|
摘要:本文介紹了浙大中控的Jx-300XP DCS系統(tǒng)在川化1．4萬(wàn)t/ a雙氧水裝置上的應(yīng)用，該系統(tǒng)由工程師站、操作站、控制站、過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)等組成，能對(duì)雙氧水生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制。
關(guān)鍵詞:JX-300XP DCS 自動(dòng)控制
0 前言
川化股份有限公司氣體廠1．4萬(wàn)t／a過(guò)氧化氫裝置采用了浙大中控技術(shù)有限公司的Jx300XP DCS系統(tǒng)來(lái)替代1萬(wàn)t／a雙氧水裝置所使用的Honeywell公司的Plantscape DCS系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了該裝置的工藝生產(chǎn)操作、監(jiān)視、自動(dòng)控制、程序控制、聯(lián)鎖保護(hù)、數(shù)據(jù)采集和生產(chǎn)管理等功能。
1 工藝簡(jiǎn)介
1．4萬(wàn)t／a過(guò)氧化氫裝置分為氫化、氧化、萃取、凈化和后處理工序。工藝采用鈀催化劑固定蒽醌法生產(chǎn)過(guò)氧化氫。蒽醌法生產(chǎn)雙氧水是采用自動(dòng)氧化法或循環(huán)還原一氧化法。該方法以2乙基葸醌作為工作載體，以重芳烴與磷酸三辛酯的混合物作為溶劑，配制成工作液。將工作液與氫氣一起通入裝有鈀催化劑的氫化塔內(nèi)，在一定的溫度和壓力下進(jìn)行氫化反應(yīng)，得到相應(yīng)的2一乙基氫蒽醌溶液，此液進(jìn)入氧化塔后再被空氣氧化，生成過(guò)氧化氫，同時(shí)工作液中的2一乙基氫蒽醌恢復(fù)成原來(lái)的蒽醌。含有過(guò)氧化氫的工作液進(jìn)入萃取塔，利用過(guò)氧化氫在水和工作液中溶解度的不同以及工作液與水的密度差，用純水萃取含有過(guò)氧化氫的工作液，得到含過(guò)氧化氫的水溶液，經(jīng)萃取后的工作液重新回到系統(tǒng)，繼續(xù)循環(huán)使用。
2 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
JX 300XP DCS系統(tǒng)采用三層通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
最上層為信息管理網(wǎng)，采用符合TCP／IP協(xié)議的以太網(wǎng)，連接控制裝置的網(wǎng)橋以及企業(yè)內(nèi)各管理計(jì)算機(jī)用于信息的傳送和管理，是實(shí)現(xiàn)綜合管理的信息通道。
中間層為過(guò)程控制網(wǎng)（SCnet lI），采用雙高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)SCnet II作為其過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)，連接操作員站、工程師站和控制站，并傳輸各種實(shí)時(shí)信息。
底層網(wǎng)絡(luò)為控制站內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)（SUBS），采用主控制卡指揮式令牌網(wǎng)，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)通信協(xié)議，是控制站各卡件之問(wèn)進(jìn)行信息交換的通道。
3 配置方案
1．4萬(wàn)t／a過(guò)氧化氫裝置JX一300XP DCS系統(tǒng)配置了1個(gè)控制站、3個(gè)操作站、配電和安全柵柜、打印機(jī)、通訊總線以及舊系統(tǒng)的1套UPS電源。l臺(tái)服務(wù)器用于公司級(jí)的信息傳送，是實(shí)現(xiàn)公司綜合管理的信息通道。
該系統(tǒng)有1個(gè)卡件機(jī)柜（SC1），共安裝有5只機(jī)籠，包括1只電源機(jī)籠和4只卡件機(jī)籠。主控卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、10卡都安裝在該機(jī)籠里。
該系統(tǒng)共有6O個(gè)繼電器，其中用于DO的共42個(gè)，全部為于結(jié)點(diǎn)輸出；用于DI的共l8個(gè)，繼電器驅(qū)動(dòng)電源為DC 24V，安裝在新安全柵柜內(nèi)。
該系統(tǒng)使用了兩套安全柵。一套是舊安全柵柜里安裝有95個(gè)P+F齊納式安全柵（限制回路電壓，使回路電壓低于齊納柵安全限壓值），其中模擬量輸入型安全柵需要單獨(dú)提供電源，其電源串接在安全柵與卡件之間的回路中，電源來(lái)自舊配電柜，現(xiàn)場(chǎng)變送器電源由安全柵提供；而模擬量輸出型安全柵不需要供電，其模擬輸出信號(hào)從卡件經(jīng)安全柵后直接送給現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，開關(guān)量輸入型安全柵不用配電。此外舊安全柵柜里安裝有5個(gè)并接供電的隔離式安全柵。
另一套是新安全柵柜里安裝的76個(gè)TURCK隔離式安全柵，它們采用統(tǒng)一并接供電，不單獨(dú)為每～個(gè)安全柵分別接人電源；現(xiàn)場(chǎng)變送器電源由模擬量輸入型安全柵提供，其輸出直接到卡件對(duì)應(yīng)點(diǎn)，模擬輸出型安全柵接收卡件傳來(lái)的信號(hào)送給現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器，開關(guān)量輸入型安全柵為制氫部分的開關(guān)閥的位置開關(guān)提供24VDC電源。
4 控制方案
?。?）簡(jiǎn)單回路控制。PAS的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的原料氣壓力（PV一901）調(diào)節(jié)、吸附壓力（PV一902）調(diào)節(jié)、產(chǎn)品氣壓力調(diào)節(jié)等4套系統(tǒng)和3套程控系統(tǒng)以及其他工序中的LICA一104、FIC-2106、PRCA一201,PIC一2201等共計(jì)4l套系統(tǒng)均為簡(jiǎn)單回路控制。
?。?）復(fù)雜回路控制。1套變壓吸附（PSA）提氫采用了順控方案，并采用語(yǔ)言編寫，它有“復(fù)位”、“步進(jìn)”、“自檢”、“暫?！薄ⅰ白詣?dòng)運(yùn)行”、“手動(dòng)切塔”幾種選擇，裝置在運(yùn)行過(guò)程中，任一時(shí)刻總有吸附器處于吸附狀態(tài)和再生的不同步驟，在停車時(shí)，程序處于“暫?！睜顟B(tài)。開車前首先要手動(dòng)選擇好吸附器，當(dāng)選擇“623”時(shí)，表示使用6臺(tái)吸附器，其中有2臺(tái)吸附，有3次均壓；當(dāng)選擇“513”時(shí)，表示使用5臺(tái)吸附器，其中有1臺(tái)吸附，有3次均壓，其中有1臺(tái)處于故障狀態(tài)。然后讓程序處于“自檢”狀態(tài)，檢查自控系統(tǒng)運(yùn)行程序與工況步驟是否一致，如果不一致，要通過(guò)“步進(jìn)”使之一致；當(dāng)程序與工況一致時(shí)，再逐漸開啟原料氣進(jìn)閥。最后讓程序退出“自檢”狀態(tài)，切換到“自動(dòng)運(yùn)行”狀態(tài)，使系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。
若出現(xiàn)故障需要停車檢修時(shí)，則讓程序處于“手動(dòng)”，這時(shí)所有的程控閥全部關(guān)閉，可以根據(jù)情況檢修或手動(dòng)調(diào)試其中任意程控閥。
要想使程序直接轉(zhuǎn)到循環(huán)的第一步，則直接點(diǎn)“復(fù)位”。
總之，來(lái)自外界的原料氣進(jìn)入氣液分離器（V0901），在此脫除氣體中的游離水。當(dāng)不允許原料氣進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，則通過(guò)管道PG908放空；若允許時(shí)，則原料氣通過(guò)PV-901進(jìn)入PSA系統(tǒng)。
在裝置運(yùn)行過(guò)程中，任一時(shí)刻總有2臺(tái)吸附器處于吸附狀態(tài)，其余4臺(tái)吸附器處于再生的不同步驟。每臺(tái)吸附器依次經(jīng)歷吸附、一級(jí)壓力均衡降（ElD）、二級(jí)壓力均衡降（E2D）、順向放壓（PP）、三級(jí)壓力均衡降（E3D）、逆向放壓（D）、沖洗（P）、三級(jí)壓力均衡升（E3R）、二級(jí)壓力均衡升（E2R）、隔離（ts）、～級(jí)壓力均衡升（E1R）和最終充壓（FR）等步驟。整個(gè)工藝時(shí)序及狀況都通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)好的順控方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。
5 ．JX.300XP DCS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
?。?）JX．300XP DCS系統(tǒng)的軟件安裝方便、快捷。Plantscape DCS系統(tǒng)軟件的安裝需要很長(zhǎng)時(shí)間，安裝過(guò)程需仔細(xì)，一旦一步做錯(cuò)，將全部重新再來(lái)；而JX～300XP DCS系統(tǒng)軟件的安裝僅需2Orain左右，大大節(jié)省了安裝時(shí)問(wèn)。
?。?）系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡具有一系列的自檢功能且方便監(jiān)控與查看。該系統(tǒng)可檢測(cè)I／O通道通信線路的短路和斷路，并且能夠檢查出發(fā)生故障的通道號(hào)，它不僅可以通過(guò)LED指示反映部分故障情況，而且還能通過(guò)上位機(jī)監(jiān)控軟件在操作站直接查看出故障的準(zhǔn)確位置。
?。?）JX．300XP DCS系統(tǒng)控制卡的綜合診斷到了L／O通道級(jí)，具有靈活的報(bào)警處理和信號(hào)質(zhì)量碼功能，過(guò)程點(diǎn)的傳感器和高低限檢查，過(guò)程點(diǎn)報(bào)警處理增加了過(guò)程點(diǎn)的質(zhì)量標(biāo)志—— “報(bào)警”、“變送器故障”、“自動(dòng)／手動(dòng)”、“可疑”等。
?。?）系統(tǒng)為全中文對(duì)話，便于理解。
?。?）系統(tǒng)的上位機(jī)上顯示的控制閥位輸出與現(xiàn)場(chǎng)閥門的實(shí)際開度是完全一致的，在控制閥位時(shí)不需再考慮閥門的氣開、氣閉情況，方便了操作．在危急情況時(shí)更能及時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行處理。
（6）系統(tǒng)此次的硬件安裝，每一個(gè)安全柵以及對(duì)應(yīng)的開關(guān)都粘貼了與之隔離的變送器相呼應(yīng)的標(biāo)號(hào)，查找故障對(duì)可以從實(shí)際接線中一目了然地直接查找故障點(diǎn)，不需再去查閱大量的接線圖，方便了故障的查找和處理，為在第一時(shí)間內(nèi)及時(shí)處理事故贏得了寶貴的時(shí)間。
（7）增加了1臺(tái)服務(wù)器，通過(guò)其與操作站的連接，把分析數(shù)據(jù)和監(jiān)控畫面放到企業(yè)門戶上，實(shí)現(xiàn)其控制過(guò)程在川化網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞，是實(shí)現(xiàn)全公司管控一體化的良好開端。 | 
