JS-300X DCS控制系统在硝酸生产线上的监控

摘要：采用JS-300X DCS及其组态软件，实现对硝酸生产线生产过程的自动监控，系统采用分级计算机控制方式，下位机负责完成现场数据采集、预处理、过程控制及向上位机传送和接收数据等任务，上位负责系统相关部分的监测、控制，并完成数据处理及打印等功能。 关键词：DCS；自动监控；数据采集；过程控制 一、前言 公司硝酸生产线以前生产过程均由人工操作和老式仪表控制，不仅效率低、工人劳动强度大而且控制精度差，很难保证生产安全进行。为改变此状况，公司采用JS-300X DCS及其组态软件，实现对硝酸生产线生产过程的自动监控。 二、工艺流程 工艺流程图如图1 硝酸工段工艺流程 由合成车间来的液氧，经过液氨过滤器，入液氨蒸发器，液氨在蒸发管间蒸发成0。3Mpa的气氨，经氨蒸发分离器，分离出夹带的雾沫后，气氨入气氨过滤器，过滤后再进入气氨预热器，用0.2Mpa的低压蒸汽将气氨加热至60℃，然后去氨空气混合器。 液氨蒸汽发内液氨的蒸发系利用第二吸收塔24℃冷却水为热源，进行蒸发的。 由大气吸入的空气经过滤器，然后进入鼓风机去氨空气混合器，与气氨混合。一部分空气去漂白塔，吹出成品酸中的氧化氮气进入第一吸收塔之氧化段，这部分空气称之为二次空气 。 氨与空气在氨空混合器中混合成氨空气混合气，经氨空过滤器最后净化后，送至氧化炉的铂网上，在800~805℃温度下，氨被氧化成一气化氮气体，然后在废热锅炉内回收热量付产蒸汽，出废热锅炉的一氧化氮气体进入快冷器，出快冷器的氧化氮气体入分离器除去气体中夹带的酸雾后，进入 第一吸收塔的氧化段。 氧化氮气体在氧化段内在比较低的温度下进行液相氧化。 由氧化段来的氧化氮气体进入第一吸收塔吸收段，然后再进入第二吸收塔，出第二吸收塔之尾气进碱液吸收塔。 三、控制系统体系结构 JX-300X DCS控制系统的基本组成包括工程师站（ES）、操作站（OS）、控制站（CS）和通讯网络SCNETⅡ。 工程师站：用于控制应用软件组态、系统监视、系统维护的工程设备。 操作站：用于实现工艺过程监控、操作、记录等功能，以工业PC机为基础的人机接口设备。 控制站：用于过程控制，实现物理位置、控制功能都相对分散的主要硬件设备。 通讯网络：用于实现系统各节点间相互通讯，将工程师站、操作站、控制站、通讯接口站等硬件设备构成一个完整的分布式控制系统的通讯网络为SCNETⅡ过程控制网, JX-300X DCS控制系统采用的是10Mbps的工业以太网. 控制站通过主控卡、数据转发卡、和相应的I/O卡件实现现场过程信号采集、处理、控制等功能。根据现场要求的不同，系统配置规模（控制回路、信息量）不同。在控制站内，通过SBUS总线挂接最多8个I/O单元，每个I/O单元可挂接最多16个卡件。I/O卡件可对现场信号进行预处理。 在控制站内，以高性能微处理器为核心，能进行多种过程控制运算和数字逻辑运算，并通过下一级通讯总线（SBUS）获得各种I/O卡件交换信息的智能卡件为主控卡。主控卡采用冗余配置，保证实时过程控制的完整性。 SBUS总线分SBUS—S1和SBUS—S2两层。SBUS—S2是系统的现场总线，物理上位于控制站内I/O机笼之间，连接主控卡和数据转发卡，用于主控卡和数据转发卡之间的信息交换。SBUS—S1物理上位于控制站内各I/O机笼内，连接数据转发卡和各I/O卡件，用于数据转发卡与各I/O卡件间的信息交换。 JX-300X DCS控制系统可以实现实时数据采集、实时流程查看、实时趋势浏览、报警记录与查看、开关量变位记录与查看、报表数据存储、历史趋势存贮与查看、生产过程报表生成与输出等功能，从而实现生产过程的管理、控制全集成综合自动化。 用于进行CS、OS组态的专用软件，包括：SCK（系统定义）、SCNetDiag（系统诊断）、SCControl（图形化组态）等工具软件包，称为组态软件包 用于过程实时监控、操作、记录、打印、事故报警等功能的人机接口软件称为实时监控软件AdvanTtrol 组态软件包和实时监控软件AdvanTtrol构成系统软件。 四、监控系统的设计 为实现自动监控，整个系统设置6个开关输入量，95个模拟输入量以及11个开关输出量和20模拟输出量。自定义一字节变量41个，自定义二字节变量6个，自定义回路11个，常规方案21个，自定义控制方案一个。 该控制系统的组态可以根据下面要求用系统软件组态软件包和实时监控软件AdvanTtrol 实现。 五、常规控制方案、联锁要求： 1.氧化炉温度控制方案：氧化炉温度的采样点为***和***；控制方式为两种。一个为用氧化炉温度直接控制氨流量的单回路；一个为串级控制，氧化炉温度为外环，氨空比为内环。两种控制方式通过按钮开关进行切换，并且实现无扰切换。 2.氧化炉温度、鼓风机温度等测点加断偶保护，当热电偶断开时，进行报警并且旁路跳车信号。 3.鼓风机加选取开关，在启动鼓风机后，每套氧化炉要打开进氨阀必须先选取合适的鼓风机，两套氧化炉不得选取同一台鼓风机。每套氧化炉可能选取任何一台鼓风机。在氧化炉开车时，允许在线进行鼓风机的选取，但被选项的鼓风机应在运行状态，同时切换应在原有鼓风机的停止前进行。 4.氧化炉温度正常控制区在***℃~***℃。当氧化炉温度低于***℃时系统报警；当氧化炉温度高于***℃或氨空比高于设定时系统报警，氧化炉温度高于***℃或氨空比高于高限值时，系统自动切断进氨电磁阀，同时NOX放空阀自动打开。当温度低于***℃时可以手动打开进氨电磁阀，也可以手动关闭NOX放空阀。 5.鼓风机停车，当鼓风机停车或故障停车时，同时联锁关闭进氨电磁阀，NOX放空阀打开，鼓风机放空阀同时也打开。 6.鼓风机放空电磁阀非正常打开时，以氨空比升高为参考，联锁系统，同时切断进氨电磁，NOX放空阀打开。 7.二次空气放空阀不考虑联锁。 8.当每台鼓风机的各点温度中，有一点温度高于***℃并且无断偶信号时，联锁鼓风机停车；当轴位移油压低于***MPa时，联锁鼓风机停车。 当进氨阀位预置值大于或等于***时。计算机不确认，且阀位不变。 六、组成的相关画面如下 以上图表具有以下特点：1、操作画面参数设定与调整灵活，人机界面友好；2、设有自动/手动切换，操作简单；3、生产过程的重要参数可用趋势图实时显示和存储，便于查阅。 七、结束语 该系统投入使用后，运行状况良好，达到预期控制要求，不仅改进了操作方式，方便操作和管理、降低劳动强度、提高劳动效率，且降低了生产成本，提高了产品产量，取得良好的经济效益和社会效益。 参考文献 1、[1] 浙大中控JS-300X DCS产品产品使用说明书