系統。
4．集成發展環境：Workspace TM ，應用十分靈活、方便。
5．增強的網絡功能 ，為系統提供靈活的可擴展性。
6．iFIX采用許多工業標準技術，保證其開放性和可擴展性，使得系統的開發和集成變得十分簡便。
7．增強的安全性和可靠性。
三、 iFIX 軟件在TRT項目操作站中的應用在此項目中我們采用Windows 2000 Professional操作系統，該系統是現在工業控制中廣泛采用的操作系統，具有穩定高效、不容易崩潰等良好特點，適合監控系統運行時要求安全、穩定的要求。iFIX采用了開放式的系統結構，并運用了微軟的一些工業標準技術可以在很短的時間內就可以開發出非常直觀，十分有利于監控系統的集成開發。
1、 網絡及設備驅動的配置：利用工業以太網使PLC與下位機之間通訊，軟件采用了iFIX3.5，利用MBE驅動程序從設備獲取數據。iFIX軟件提供與PLC等硬件設備的接口，可將數據從寄存器中讀出。在SCU配置窗口設置用MBE-MODBUS Ethernet 7.17，并在CONFIGURE I/O DRIVERS 列表中選擇安裝。iFIX數據庫可從驅動程序映射表中檢索數據，處理過程數據(包括指令)等。
iFIX組態軟件首先通過MBE驅動程序軟件接口從現場的Quantum模板中獲取數據，存入DIT驅動程序映像表中，iFIX的內部數據庫(PDB)通過 SAC程序從DIT表中獲取它所需的數據，應用軟件 (如 iFIX的畫面運行程序、報表生成程序等 )都通過內部數據庫訪問軟件從 iFIX內部數據庫中獲取來自過程硬件的信息，這樣就可以實現在工業流程畫面上動態地顯示現場各過程硬件的運行狀態，數據也可以按相反的順序寫回現場模板，執行控制操作。
2、 應用程序的配置：iFIX最重要的功能是為用戶提供了可視化的窗口進行過程信息處理。iFIX在用戶屏幕上提供的圖形化過程信息，包括原始數據、計算數據、報警、變量字符串、點信息、趨勢報警或變量狀態。圖形應用程序的核心是從數據庫訪問信息。為了直接顯示數據，圖形應用程序提供了多樣性的鏈接方式，鏈接可以有多種格式及配置的靈活選擇，對系統或過程數據進行顯示。操作人員使用鏈接也能向數據庫寫數據。數據源來自iFIX數據庫，這些數據傳輸可以是雙向的。針對操作員設定只有運行的權限。
3、iFIX在TRT項目操作站中的實際應用：這次我們在TRT項目中采用了iFIX3.5中文版。工藝流程如圖所示：
高爐煤氣經過重力除塵器、布袋除塵器、入口蝶閥等閥門后進入透平機入口，通過導流器使氣體轉成軸向進入葉柵，氣體在靜葉和動葉柵組成的流道中不斷膨脹做功，壓力和溫度逐級降低，并轉化為動能作用于轉子，使之旋轉，轉子通過聯軸器帶動發電，從透平機出來的煤氣進入減壓閥組后進入工藝管網供用戶使用（本套TRT具有兩個進氣管道和兩個排氣管道，氣源分別來自7＃高爐和8＃高爐）。
TRT全自動啟動過程如下：
iFIX是自動化控制領域技術成熟、運行穩定、用戶口碑甚好的軟件之一，在我津西鋼鐵應用相當廣泛。下面我結合現場設備和iFIX畫面介紹一下起機和停機的過程：
(1) 起機前的準備工作：
首先，在現場的水系統、氮氣系統、動力油系統、潤滑油系統、發配電系統全部投入并且信號正常的情況下，開始氮氣置換操作，在“透平開機”畫面中，如下圖所示：
點擊“進入煤氣置換”按鈕，使其變為紅色。確認入、出口插板閥關閉，開啟靜葉、緊急切斷閥、高低壓連通閥、旁通快開閥、開機身放散管、打開入口插板閥后出口插板閥前的人孔吹掃閥門，充入氮氣，一定時間后，經檢驗合格，開始進行引煤氣操作。
打開出口插板閥、開出口蝶閥，煤氣此時從出口管道和旁通快開閥進入透平，從機身放散管試驗確認全部為煤氣后關閉旁通快開閥、靜葉、緊急切斷閥，開啟入口插板閥，開啟緊急切斷閥，此時只有入口電動蝶閥、快切閥的均壓閥、旁通快開閥處于全關，。在“透平開機”畫面點擊“煤氣置換結束”按下“存儲復位”按鈕，（若復位不成功，需查看停機畫面查看故障），
成功后在“透平開機畫面”中點擊“TRT申請啟動”，在高爐發來“允許啟動”信號后，啟機條件到此全部滿足。
（2） 起機：
在“透平開機”畫面點擊“自開機”計算機進入轉速調節畫面：
首先，入口蝶閥逐漸打開，完全打開后，進入靜葉調轉速過程。隨著靜葉的逐漸打開，透平機的轉速也慢慢增高，當轉速超過設定值時輔泵自動停止，主油泵投入使用，當轉速達到勵磁啟動時，可以投入勵磁。
發電機并網采取手觸屏方式進行，在發電機并網后，系統自動進入“功率調節畫面”
隨著靜葉的開啟，功率逐漸上升，待減壓閥組逐漸關閉后系統自動進入“頂壓調節畫面”
與高爐確認減壓閥組完全關閉，此時靜葉自動按照頂壓設定值調節頂壓，一臺透平機開機完畢。可執行第二臺透平機的開機。
（3） 停機操作：
停機分為正常停機和緊急停機：
在TRT需要檢修或其他原因需要停機時按正常停機處理：首先，正常停機前先通知高爐注意頂壓變化，并逐步打開減壓閥組。然后進入“透平停機”畫面
點擊停機按鈕出現緊急停機和正常停機選項
選擇正常停機按鈕，開始功率調節。靜葉基本關閉后，快切閥全關、靜葉全關，在正常停機過程結束后，將旁通閥逐漸全關，一臺透平機結束，再按上述步驟操作另一臺透平機，當功率逐漸接近“零”時，勵磁裝置滅磁，發電機與電網解列。
（1） 解列后隨著轉速下降主油泵出口壓力慢慢降低，低于設定值時注意輔泵應自動啟動。
（2） 當轉速降到“零”時掛上盤車，繼續盤車，直到透平溫度正常。
（3） 將勵磁裝置恢復到開機前的狀態
正常停機結束
緊急停機：
（1） 在運行中如發生緊急情況，控制系統發出緊急停機信號，使兩臺快切閥快速關閉，TRT停機，同時旁通快開閥開啟一定的角度。
（2） 發現有緊急停機信號機組沒有自動停機時，值班人員應訊速手動緊急停機，可按計算機緊急停機按鈕、儀表柜緊急停機按鈕、手拍危急保安器。
（3） 其它操作與正常停機解列后相同。
至此TRT發電機組的起機、停機操作結束，在我津西鋼鐵使用iFIX所做的畫面應用到現在系統運行穩定，受到崗位人員及領導的好評。
四、TRT建成后的效益利用iFIX的先進控制技術，我們完成了對TRT項目操作站的設計與制作，并出色的完成了項目所要求的各項任務，陜西鼓風機（集團）有限公司的共用型一托二TRT發電機組是其在TRT模擬試驗的基礎上，吸收國內外先進技術，自行研制開發的第一套兩高爐共用型TRT機組，該機組在我津西鋼鐵落成，自2005年8月1日投入運行以來，機組運行穩定，未出現過一次因軟件問題影響生的事故，平均日發電量8.3萬度，經濟效益明顯，受到公司領導的肯定。在控制高爐爐頂壓力方面，只有3KPa左右的波動，對促使高爐順行、增產起到了非常好的作用，高爐方面對此也十分滿意。
[參考文獻]
武漢凱凱自控設備有限公司 《iFIX軟件在燒結廠90、75平方米燒結機工程中的應用》
（河北津西鋼鐵股份有限公司機動處 李海新）
