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IPC/ES系統(tǒng)
------基于GGAj02 K型產(chǎn)品的電除塵器控制新技術(shù)
2000年龍凈推出了第三代的微機(jī)控制高壓整流設(shè)備：K型產(chǎn)品。在K型產(chǎn)品優(yōu)越的技術(shù)性能基礎(chǔ)上，我們應(yīng)用計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)總線等新技術(shù)，開發(fā)出第三代的增強(qiáng)型IPC系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱IPC/ES）。IPC/ES在電除塵器過程控制中，充分發(fā)揮了K型產(chǎn)品微觀和動(dòng)態(tài)的檢測(cè)、分析、診斷能力，完整地開發(fā)'ESP工況分析診斷軟件包'，從而全面提高了供電電源對(duì)各種復(fù)雜工況，如反電暈、電暈閉塞、高粉塵濃度等的跟蹤控制性能。IPC/ES的能量管理（EMS）軟件包，振打****化軟件包與'ESP工況分析診斷軟件包'的緊密結(jié)合，使電除塵器控制進(jìn)入全智能、自適應(yīng)的高級(jí)階段，開始形成真正意義的電除塵智能控制專家系統(tǒng)。另外，IPC/ES具有靈活性好、適應(yīng)性極強(qiáng)的良好結(jié)構(gòu)，它可以提供C/S、B/S結(jié)構(gòu)模式，構(gòu)造兩層或三層靈活多變的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也可以滿足雙機(jī)熱備冗余的要求，可方便地與用戶MIS系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)、遠(yuǎn)程終端用戶互聯(lián)。因而體現(xiàn)出新一代電除塵器計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)越性能。
一、K型產(chǎn)品的三項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新
1、 '超微火花控制特性'新技術(shù)
K型產(chǎn)品采用了一種稱之為'雙重火花檢測(cè)'的新技術(shù)。這種技術(shù)可以檢測(cè)非常微弱的火花前兆信號(hào)，在火花控制中實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊不關(guān)斷軟控制，電流基本上沒有沖擊波，電場(chǎng)電壓恢復(fù)很快，損失極小，應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，設(shè)備即使在每分鐘500次的高火花頻率下運(yùn)行也十分平穩(wěn)，保持了穩(wěn)定的電壓電流輸出特性，可較大幅度地提高平均電壓和平均電流，從而穩(wěn)定地提高除塵效率，這種控制特性稱之為'超微火花控制'。在軟件上，特意設(shè)計(jì)了與IPC/ES的接口，使得IPC/ES可以直接測(cè)試火花的波形，分析火花控制特性，直接調(diào)整火花檢測(cè)的靈敏度，調(diào)整火花響應(yīng)的控制特性和恢復(fù)特性。借助于IPC/ES的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，即使是在千里之外，我們也可以將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的火花控制特性調(diào)至****。
2、 '動(dòng)態(tài)特性診斷'新技術(shù)
'動(dòng)態(tài)特性診斷'新技術(shù)包含三項(xiàng)重要組成部分：瞬態(tài)與穩(wěn)態(tài)波形自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，快速測(cè)試電場(chǎng)動(dòng)態(tài)伏安曲線族技術(shù)，電場(chǎng)工況狀態(tài)自動(dòng)診斷技術(shù)。 眾所周知，電除塵器的運(yùn)行過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，電除塵器運(yùn)行工況的動(dòng)態(tài)特性的分析與診斷是計(jì)算機(jī)過程控制水平提高的重要條件。傳統(tǒng)的控制是單純的電壓電流信號(hào)反饋控制模式，缺乏對(duì)控制對(duì)象內(nèi)在規(guī)律的分析與研究，所以很難抓住控制的目的。為了從根本上改變控制的盲目性，就必須建立全新的'檢測(cè)-診斷-控制'的新模式，這種模式的首要條件就是'動(dòng)態(tài)特性診斷'技術(shù)。因此，K型產(chǎn)品就從這里著手，開發(fā)了三項(xiàng)重要的檢測(cè)與診斷技術(shù)：瞬態(tài)與穩(wěn)態(tài)波形自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，快速測(cè)試電場(chǎng)動(dòng)態(tài)伏安曲線族技術(shù)，電場(chǎng)運(yùn)行工況自動(dòng)診斷技術(shù)。這幾項(xiàng)技術(shù)的實(shí)質(zhì)，就是要捕捉盡可能多、能反映電場(chǎng)動(dòng)態(tài)特性變化的信息，在這些大量信息中尋找內(nèi)在的規(guī)律性，依據(jù)一定的算法，分析診斷出電場(chǎng)工況特性的變化。
3、 'FCS-龍網(wǎng)'--工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用
近年來，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）已成為當(dāng)前控制領(lǐng)域的最熱點(diǎn)研究方向之一。K型產(chǎn)品在通訊接口有兩個(gè)方案：一個(gè)是與原有IPC串行通訊兼容的RS－485串口；另外就是現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)接口。 在采用現(xiàn)場(chǎng)總線的K型設(shè)備中，每一臺(tái)設(shè)備都成為現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)對(duì)等的節(jié)點(diǎn)，通訊控制能力比主從式通訊大大加強(qiáng)。在現(xiàn)場(chǎng)總線通訊過程中，允許節(jié)點(diǎn)采用多種通訊方式（廣播、應(yīng)答、組通訊等等）工作，因而大大加強(qiáng)了通訊的自由度和效率。同時(shí)，在同樣采用雙絞線通訊媒介情況下，通訊速率大大加快。如果采用光纖通訊、通訊速率將更快，一個(gè)寬帶的網(wǎng)絡(luò)和'peer to peer'全新通信方式必將帶來控制功能上的全面提升，同時(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也將發(fā)生巨大的變化。
二、IPC/ES的重點(diǎn)技術(shù)
1、 'ESP工況分析診斷軟件包'（OCD）
在第三代高壓控制產(chǎn)品（K型）的優(yōu)越性能支持下，龍凈的IPC/ES新開發(fā)的'ESP工況分析診斷軟件包'（OCD）是一個(gè)重大的技術(shù)創(chuàng)新。 眾所周知，電場(chǎng)工況分析診斷對(duì)電除塵器的運(yùn)行與控制是十分重要的。但是在實(shí)際工作中，電除塵器運(yùn)行工況的分析與診斷，長(zhǎng)期以來存在很大的困難，往往依賴于觀察者的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，既不科學(xué)又難以準(zhǔn)確。K型產(chǎn)品優(yōu)異的測(cè)試能力，為開發(fā)這個(gè)軟件奠定了基礎(chǔ)。龍凈在全國(guó)選擇了具有各種典型工況的現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行了大量的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作，收集了極其重要的信息素材。在此基礎(chǔ)上，我們通過分析、歸納、總結(jié)，建立了分析診斷的數(shù)學(xué)模型，而現(xiàn)場(chǎng)試診斷的結(jié)果又反饋到分析診斷數(shù)學(xué)模型的修正過程，經(jīng)過多次反復(fù)而達(dá)到較滿意的結(jié)果。目前，該軟件的主要分析診斷目標(biāo)是：電場(chǎng)電暈放電能力評(píng)價(jià)，電場(chǎng)動(dòng)態(tài)阻抗分析，反電暈檢測(cè)與定量分析，火花控制特性評(píng)價(jià)等，這個(gè)軟件可以安裝在便攜式電腦中在現(xiàn)場(chǎng)使用，也可以安裝在IPC系統(tǒng)中應(yīng)用。 龍凈IPC/ES系統(tǒng)的這個(gè)技術(shù)性能，明顯高出國(guó)外同類產(chǎn)品。
2、 '電除塵器智能控制專家系統(tǒng)'（EPES）
電除塵器智能控制專家系統(tǒng)（EPES），是電除塵計(jì)算機(jī)控制的高級(jí)形式。EPES將一個(gè)個(gè)獨(dú)立的功能模塊軟件包，緊密地結(jié)合起來，互相滲透。檢測(cè)信息、診斷信息、控制信息和結(jié)果信息非常流暢地在各個(gè)功能模塊流動(dòng)，使系統(tǒng)表現(xiàn)出高度的智能化、快速性和自適應(yīng)的特點(diǎn)。 龍凈的EPES，重點(diǎn)在于'ESP工況分析診斷軟件包'與能量管理系統(tǒng)、振打****化等軟件包的緊密結(jié)合。從控制的觀點(diǎn)上看，工況分析診斷的結(jié)果，有利于控制方案的確定，減少不利方案的干擾。在同樣的控制策略條件下，能夠更迅速地進(jìn)入最優(yōu)狀態(tài)。
3、 IPC/ES的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)
龍凈的IPC/ES在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)互連上已形成了自己獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可以充分滿足各種需求。
① 在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，IPC/ES系統(tǒng)采用混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，組態(tài)自由度大，可根據(jù)不同用戶需求，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化柔性設(shè)計(jì)。 具有多種的聯(lián)機(jī)方式（現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)、RS-422/485網(wǎng)）與多種組態(tài)模式（C/S模式、B/S模式）的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，可以構(gòu)建從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的多級(jí)、多層次的控制管理系統(tǒng)。另外，系統(tǒng)改進(jìn)、升級(jí)相當(dāng)方便，還可以滿足特殊用戶雙機(jī)熱備冗余的要求。
② 在網(wǎng)絡(luò)互連上，支持多種廣泛應(yīng)用的開放協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 支持TCP/IP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、Modbus協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和OPC工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而無(wú)需增加額外的專用網(wǎng)關(guān)。與DCS系統(tǒng)互連時(shí)，可采用TCP/IP、Modbus協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)約；與工廠監(jiān)控系統(tǒng)等互連時(shí)，可采用TCP/IP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和OPC工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
4、 IPC/ES的雙機(jī)熱備冗余功能
當(dāng)用戶對(duì)IPC系統(tǒng)有雙機(jī)熱備冗余技術(shù)要求時(shí)，龍凈IPC/ES系統(tǒng)的雙機(jī)熱備冗余功能可有效提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，保證系統(tǒng)運(yùn)行的所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的連續(xù)性和安全性。
① 主機(jī)系統(tǒng)熱備冗余時(shí)，兩臺(tái)完全一致的主機(jī)為主備關(guān)系。正常時(shí)，主機(jī)運(yùn)行，備機(jī)監(jiān)視主機(jī)的運(yùn)行，一但發(fā)現(xiàn)主機(jī)故障，備機(jī)立即自動(dòng)切換接管主機(jī)的運(yùn)行；主機(jī)故障恢復(fù)后將重新接管備機(jī)的運(yùn)行，備機(jī)又轉(zhuǎn)入監(jiān)視狀態(tài)。
② 通訊網(wǎng)絡(luò)熱備冗余時(shí)，兩套完全一致的通訊總線構(gòu)成系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)某一通訊總線故障時(shí)，由處于運(yùn)行狀態(tài)的主機(jī)（或備機(jī)）自動(dòng)切換至另一通訊總線。
③ 在熱備狀態(tài)下，與其它系統(tǒng)互連時(shí)，IPC/ES系統(tǒng)主、備機(jī)也均設(shè)有與其它系統(tǒng)互連的熱備冗余功能。正常時(shí)，由主機(jī)與其它系統(tǒng)互連；主機(jī)故障時(shí)，由備機(jī)與其它系統(tǒng)互連。
5、 '振打****化'軟件（EPRO）的開發(fā)
龍凈的頂部電磁振打式電除塵器的振打控制具有明顯優(yōu)勢(shì)：
① 振打控制是對(duì)整臺(tái)電除塵器的振打器實(shí)現(xiàn)整體控制的，而不是單個(gè)電場(chǎng)分開控制，這樣可以減輕二次揚(yáng)塵；
② 可以根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)每個(gè)振打器的振打力。 EPRO軟件要解決的重點(diǎn)是，在整臺(tái)除塵器中安排各個(gè)分區(qū)振打時(shí)間的分隔; 在各分區(qū)振打器中優(yōu)選****的振打周期; 在不同區(qū)域的振打器設(shè)定不同的振打力; 在各分區(qū)振打時(shí)調(diào)整供電功率的控制。
三、結(jié)語(yǔ)
基于K型產(chǎn)品的幾項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，龍凈第三代計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)--IPC/ES 具有'檢測(cè)-診斷-控制'的新模式，并開始進(jìn)入電除塵智能控制專家系統(tǒng)的高級(jí)階段。IPC/ES優(yōu)秀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)給應(yīng)用賦予了更寬的空間。