6O萬噸鹽硝聯產擴建工程DCS控制系統的應用

1 60萬噸鹽硝聯產擴建工程DCS控制方案
1．1 概述：6O萬噸鹽硝聯產擴建工程DCS控制系統。采用浙大中控WebField JX一300XP控制系統。工藝過程如下：
1．2 鹽硝聯產： 由來自鹵水凈化后的精鹵經冷凝水、二次蒸汽預熱，送人Ⅲ效制鹽蒸發罐蒸發，Ⅲ效蒸發罐平流排鹽進鹽漿桶，由稠厚器增稠．經離心機脫水、內熱式干燥床干燥，干鹽去倉儲車間包裝。Ⅲ效制鹽母液排入母液回收系統制鹽罐，經母液回收系統制鹽蒸發罐蒸發．鹽漿匯人鹽漿系統．母液回收系統制鹽蒸發罐富集的含硝母液（帶有部分循環液）經閃發罐和提硝罐的二次蒸汽預熱，進人提硝蒸發罐蒸發析硝，硝漿排人硝漿桶，由稠厚器增稠，經離心機脫水、干燥床干燥，干硝去成品庫包裝。提硝母液經閃發罐閃發后，循環至母液回收系統制鹽罐。
1．3 鹵水凈化：燒堿一純堿法：礦山來原鹵泵入反應沉清罐，加純堿液與燒堿液，通壓縮空氣進行攪拌反應后，再加助沉劑液進行攪拌、澄清，上層清液經過濾及鹽酸中和后泵人精鹵罐儲存；燒堿一CO2法：礦山來原鹵泵人反應沉清罐，加入燒堿液進行第一步反應．再通煙道氣進行第二步反應后，再加助沉劑液進行攪拌、澄清，上層清液經過濾及鹽酸中和后泵入精鹵罐儲存。
2 6O萬噸鹽銷聯產擴建工程DCS控制系統構成
2．1 概述。WebField JX一300XP是中控基于web技術推出的網絡化控制系統。JX一300XP系統吸收了最新的網絡技術、微電子技術成果．充分應用了最新信號處理技術、高速網絡通信技術、可靠的軟件平臺和軟件設計技術以及現場總線技術，采用了高性能的微處理器和成熟的先進控制算法，全面提高了系統性能，能適應更廣泛更復雜的應用要求。同時，作為一套全數字化、結構靈活、功能完善的開放式集散控制系統，JX一300XP具備卓越的開放型，能輕松實現與多種現場總線標準和各種異構系統的綜合集成。60萬／噸鹽硝聯擴建工程DCS控制系統構成：鹽硝控制站、鹵水凈化遠程控制站、電機控制站。
2．2 配置方案：整個DCS系統由六臺操作員站、兩臺工程師站、一個網關站、三個控制站、6個擴展柜組成，六臺操作員站分別完成對各個界區的監控．工程師站負責整個系統的軟件維護，網關站負責將數據送到公司管理網上。
2.3 控制站功能。SUPC0N JX一300X DCS控制站能完成I／0處理、數據采集、模擬量控制和順序控制。包括溫度、壓力、流量、液位的檢測、監視、P1D調節和各種復雜調節。各種閥門的開關，各種泵的啟停等順序控制，各種設備運行狀態的監視及聯鎖保護等。
　　同時，控制站還可完成一些更復雜、更特殊的控制功能。提供的SCX高級語言、功能塊圖（FBD）、梯形圖（LD）、順控圖（SFC）能實現各種復雜的先進控制策略。
3 系統特點
　　（1）技術成熟，性能穩定。
　　（2）高速、可靠、開放的通信控制網絡SCnet II。
　　（3）分散、獨立、功能強大的控制站。
　　（4）全智能化設計。
　　（5）任意冗余配置。
　　（6）I／O卡件貼片化設計、I／O端子可插拔設計。
　　（7）簡單、易用的組態手段和工具。
　　（8）豐富、實用、友好的實時監控界面。
　　（9）事件記錄功能。
　　（1O）多功能的協議轉換接口。
　　（11）方便實現與異構系統的集成。
　　（12）產品多元化、網絡化。
4 系統結構
　　WebField JX一300XP系統由工程師站、操作員站、控制站、過程控制網絡等組成。
4．1 工程師站是為專業工程技術人員設計的，內裝有相應的組態平臺和系統維護工具。
4．2 操作員站是由工業PC機、顯示器（CRT或LCD）、鍵盤、鼠標、打印機等組成，是操作人員完成過程監控管理任務的環境。
4．3 控制站是系統中的I／0處理單元，完成整個工業過程的現場數據采集及控制。
4．4 過程控制網絡實現工程師站、操作員站、控制站的連接，完成信息、控制命令等傳輸，雙重化冗余設計，使得信息傳輸安全、高速。

5 網絡結構
　　WebField JX一300XP系統采用三層網絡結構：第一層網絡是信息管理網Ethemet采用以太網絡，用于工廠級的信息傳送和管理，是實現全鋼鐵公司綜合管理的信息通道。
　　第二層網絡是過程控制網SCnetII連接了系統的控制站、操作員站、工程師站、通信接口單元等，是傳送過程控制實時信息的通道。
　　第三層網絡是控制站內部I／O控制總線，稱為SBUS控制站內部I／0控制總線。主控制卡、數據轉發卡、I／O卡件都是通過SBUS進行信息交換的。
　　SBUS總線分為兩層：雙重化總線SBUS—S2和SBUS—S1網絡。主控制卡通過它們來管理分散于各個機籠內的I／O卡件。
6 系統規模
　　WebField JX一300XP最大系統配置為：15個冗余的控制站和32個操作員站或工程師站，系統容量最大可達到l5360點。
　　WebField JX一300XP系統每個控制站最多可掛接8個IO機籠。每個機籠最多可配置20塊卡件，即除了最多配置一對互為冗余的主控制卡和數據轉發卡之外，還可最多配置l6塊各類I／O卡件。在每一機籠內．I／O卡件均可按冗余或不冗余方式任意進行配置
7 主控制卡
　　主控制卡是控制站的軟硬件核心，負責協調控制站內的所有軟硬件關系和各項控制任務．如完成控制站中的I／O信號處理、控制運算、上下網絡通信控制處理、冗余診斷等功能。
　　JX一300XP系統的主控制卡采用雙CPU結構．包括主CPU（Ma ster）和從CPU（Slave），主控制卡JX一300XP的主控制卡支持冗余或非冗余配置，冗余方式為l：l熱備用。
　　JX一300XP系統主控制卡的控制回路可達128個，最大可帶l28塊I／O卡，通過SBUS實現就地或遠程I／0功能。
　　主控制卡內置后備鋰電池，用于保護主控制卡斷電情況下卡件內SRAM 的數據（包括系統配置、控制參數、運行狀態等），提高系統安全性和可維護性。在系統斷電的情況下， SRAM數據可以保存3個月。
8 系統軟件
　　JX一300xP系統的軟件采用中控自主開發的Advantrol Pro軟件包。Advantrol Pro在浙大中控的WebField JX一30OX、ECS—100等系統上已經得到了廣泛的應用，在繼承原版本軟件功能豐富、界面友好、使用簡單特點的基礎上，針對JX一3O0XP系統的特點，中控對原版本的Advantol Pro軟件包進行了多項改進與升級， 形成了更為豐富使用的AdvanTro1一Pro（For JX一300XP）軟件包。
　　軟件包構成：AdvanTml實時監控軟件；SCKey系統組態軟件；SCLang C語言組態軟件（簡稱SCX語言）：SCContml圖形化組態軟件；SCDraw 流程圖制作軟件；SCFo瑚報表制作軟件；SCSOE SOE事故分析軟件；SCC0nnect OPC Senrer軟件；SCViewer離線察看器軟件；SCDiagnose網絡檢查軟件；SCsignal信號調校軟件。
9 DCS系統配置
9．1系統硬件選型。系統選用的是目前國際上先進而通用的、符合IEC297．3標準的VEM機箱。在I／0模板與機箱母板的連接上．選用了國際通用的符合IEC6O3—2／DIN41612標準的歐式連接器，具有外型美觀、工藝先進、連接可靠、插拔力小等特點，其基本失效率為7．5×l0一l0／h。I／0端子板與機箱母板I／0總線的連接和電源連接器也同樣選用了C一64歐式插座，從而使整個互連系統的可靠性得到保證。
9．2 系統操作站。監控操作站具有獨立的CPU，監控操作站可互為熱備冗余，一臺處理器或電源故障．系統將自動切換到冗余的處理器，操作站之間具有內部切換的能力。操作員站可兼作工程師站。磁盤驅動系統主要用于系統下裝和組態數據的備份．系統具有格式化磁盤的能力。
9．3 工程師站。工程師站主要完成系統組態、監控事故分析等功能，工程師站的配置與監控操作站相同。工程師站可以單獨設立，也可以與監控操作站并用。
9．4 服務器。運行在32位Windows網絡平臺上．可掛接局域網或廣域網，并和過程控制網、工廠數據庫等連接，為系統操作站、工程師站及現場控制站提供數據存取、歷史數據采集、報警事件處理及為工廠數據庫提供數據。
9．5 人機界面軟件。報警事件管理軟件及歷史數據分析軟件均是基于0PC的客戶程序，可作為任何支持OPC2．0以上標準的OPC服務器的客戶程序。基于0PC的開放控制技術。具有靈活的互可操作性。通過OPC服務器提供的客戶接口和自動化接口。
1O 監控中心的監視、管理功能
10．1 畫面功能。畫面為操作員了解生產過程狀態提供了顯示窗口。顯示總工藝畫面、PID控制圖、在流程圖上相應處顯示動態數據，顯示系統各設備，裝置，區域的運行狀態以及全部過程參數變量的狀態，測量值，設定值，控制方式（手動／自動狀態），高低報警等信息。
10．2 歷史數據。歷史數據基于OPC標準存貯的，服務器完成歷史數據采集、存貯，并響應客戶程序的請求。歷史數據采集可采用周期記錄方式和事件觸發記錄方式。根據要求設定采樣周期和歷史數據保存時間，定義不同的記錄觸發事件。歷史數據按標準方式為客戶程序提供查詢和讀取歷史數據的服務。
10．3 歷史趨勢。趨勢曲線或數據列表方式顯示歷史數據，可用預定義的分組顯示，也可在運行時對分組進行修改顯示。趨勢曲線可顯示在一屏上顯示任意時間段的趨勢，也可按比例放大或縮小（包括時間軸和顯示量程）。曲線方式或列表方式打印給定時段的歷史數據。可將同一參數不同時段的數據在同一趨勢圖上顯示比較。
10．4 統計分析和報表。獨立的客戶程序，可作為后臺任務執行。統計分析提供了對指定參數在給定時段或抽樣數據的簡單統計結果（如最大值、最小值、平均值、累加等）和數字期望、標準方差、概率分布曲線等功能。可通過預定的電子表格方式將給定時段或抽樣數據及其統計結果進行報表打印。報表可按預先定義的條件（如定時或事件）啟動。
10．5 安全管理。系統提供了完善的安全管理，每個參數、每幅畫面、按鈕、熱鍵、報表等對象均可指定為不同的區域（可設置多達256個區域）。對每個用戶規定了他的安全許可區域及在該區域上可執行的操作。每個用戶在操作前必須登錄．登錄成功后才能在其安全許可區域內執行權限內的操作。
10．6 報警。報警系統由報警事件服務器和報警事件信息管理軟件兩部分構成．由報警事件服務器對系統進行監視，一旦出現給定的報警或其他事件，便將該報警事件信息通知報警事件信息管理器進行記錄，并觸發相應的響應。
11 小 結
　　目前該系統運行達到了設計要求，整個系統設計年產鹽銷為60萬噸／年，現在設備投入運行正常．DCS控制系統為實現鹽硝聯產達產增效的目標奠定了充足的數據參考依據，同時提供了有效的控制手段，實踐證明該系統為提高勞動生產力，提高經濟效益，為我公司實現”國際先進，國內一流”的目標做出了重要貢獻。