摘 要：文章介紹了DCS系統(tǒng)在硝酸氧化串級比值控制中的應(yīng)用，包括DCS系統(tǒng)簡介，生產(chǎn)工藝和控制要求。 關(guān)鍵詞：DCS；串級比值控制；聯(lián)鎖；JX一300X 氨氧化法制硝酸是硝酸生產(chǎn)中比較普遍的方法，具體為將凈化后的氨氣與空氣配成一定比例的混合氣，在氧化爐內(nèi)通過鉑網(wǎng)觸媒，進行氧化反應(yīng)，生成氮氧化物氣體供制取稀硝酸。 氨氧化反應(yīng)對氧化爐內(nèi)的氨空流量比和爐溫的要求非常嚴格，所以，氨空比與爐溫的實時檢測與穩(wěn)定控制是氧化爐控制的關(guān)鍵。 [b]1 氧化爐控制系統(tǒng)說明 1．1 反應(yīng)方程式[/b] 為了保證氨在氧化過程中處于最優(yōu)勝態(tài)，有較好的氧化率，選擇鉑網(wǎng)溫度作為調(diào)節(jié)指標，氨量對爐溫影響最大，所以把氨量作為調(diào)節(jié)劑。 由于氧化爐溫度調(diào)節(jié)對象滯后較大，通道較長，慣性大，各種干擾參數(shù)多，所以采用單回路調(diào)節(jié)爐溫波動較大，爐溫波動時對氧化爐的壽命影響很大，采用如下措施：實現(xiàn)NH。一Air量流量比調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后對NH。一Air流量方面的擾動能迅速加以克服，從而提高了調(diào)節(jié)質(zhì)量，因此采用爐溫作為主回路，NH。一Air作為副回路的串級一比值控制系統(tǒng)。 1. 2 系統(tǒng)方框圖 1．3 聯(lián)鎖參數(shù)設(shè)置 氨空比與氨調(diào)節(jié)閥、快動閥之間的聯(lián)鎖。當氨空比高于上限或低于下限時，發(fā)出聲音并閃爍報警，氨空比高于上上限或低于下下限時，氨調(diào)節(jié)閥與快動閥自動關(guān)閉，切斷氨氣。 氧化爐溫度與氨調(diào)節(jié)閥、快動閥之間的聯(lián)鎖。當氧化爐溫度高于上限時，發(fā)出聲音并閃爍報警，氧化爐溫度高于上上限時，氨調(diào)節(jié)閥與快動閥自動關(guān)閉，切斷氨氣。 透平壓縮機與氨調(diào)節(jié)閥、快動閥之間的聯(lián)鎖。當透平壓縮機跳車或因故障停車時，氨調(diào)節(jié)閥與快動閥自動關(guān)閉，切斷氨氣。 汽包液面報警。當汽包液面高于上限或低于下限時，發(fā)出聲音并閃爍報警。氣氨壓力報警。當氣氨壓力高于上限或低于下限時，發(fā)出聲音并閃爍報警。 可以將氨空比上上限或下下限、氧化爐溫度上上限、透平壓縮機與氨調(diào)節(jié)閥、快動閥之間的聯(lián)鎖設(shè)置為投入和切除狀態(tài)，便于操作。 2 DCS系統(tǒng)介紹 采用浙大中控開發(fā)的SUPCON JX-300XDCS系統(tǒng)，JX一300X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)SCnet I。在通訊網(wǎng)絡(luò)上掛接通信接口單元（CIU）．——I實現(xiàn)JX一3oox DCS與PLC等數(shù)字設(shè)備的連接；通過多功能計算站（MFS）和相應(yīng)的應(yīng)用軟件AdvanTrol—PIMS可實現(xiàn)與企業(yè)管理計算機網(wǎng)的信息交換，從而實現(xiàn)整個企業(yè)生產(chǎn)過程的管理、控制全集成綜合自動化。JX一3oox DCS覆蓋了大型集散系統(tǒng)的安全性、冗余功能、網(wǎng)絡(luò)擴展功能、集成的用戶界面及信息存取功能，系統(tǒng)規(guī)模變換靈活，可以實現(xiàn)從一個單元的過程控制，到全廠范圍的自動化集成。 JX一3ooX DCS控制網(wǎng)絡(luò)SCnet I連接工程師站、操作站、控制站和通訊處理單元。通訊網(wǎng)絡(luò)采用總線形或星形拓撲結(jié)構(gòu)，曼徹斯特編碼方式，遵循開放的TCP／IP協(xié)議和IEEE802．3標準。SCnet I采用1 ：1冗余的工業(yè)以太網(wǎng)，TCP／IP的傳輸協(xié)議軸以實時的網(wǎng)絡(luò)故障診斷。其特點是可靠性高、糾錯能力強、通信效率高。SCnet I真正實現(xiàn)了控制系統(tǒng)的開放性和互連性。通過配置交換器（SWITCH），操作站之間的網(wǎng)絡(luò)速度達100Mbps，而且可以接多個SCnet I子網(wǎng)，形成一種組合結(jié)構(gòu)。 JX一3OOX覆蓋了大型集散系統(tǒng)的安全性、冗余功能、網(wǎng)絡(luò)擴展功能、集成的用戶界面及信息存取功能，除了具有模擬量信號輸入輸出、數(shù)字量信號輸入輸出、回路控制等常規(guī)DCS的功能，還具有高速數(shù)字量處理、高速順序事件記錄、SOE可編程邏輯控制等特殊功能，它不僅提供了功能塊圖FBD、梯形圖LD、順控圖SFC、ST語言等直觀的圖形組態(tài)工具，又為用戶提供開發(fā)復(fù)雜的高級控制算法SCLang語言編程環(huán)境。 對有特殊要求的控制，可以根據(jù)實際需要，進行自定義控制方案組態(tài)，通過SCLang語言編程和圖形編程來實現(xiàn)。 3 總體設(shè)計 我廠目前有兩套硝酸生產(chǎn)裝置，兩套硝酸生產(chǎn)裝置的控制由一個控制站。一個工程師站，兩個操作員站組成。JX-300X DCS控制站通過主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡和多功能智能I／O卡件實現(xiàn)現(xiàn)場過程信號的采集、處理、控制等。電源系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)、主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡均采用1：1冗余配置，I／O卡件不冗余。串級比值控制和聯(lián)鎖回路用功能塊圖實現(xiàn)，其他控制回路均為簡單控制系統(tǒng)。 4 控制系統(tǒng)優(yōu)越性 可以實現(xiàn)復(fù)雜的控制方案和聯(lián)鎖報警系統(tǒng)，減少了因采用大量模擬儀表而發(fā)生的故障率系統(tǒng)充分采用冗余，增加了生產(chǎn)中的安全可靠性，減少了現(xiàn)場操作人員和儀表維護人員的勞動強度。 5 結(jié)束語 本系統(tǒng)自2005年9月投入使用以后，運行狀況良好，保證生產(chǎn)安全、穩(wěn)定、高效，達到了設(shè)計的預(yù)期效果，取得良好的控制效果和經(jīng)濟效益。 參考文獻 [1] 浙江中控技術(shù)股份有限公司．JX一3OOX DCS系統(tǒng)概要．圖形化組態(tài)．