CN111020081B - 高炉多系统相互冗余自动优化控制结构及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高炉多系统相互冗余自动优化控制结构及控制方法，包括高炉本体，还包括炉顶系统、煤气清洗系统和TRT系统，高炉本体分别与炉顶系统、煤气清洗系统、TRT系统形成连通；前述的炉顶系统、煤气清洗系统以及TRT系统三者中每两者之间均形成连通；本发明通过“一入双出”的传输结构，实现对系统信号的快速判断并在发生故障时及时切断，提高对设备控制的稳定系数。
Description
技术领域
本发明涉及一种高炉多系统相互冗余自动优化控制结构及控制方法，属于工业生产领域。
背景技术
数据检测在工业生产中应用广泛且应用，尤其是在自动控制调节系统等方面起到至关重要的作用；例如在高炉顶压控制中，如控制不当可导致炉内憋压或者泄压等相关恶性问题，特别是发生憋压容易造成恶劣事故，导致设备系统运行不稳和人员伤害，给企业带来一定的经济损失及其他不可预料的事故；在此基础上，申请号为200810219916.0的发明公开了一种数据采集与监测控制系统终端采集设备，包括无线数据传输单元、数据采集单元、中央处理单元、电源控制模块；电源控制单元的电源输出端分别与数据采集单元和无线数据传输单元连接；中央处理单元的数据输入端与数据采集单元的输出端连接；中央处理单元的数据输出端与无线数据传输单元连接；中央处理单元向电源控制单元发出不同的控制信号，电源控制单元根据该不同的控制信号对数据采集单元和无线数据传输单元供断电。
上述已公开技术虽然实现了信号的自动传输及自动控制，但是其控制系统数据采集采用的是单点传输，采集数据时受线路故障、仪表故障、PLC控制系统故障、信号发生突变等影响无法做到连续稳定控制，一旦故障整个控制系统势必处于失控或瘫痪状态；而传统的数据多点传输采集控制涉及采集点位的响应速度，如在高炉顶压控制中，压力突发故障时采集点位选择响应速度需毫秒级别甚至要做到冗余方可满足控制要求，人工干预是无法做到的。
发明内容
本发明提供一种高炉多系统相互冗余自动优化控制结构及控制方法，通过“一入双出”的传输结构，实现对系统信号的快速判断并在发生故障时及时切断，提高对设备控制的稳定系数。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高炉多系统相互冗余自动优化控制结构，包括高炉本体，还包括炉顶系统、煤气清洗系统和TRT系统，高炉本体分别与炉顶系统、煤气清洗系统、TRT系统形成连通；
前述的炉顶系统、煤气清洗系统以及TRT系统三者中每两者之间均形成连通；
作为本发明的进一步优选，高炉本体与TRT系统的信号接收端连通，TRT系统的两个信号输出端分别与煤气清洗系统的信号接收端、炉顶系统的信号接收端连通；
高炉本体与煤气清洗系统的信号接收端连通，煤气清洗系统的两个信号输出端分别与炉顶系统的信号接收端、TRT系统的的信号接收端连通；
高炉本体与炉顶系统的信号接收端连通，炉顶系统的两个信号输出端分别与煤气清洗系统的信号接收端、TRT系统的信号接收端连通；
作为本发明的进一步优选，高炉本体与TRT系统之间设置第一压力检测装置，第一压力检测装置的信号输出端与TRT系统的信号接收端连接；
高炉本体与煤气清洗系统之间设置第二压力检测装置，第二压力检测装置的信号输出端与煤气清洗系统的信号接收端连接；
高炉本体与炉顶系统之间设置第三压力检测装置，第三压力检测装置的信号输出端与炉顶系统的信号接收端连接；
作为本发明的进一步优选，
煤气清洗系统其中一个信号输出端通过第一信号输送装置与炉顶系统的信号接收端连接，煤气清洗系统另外一个信号输出端通过第二信号输送装置与TRT系统的信号接收端连接；
TRT系统其中一个信号输出端通过第三信号输送装置与煤气清洗系统的信号接收端连接，TRT系统另外一个信号输出端通过第四信号输送装置与炉顶系统的信号接收端连接；
炉顶系统其中一个信号输出端通过第五信号输送装置与煤气清洗系统的信号接收端连接，炉顶系统另外一个信号输出端通过第六信号输送装置与TRT系统的信号接收端连接；
一种高炉多系统相互冗余自动优化控制方法，第一压力检测装置、第二压力检测装置以及第三压力检测装置将由高炉本体处检测到获取三个信号；
第一压力检测装置检测到的信号输送至TRT系统，TRT系统将接收到的信号裂变通过第三信号输送装置输送至煤气清洗系统，通过第四信号输送装置输送至炉顶系统；
第二压力检测装置检测到的信号输送至煤气清洗系统，煤气清洗系统将接收到的信号裂变通过第一信号输送装置输送至炉顶系统，通过第二信号输送装置输送至TRT系统；
第三压力检测装置检测到的信号输送至炉顶系统，炉顶系统将接收到的信号裂变通过第五信号输送装置输送至煤气清洗系统，通过第六信号输送装置输送至TRT系统；
在系统内预设设定值，选取第一压力检测装置、第二压力检测装置以及第三压力检测装置获取的压力值，经过压力换算功能块进行换算后与设定值比较，若出现的压力值为异常，则自动判断且切断故障状态值，输出正常压力值，若出现的压力值为正常，则输出三个压力值的平均值。
通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明设置三个压力检测装置，其信号传输通过“一入双出”的传输方式，数据的采集可以采用三选一的算法进行获取；
2、本发明每个系统依靠独立电源供电，供电安全可靠，不需要考虑其中一条线路发生故障引起的系统信号输出瘫痪；
3、本发明经过自动检测信号后选择、判断最终输出的稳定可靠的信号，为控制高炉顶压做出迅速判断，同时在发生故障时及时切断故障，提高高炉本体的稳定。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的整体线路结构示意图。
图中：1为第一压力检测装置，2为第二压力检测装置，3为第三压力检测装置，4为第一信号输送装置，5为第二信号输送装置，6为第三信号输送装置，7为第四信号输送装置，8为第五信号输送装置，9为第六信号输送装置。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1：
如图1所示，本发明提供一种高炉多系统相互冗余自动优化控制结构，包括高炉本体，还包括炉顶系统、煤气清洗系统和TRT系统，炉顶系统（TOP）、煤气清洗系统（GAC）和TRT系统为三个PLC系统，高炉本体分别与炉顶系统、煤气清洗系统、TRT系统形成连通；炉顶系统、煤气清洗系统以及TRT系统三者中每两者之间同样均形成连通；
具体的，高炉本体与TRT系统之间设置第一压力检测装置1，第一压力检测装置1的信号输出端与TRT系统的信号接收端连接，TRT系统其中一个信号输出端通过第三信号输送装置6与煤气清洗系统的信号接收端连接，TRT系统另外一个信号输出端通过第四信号输送装置7与炉顶系统的信号接收端连接；
高炉本体与煤气清洗系统之间设置第二压力检测装置2，第二压力检测装置2的信号输出端与煤气清洗系统的信号接收端连接，煤气清洗系统其中一个信号输出端通过第一信号输送装置4与炉顶系统的信号接收端连接，煤气清洗系统另外一个信号输出端通过第二信号输送装置5与TRT系统的信号接收端连接；
高炉本体与炉顶系统之间设置第三压力检测装置3，第三压力检测装置3的信号输出端与炉顶系统的信号接收端连接，炉顶系统其中一个信号输出端通过第五信号输送装置8与煤气清洗系统的信号接收端连接，炉顶系统另外一个信号输出端通过第六信号输送装置9与TRT系统的信号接收端连接；
第一压力检测装置1、第二压力检测装置2以及第三压力检测装置3内均只有压力换算功能块，可以将获取的高炉本体实时信号进行压力调节，最终经由三个系统输出；
在上述系统连接结构中，每个系统均形成了“一入双出”的传输模式，高炉本体的信号采集通过其中任意一个系统均可获取实时信号。
实施例2：
基于上述高炉多系统相互冗余自动优化控制结构，其进行自动优化控制的方法包括以下步骤：第一压力检测装置1、第二压力检测装置2以及第三压力检测装置3将由高炉本体处检测到获取三个信号；
第一压力检测装置1检测到的信号输送至TRT系统，TRT系统将接收到的信号裂变通过第三信号输送装置6输送至煤气清洗系统，通过第四信号输送装置7输送至炉顶系统；
第二压力检测装置2检测到的信号输送至煤气清洗系统，煤气清洗系统将接收到的信号裂变通过第一信号输送装置4输送至炉顶系统，通过第二信号输送装置5输送至TRT系统；
第三压力检测装置3检测到的信号输送至炉顶系统，炉顶系统将接收到的信号裂变通过第五信号输送装置8输送至煤气清洗系统，通过第六信号输送装置9输送至TRT系统；
在系统内预设设定值，选取第一压力检测装置1、第二压力检测装置2以及第三压力检测装置3获取的压力值，经过压力换算功能块进行换算后与设定值比较，若出现的压力值为异常，则自动判断且切断故障状态值，输出正常压力值，若出现的压力值为正常，则输出三个压力值的平均值；
具体的，选取第一压力检测装置1、第二压力检测装置2以及第三压力检测装置3获取的三个压力值，两两组合获取三组平均值，利用任意两个平均值相减后取差的绝对值，再获取三组；将获取的三组绝对值与系统设定值进行对比以此来自动判断获得的三个压力值是否出现异常；
若无异常，则输出第一压力检测装置1、第二压力检测装置2以及第三压力检测装置3获取的三个压力值的平均值；若存在异常，自动判断且切断故障状态值，输出正常压力值，需要说明的是，此处的输出为冗余不间断输出。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (2)
1.一种高炉多系统相互冗余自动优化控制结构，包括高炉本体，其特征在于：还包括炉顶系统、煤气清洗系统和TRT系统，高炉本体分别与炉顶系统、煤气清洗系统、TRT系统形成连通；
前述的炉顶系统、煤气清洗系统以及TRT系统三者中每两者之间同样均形成连通；
高炉本体与TRT系统的信号接收端连通，TRT系统的两个信号输出端分别与煤气清洗系统的信号接收端、炉顶系统的信号接收端连通；
高炉本体与煤气清洗系统的信号接收端连通，煤气清洗系统的两个信号输出端分别与炉顶系统的信号接收端、TRT系统的信号接收端连通；
高炉本体与炉顶系统的信号接收端连通，炉顶系统的两个信号输出端分别与煤气清洗系统的信号接收端、TRT系统的信号接收端连通；
高炉本体与TRT系统之间设置第一压力检测装置，第一压力检测装置的信号输出端与TRT系统的信号接收端连接；
高炉本体与煤气清洗系统之间设置第二压力检测装置，第二压力检测装置的信号输出端与煤气清洗系统的信号接收端连接；
高炉本体与炉顶系统之间设置第三压力检测装置，第三压力检测装置的信号输出端与炉顶系统的信号接收端连接；
煤气清洗系统其中一个信号输出端通过第一信号输送装置与炉顶系统的信号接收端连接，煤气清洗系统另外一个信号输出端通过第二信号输送装置与TRT系统的信号接收端连接；
TRT系统其中一个信号输出端通过第三信号输送装置与煤气清洗系统的信号接收端连接，TRT系统另外一个信号输出端通过第四信号输送装置与炉顶系统的信号接收端连接；
炉顶系统其中一个信号输出端通过第五信号输送装置与煤气清洗系统的信号接收端连接，炉顶系统另外一个信号输出端通过第六信号输送装置与TRT系统的信号接收端连接；
三个压力检测装置的信号传输通过一入双出的传输方式，数据的采集可以采用三选一的算法进行获取。
2.一种高炉多系统相互冗余自动优化控制方法，其特征在于：第一压力检测装置、第二压力检测装置以及第三压力检测装置将由高炉本体处检测到获取三个信号；
第一压力检测装置检测到的信号输送至TRT系统，TRT系统将接收到的信号裂变通过第三信号输送装置输送至煤气清洗系统，通过第四信号输送装置输送至炉顶系统；
第二压力检测装置检测到的信号输送至煤气清洗系统，煤气清洗系统将接收到的信号裂变通过第一信号输送装置输送至炉顶系统，通过第二信号输送装置输送至TRT系统；
第三压力检测装置检测到的信号输送至炉顶系统，炉顶系统将接收到的信号裂变通过第五信号输送装置输送至煤气清洗系统，通过第六信号输送装置输送至TRT系统；
在系统内预设设定值，选取第一压力检测装置、第二压力检测装置以及第三压力检测装置获取的压力值，每个系统内的信号经过压力换算功能块进行换算后与设定值比较，若出现的压力值为异常，则自动判断且切断故障状态值，输出正常压力值，若出现的压力值为正常，则输出三个压力值的平均值。
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