新華TiSNet-XDC800 DCS系統在某紙業蒸發工段的應用

一、工程概述
　　XX紙業蒸發工段是黑液全逆流流程，稀液首先進入Ⅴ效板式降膜蒸發器蒸發，然后依次進入Ⅳ效板式降膜蒸發器→Ⅲ效板式降膜蒸發器→Ⅱ效板式降膜蒸發器→Ⅰ效板式降膜蒸發器，從Ⅰ效板式降膜蒸發器出濃黑液，從Ⅰ效濃黑液閃蒸罐出濃黑液送濃黑液槽貯存。
　　蒸汽流程為Ⅰ效板式降膜蒸發器→Ⅱ效板式降膜蒸發器→Ⅲ效板式降膜蒸發器→Ⅳ效板式降膜蒸發器→Ⅴ效板式降膜蒸發器，末效產生的二次蒸汽由板式冷凝器冷凝，板式冷凝器冷卻水采用工廠清水，冷卻水送提取工段洗漿，其中除Ⅰ效使用新鮮蒸汽作為熱源外，其余各效均采用二次蒸汽作為熱源。
　　根據項目特點選用了新華TiSNet-XDC800 DCS系統。
二、新華TiSNet-XDC800 DCS系統的特點
　　TiSNet-XDC800為第四代DCS（第四代DCS的體系結構主要分為四層結構：現場儀表層、控制裝置單元層、工廠（車間）層和企業管理層。），

圖一、TiSNet-XDC800 DCS控制柜

TiSNet-XDC800不但是一個以控制功能為主的控制系統，而且也是一個具有信息管理功能的綜合平臺。TiSNet-XDC800通過網絡提供了從現場到設備，從設備到車間，從車間到工廠，從工廠到企業集團的整個信息通道。將整個生產過程納入統一的分布式集成信息系統。形成一個具有信息管理的控制與管理一體化系統。管理層通過IE瀏覽器可在Internet網上瀏覽生產工況。
　　TiSNet-XDC800將以太網通訊網絡、現場總線通訊網絡集成，融合為過程控制系統的信息網絡。還集成了PLC、RTU、FCS、各種多回路調節器、各種智能采集或控制單元等。
　　TiSNet-XDC800系統的多層面冗余結構，確保用戶在關鍵控制場合使用的可靠性。系統以其高可靠性的硬件設計和內嵌專業化的控制算法，冗余的以太網通訊網絡和現場總線通訊網絡，適用于中大型控制工程項目，是面向整個生產過程的先進過程控制系統。
OnXDC軟件包的特點：
　　(1) 具有IE瀏覽器方式人機界面，通過權限設置，管理層可在Internet網上方便瀏覽現場生產工況。
　　(2) 新華DCS系統的控制器編程軟件和監控軟件采用整體性設計，應用方便，功能強大，并且易移植、易擴展。
　　(3) 新華DCS系統軟件采用了精簡優化設計，其整個系統軟件只有幾M字節，而其生成的控制器代碼文件只有幾百K字節，這在所有國內外其它DCS產品中是最精簡的。
　　(4) 全中文化窗口化操作平臺，適合運行人員高效，方便的操作和上機培訓，克服了進口DCS不能漢化、部分漢化等缺陷或因此給系統帶來的不穩定因素。
　　(5) 全圖形化開放式組態，所見及所得，符合國際IEC61131-3標準。簡單易學易用，比其它DCS廠家的文本方式組態方便、直觀。
　　(6) 采用新華研發的專業化嵌入式算法模塊，實現了在線修改等功能，對控制程序的修改無需編譯和再次下裝等步驟，確保了用戶的連續性生產。
　　(7) 新華DCS系統具有動態虛擬控制器技術進行功能仿真、邏輯驗證、用戶培訓的DCS系統。
　　(8)具有強大的系統自診斷功能，診斷功能可以達到通道級。
三、XX紙業蒸發的控制策略。
　　本系統配置了兩個TiSNet-XDC800控制柜，兩臺操作員站和一臺工程師站，AB雙控制網結構。

圖二、XX竹紙業蒸發的網絡布局

蒸發工段的控制目標是穩定濃黑液的濃度和降低蒸汽的消耗。影響濃黑液濃度的主要因素是進效黑液的濃度和流量以及蒸發設備各效的總有效壓差。穩定有效差壓首先要穩定進第Ⅰ效的新鮮蒸汽的壓力和末效的二次蒸汽的真空度。

圖三、1效控制畫面

圖四、1-5效控制畫面

(1)蒸汽介質
　　蒸汽壓力指示控制及聯鎖（單回路PID調節）
蒸發的加熱原件不能受蒸汽的沖擊，因此蒸汽控制閥需加斜坡控制，以保證蒸汽緩慢進入加熱元件。
　　當Ⅰ效黑液達到低低液位時，關閉蒸汽控制閥。因為黑液過低會造成的加熱元件斷流。如果不停蒸汽，加熱元件會干燒，而造成加熱元件結垢。
　　Ⅰ效與Ⅱ效溫差過大，關閉蒸汽控制閥。因為冷凝水系統不正常會造成Ⅰ效與Ⅱ效溫差過大，此時應關閉蒸汽控制閥，以免形成水錘損壞加熱元件。

圖四、冷凝水控制組態

（2）黑液介質
　　各效黑液液位指示調節（單回路PID調節）
　　進出站黑液流量指示積累調節（單回路PID調節）

圖五、黑液液位控制組態

(3)冷凝水介質
　　Ⅰ效冷凝水電導指示報警切換各效冷凝水液位指示報警調節（單回路PID調節）
四、效果總結
　　XX紙業生產規模大，單條生產線設備日產能力高，新華TiSNet-XDC800 DCS控制系統為單機工藝設備以及整條生產線提供極為完善的安全保護。TiSNet-XDC800 DCS系統自身有極高的運行穩定性和可靠性，有很強的故障診斷能力和修復能力，從而大大縮短停機時間，提高了生產經濟效益。