1 引言 國(guó)大黃金冶煉股份有限公司主要以金銀冶煉，電解銅，硫酸生產(chǎn)為主。該硫酸生產(chǎn)和余熱發(fā)電項(xiàng)目于2005年10月投入生產(chǎn)，自動(dòng)化工程采用浙大中控JX-300X DCS控制系統(tǒng)。JX-300X DCS是浙大中控WebField集散控制系統(tǒng)家族的重要成員，該系統(tǒng)全智能化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了熱冗余和故障自診斷功能。對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控，具有可靠性高，適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是一套技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定、功能完善、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的控制系統(tǒng)。不僅大大提高了硫酸生產(chǎn)的效率，節(jié)省了大量勞動(dòng)力，也為生產(chǎn)的正常進(jìn)行提供了有力保障。 2 硫酸生產(chǎn)及余熱發(fā)電工藝 硫酸生產(chǎn)及余熱發(fā)電工藝流程圖如圖1所示。 [align=center] 圖1 硫酸生產(chǎn)及余熱發(fā)電工藝流程圖[/align] 3 DCS體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu) DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參見圖2。 [align=center] 圖2 DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖[/align] 3.2 管理監(jiān)控層 該DCS控制系統(tǒng)上層共配置了5個(gè)操作站，按工段劃分，硫酸生產(chǎn)工段三個(gè)操作站:一個(gè)工程師站（兼操作員站），兩個(gè)操作員站。其中把工程師站和一個(gè)操作員站配置在硫酸生產(chǎn)總控室，另外一個(gè)操作員站配置在焙燒工段控制室。余熱發(fā)電工段兩個(gè)操作站:一個(gè)工程師站（兼操作員站），一個(gè)操作員站，兩個(gè)站都配置在發(fā)電控制室。所有操作站監(jiān)控軟件均采用浙大中控實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件包AdvanTrol作為監(jiān)控平臺(tái)，且運(yùn)行獨(dú)立工程，其中一臺(tái)退出不會(huì)影響其他計(jì)算機(jī)運(yùn)行。在工程師站上還安裝了AdvanTrol組態(tài)軟件包，用來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)維護(hù)。 3.3 現(xiàn)場(chǎng)控制站 該DCS控制系統(tǒng)共配置了三個(gè)控制站:硫酸生產(chǎn)工段兩個(gè)控制站，余熱發(fā)電工段一個(gè)控制站。每個(gè)控制站的主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、供電單元及有重要控制回路的I/O卡件都采用1:1冗余配置。 3.4 網(wǎng)絡(luò)冗余 系統(tǒng)采用雙高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)SCnet Ⅱ作為其過程控制網(wǎng)絡(luò)。它直接連接系統(tǒng)的控制站、操作站、工程師站、通訊接口單元等. JX-300X DCS系統(tǒng)SCnet Ⅱ網(wǎng)絡(luò)采用雙重化冗余結(jié)構(gòu)。在其中任一條通訊線發(fā)生故障的情況下，通訊網(wǎng)絡(luò)仍保持正常的數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)內(nèi)部采用SBUS冗余高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，是主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡等卡件的信息通道，主要功能是擴(kuò)展I/O機(jī)籠單元和機(jī)柜。 3.5 I/O模塊配置 按照硫酸生產(chǎn)的工藝要求（以設(shè)計(jì)圖紙為主），我們?cè)诮?jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)設(shè)備測(cè)點(diǎn)考察后，統(tǒng)計(jì)出了各個(gè)工段的測(cè)點(diǎn)數(shù)量，按照制酸系統(tǒng)和余熱發(fā)電系統(tǒng)劃分，如表1所示。 [align=center]表1 系統(tǒng)I/O點(diǎn)統(tǒng)計(jì) [/align] 按照自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)的原則，在設(shè)計(jì)配置中充分考慮了測(cè)點(diǎn)余量。根據(jù)測(cè)點(diǎn)的設(shè)計(jì)配置，結(jié)合浙大中控JX-300X DCS系統(tǒng)I/O模塊的特點(diǎn)，筆者給出該DCS系統(tǒng)I/O模塊的配置，如表2所示。 [align=center]表2 控制站I/O模塊配置 [/align] 4 系統(tǒng)控制功能設(shè)計(jì) 該DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了工藝要求的各工段重要測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)在上位機(jī)的實(shí)時(shí)采集和顯示，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)幾十臺(tái)調(diào)節(jié)閥和三臺(tái)變頻器的自動(dòng)控制，和工藝要求的安全生產(chǎn)聯(lián)鎖控制，以及與其他廠家PLC和模塊通訊。 4.1 凈化工段增濕塔溫度聯(lián)鎖控制 凈化工段增濕塔T301氣體出口有三個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，位號(hào)分別為TE-301a，TE-301b，TE-301c，實(shí)現(xiàn)溫度報(bào)警及三取二溫度聯(lián)鎖控制。即當(dāng)溫度指示TIA-301a，TIA-301b，TIA-301c中有兩個(gè)溫度為≥70℃時(shí)，去開電動(dòng)閥門TV-301和停SO2風(fēng)機(jī)?？刂圃韴D如圖3所示。 [align=center] 圖3 增濕塔溫度聯(lián)鎖控制[/align] 4.2 余熱發(fā)電系統(tǒng)安全保護(hù)ETS聯(lián)鎖控制 該聯(lián)鎖控制是整個(gè)DCS系統(tǒng)最重要，也是最復(fù)雜的聯(lián)鎖控制，實(shí)現(xiàn)該聯(lián)鎖的控制，余熱發(fā)電系統(tǒng)才能安全有序地投入生產(chǎn)，否則后果不堪設(shè)想。該聯(lián)鎖的控制原理:首先對(duì)工藝要求的條件分別聯(lián)鎖，即對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表采集的數(shù)據(jù)按照工藝要求的參數(shù)（高低限報(bào)警）進(jìn)行設(shè)置，利用邏輯關(guān)系實(shí)現(xiàn)條件聯(lián)鎖。然后利用條件聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)報(bào)警首出聯(lián)鎖，即發(fā)現(xiàn)最先產(chǎn)生報(bào)警的參數(shù)。最后實(shí)現(xiàn)因報(bào)警而產(chǎn)生的安全動(dòng)作聯(lián)鎖。保證整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的安全。聯(lián)鎖圖如圖4所示。 [align=center] 圖4 余熱發(fā)電系統(tǒng)安全保護(hù)ETS聯(lián)鎖控制[/align] 4.3 與其他廠家PLC和模塊通訊 浙大中控JX-300X DCS系統(tǒng)通過在通訊網(wǎng)絡(luò)上掛接通信接口單元（CIU）可實(shí)現(xiàn)與PLC等數(shù)字設(shè)備的連接。在該項(xiàng)目DCS系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了與SO2風(fēng)機(jī)房GE PLC和循環(huán)水工段泓格采集模塊I7188XA和M7017的通訊。通訊方式為485總線，協(xié)議為MODBUS。 另外還配置了兩臺(tái)UPS電源:SANTAK 10KVA，15KVA不間斷電源。DCS系統(tǒng)所有用電都通過UPS電源供給，在市電停電時(shí)，UPS電源仍然能夠提供1小時(shí)以上的供電，保障DCS系統(tǒng)操作、監(jiān)控的順利進(jìn)行。 5 結(jié)束語 該硫酸生產(chǎn)和余熱發(fā)電DCS自動(dòng)化系統(tǒng)從2005年10月投入生產(chǎn)以來，運(yùn)行情況良好，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，充分發(fā)揮了DCS控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠，檢測(cè)靈活，維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便、開放性強(qiáng)、性能價(jià)格比高。DCS系統(tǒng)的應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省了人力，降低了硫酸制造成本，并改善硫酸的質(zhì)量。實(shí)踐表明DCS在工業(yè)生產(chǎn)中是大有作為的。 加入了一些傳統(tǒng)的硫酸生產(chǎn)工藝沒有的安全聯(lián)鎖控制是項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)與泓格控制模塊7188XA通訊是對(duì)浙大中控DCS應(yīng)用的突破。對(duì)硫酸生產(chǎn)和余熱發(fā)電項(xiàng)目的自動(dòng)控制系統(tǒng)的成功應(yīng)用促進(jìn)了硫酸生產(chǎn)行業(yè)向成本科技、效益管理的轉(zhuǎn)變，同時(shí)，通過本系統(tǒng)的應(yīng)用為惡劣環(huán)境條件下生產(chǎn)過程自動(dòng)控制提供了一個(gè)良好的實(shí)例。