摘要：采用JS-300X DCS及其組態(tài)軟件，實(shí)現(xiàn)對硝酸生產(chǎn)線生產(chǎn)過程的自動(dòng)監(jiān)控，系統(tǒng)采用分級計(jì)算機(jī)控制方式，下位機(jī)負(fù)責(zé)完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、過程控制及向上位機(jī)傳送和接收數(shù)據(jù)等任務(wù)，上位負(fù)責(zé)系統(tǒng)相關(guān)部分的監(jiān)測、控制，并完成數(shù)據(jù)處理及打印等功能。 關(guān)鍵詞：DCS；自動(dòng)監(jiān)控；數(shù)據(jù)采集；過程控制 一、前言 公司硝酸生產(chǎn)線以前生產(chǎn)過程均由人工操作和老式儀表控制，不僅效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大而且控制精度差，很難保證生產(chǎn)安全進(jìn)行。為改變此狀況，公司采用JS-300X DCS及其組態(tài)軟件，實(shí)現(xiàn)對硝酸生產(chǎn)線生產(chǎn)過程的自動(dòng)監(jiān)控。 二、工藝流程 工藝流程圖如圖1 硝酸工段工藝流程 由合成車間來的液氧，經(jīng)過液氨過濾器，入液氨蒸發(fā)器，液氨在蒸發(fā)管間蒸發(fā)成0。3Mpa的氣氨，經(jīng)氨蒸發(fā)分離器，分離出夾帶的霧沫后，氣氨入氣氨過濾器，過濾后再進(jìn)入氣氨預(yù)熱器，用0.2Mpa的低壓蒸汽將氣氨加熱至60℃，然后去氨空氣混合器。 液氨蒸汽發(fā)內(nèi)液氨的蒸發(fā)系利用第二吸收塔24℃冷卻水為熱源，進(jìn)行蒸發(fā)的。 由大氣吸入的空氣經(jīng)過濾器，然后進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)去氨空氣混合器，與氣氨混合。一部分空氣去漂白塔，吹出成品酸中的氧化氮?dú)膺M(jìn)入第一吸收塔之氧化段，這部分空氣稱之為二次空氣 。 氨與空氣在氨空混合器中混合成氨空氣混合氣，經(jīng)氨空過濾器最后凈化后，送至氧化爐的鉑網(wǎng)上，在800～805℃溫度下，氨被氧化成一氣化氮?dú)怏w，然后在廢熱鍋爐內(nèi)回收熱量付產(chǎn)蒸汽，出廢熱鍋爐的一氧化氮?dú)怏w進(jìn)入快冷器，出快冷器的氧化氮?dú)怏w入分離器除去氣體中夾帶的酸霧后，進(jìn)入 第一吸收塔的氧化段。 氧化氮?dú)怏w在氧化段內(nèi)在比較低的溫度下進(jìn)行液相氧化。 由氧化段來的氧化氮?dú)怏w進(jìn)入第一吸收塔吸收段，然后再進(jìn)入第二吸收塔，出第二吸收塔之尾氣進(jìn)堿液吸收塔。 三、控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) JX-300X DCS控制系統(tǒng)的基本組成包括工程師站（ES）、操作站（OS）、控制站（CS）和通訊網(wǎng)絡(luò)SCNETⅡ。 工程師站：用于控制應(yīng)用軟件組態(tài)、系統(tǒng)監(jiān)視、系統(tǒng)維護(hù)的工程設(shè)備。 操作站：用于實(shí)現(xiàn)工藝過程監(jiān)控、操作、記錄等功能，以工業(yè)PC機(jī)為基礎(chǔ)的人機(jī)接口設(shè)備。 控制站：用于過程控制，實(shí)現(xiàn)物理位置、控制功能都相對分散的主要硬件設(shè)備。 通訊網(wǎng)絡(luò)：用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)間相互通訊，將工程師站、操作站、控制站、通訊接口站等硬件設(shè)備構(gòu)成一個(gè)完整的分布式控制系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)為SCNETⅡ過程控制網(wǎng), JX-300X DCS控制系統(tǒng)采用的是10Mbps的工業(yè)以太網(wǎng). 控制站通過主控卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、和相應(yīng)的I/O卡件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場過程信號采集、處理、控制等功能。根據(jù)現(xiàn)場要求的不同，系統(tǒng)配置規(guī)模（控制回路、信息量）不同。在控制站內(nèi)，通過SBUS總線掛接最多8個(gè)I/O單元，每個(gè)I/O單元可掛接最多16個(gè)卡件。I/O卡件可對現(xiàn)場信號進(jìn)行預(yù)處理。 在控制站內(nèi)，以高性能微處理器為核心，能進(jìn)行多種過程控制運(yùn)算和數(shù)字邏輯運(yùn)算，并通過下一級通訊總線（SBUS）獲得各種I/O卡件交換信息的智能卡件為主控卡。主控卡采用冗余配置，保證實(shí)時(shí)過程控制的完整性。 SBUS總線分SBUS—S1和SBUS—S2兩層。SBUS—S2是系統(tǒng)的現(xiàn)場總線，物理上位于控制站內(nèi)I/O機(jī)籠之間，連接主控卡和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡，用于主控卡和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡之間的信息交換。SBUS—S1物理上位于控制站內(nèi)各I/O機(jī)籠內(nèi)，連接數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡和各I/O卡件，用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡與各I/O卡件間的信息交換。 JX-300X DCS控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)流程查看、實(shí)時(shí)趨勢瀏覽、報(bào)警記錄與查看、開關(guān)量變位記錄與查看、報(bào)表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、歷史趨勢存貯與查看、生產(chǎn)過程報(bào)表生成與輸出等功能，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的管理、控制全集成綜合自動(dòng)化。 用于進(jìn)行CS、OS組態(tài)的專用軟件，包括：SCK（系統(tǒng)定義）、SCNetDiag（系統(tǒng)診斷）、SCControl（圖形化組態(tài)）等工具軟件包，稱為組態(tài)軟件包 用于過程實(shí)時(shí)監(jiān)控、操作、記錄、打印、事故報(bào)警等功能的人機(jī)接口軟件稱為實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件AdvanTtrol 組態(tài)軟件包和實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件AdvanTtrol構(gòu)成系統(tǒng)軟件。 四、監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)置6個(gè)開關(guān)輸入量，95個(gè)模擬輸入量以及11個(gè)開關(guān)輸出量和20模擬輸出量。自定義一字節(jié)變量41個(gè)，自定義二字節(jié)變量6個(gè)，自定義回路11個(gè)，常規(guī)方案21個(gè)，自定義控制方案一個(gè)。 該控制系統(tǒng)的組態(tài)可以根據(jù)下面要求用系統(tǒng)軟件組態(tài)軟件包和實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件AdvanTtrol 實(shí)現(xiàn)。 五、常規(guī)控制方案、聯(lián)鎖要求： 1.氧化爐溫度控制方案：氧化爐溫度的采樣點(diǎn)為＊＊＊和＊＊＊；控制方式為兩種。一個(gè)為用氧化爐溫度直接控制氨流量的單回路；一個(gè)為串級控制，氧化爐溫度為外環(huán)，氨空比為內(nèi)環(huán)。兩種控制方式通過按鈕開關(guān)進(jìn)行切換，并且實(shí)現(xiàn)無擾切換。 2.氧化爐溫度、鼓風(fēng)機(jī)溫度等測點(diǎn)加斷偶保護(hù)，當(dāng)熱電偶斷開時(shí)，進(jìn)行報(bào)警并且旁路跳車信號。 3.鼓風(fēng)機(jī)加選取開關(guān)，在啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)后，每套氧化爐要打開進(jìn)氨閥必須先選取合適的鼓風(fēng)機(jī)，兩套氧化爐不得選取同一臺鼓風(fēng)機(jī)。每套氧化爐可能選取任何一臺鼓風(fēng)機(jī)。在氧化爐開車時(shí)，允許在線進(jìn)行鼓風(fēng)機(jī)的選取，但被選項(xiàng)的鼓風(fēng)機(jī)應(yīng)在運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)切換應(yīng)在原有鼓風(fēng)機(jī)的停止前進(jìn)行。 4.氧化爐溫度正?？刂茀^(qū)在＊＊＊℃～＊＊＊℃。當(dāng)氧化爐溫度低于＊＊＊℃時(shí)系統(tǒng)報(bào)警；當(dāng)氧化爐溫度高于＊＊＊℃或氨空比高于設(shè)定時(shí)系統(tǒng)報(bào)警，氧化爐溫度高于＊＊＊℃或氨空比高于高限值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切斷進(jìn)氨電磁閥，同時(shí)NOX放空閥自動(dòng)打開。當(dāng)溫度低于＊＊＊℃時(shí)可以手動(dòng)打開進(jìn)氨電磁閥，也可以手動(dòng)關(guān)閉NOX放空閥。 5.鼓風(fēng)機(jī)停車，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)停車或故障停車時(shí)，同時(shí)聯(lián)鎖關(guān)閉進(jìn)氨電磁閥，NOX放空閥打開，鼓風(fēng)機(jī)放空閥同時(shí)也打開。 6.鼓風(fēng)機(jī)放空電磁閥非正常打開時(shí)，以氨空比升高為參考，聯(lián)鎖系統(tǒng)，同時(shí)切斷進(jìn)氨電磁，NOX放空閥打開。 7.二次空氣放空閥不考慮聯(lián)鎖。 8.當(dāng)每臺鼓風(fēng)機(jī)的各點(diǎn)溫度中，有一點(diǎn)溫度高于＊＊＊℃并且無斷偶信號時(shí)，聯(lián)鎖鼓風(fēng)機(jī)停車；當(dāng)軸位移油壓低于＊＊＊MPa時(shí)，聯(lián)鎖鼓風(fēng)機(jī)停車。 當(dāng)進(jìn)氨閥位預(yù)置值大于或等于＊＊＊時(shí)。計(jì)算機(jī)不確認(rèn)，且閥位不變。 六、組成的相關(guān)畫面如下 以上圖表具有以下特點(diǎn)：1、操作畫面參數(shù)設(shè)定與調(diào)整靈活，人機(jī)界面友好；2、設(shè)有自動(dòng)/手動(dòng)切換，操作簡單；3、生產(chǎn)過程的重要參數(shù)可用趨勢圖實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)，便于查閱。 七、結(jié)束語 該系統(tǒng)投入使用后，運(yùn)行狀況良好，達(dá)到預(yù)期控制要求，不僅改進(jìn)了操作方式，方便操作和管理、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率，且降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品產(chǎn)量，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 參考文獻(xiàn) 1、[1] 浙大中控JS-300X DCS產(chǎn)品產(chǎn)品使用說明書