6O萬噸鹽硝聯(lián)產擴建工程DCS控制系統(tǒng)的應用

1 60萬噸鹽硝聯(lián)產擴建工程DCS控制方案
1．1 概述：6O萬噸鹽硝聯(lián)產擴建工程DCS控制系統(tǒng)。采用浙大中控WebField JX一300XP控制系統(tǒng)。工藝過程如下：
1．2 鹽硝聯(lián)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(fā)罐蒸發(fā)，Ⅲ效蒸發(fā)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(tǒng)制鹽罐，經母液回收系統(tǒng)制鹽蒸發(fā)罐蒸發(fā)．鹽漿匯人鹽漿系統(tǒng)．母液回收系統(tǒng)制鹽蒸發(fā)罐富集的含硝母液（帶有部分循環(huán)液）經閃發(fā)罐和提硝罐的二次蒸汽預熱，進人提硝蒸發(fā)罐蒸發(fā)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(fā)罐閃發(fā)后，循環(huán)至母液回收系統(tǒng)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(lián)產擴建工程DCS控制系統(tǒng)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(tǒng)。JX一300XP系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)，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(tǒng)的綜合集成。60萬／噸鹽硝聯(lián)擴建工程DCS控制系統(tǒng)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(tǒng)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(qū)的監(jiān)控．工程師站負責整個系統(tǒng)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(jiān)視、P1D調節(jié)和各種復雜調節(jié)。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(tài)的監(jiān)視及聯(lián)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(tǒng)特點
　?。?）技術成熟，性能穩(wěn)定。
　?。?）高速、可靠、開放的通信控制網絡SCnet II。
　?。?）分散、獨立、功能強大的控制站。
　?。?）全智能化設計。
　　（5）任意冗余配置。
　?。?）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(tài)手段和工具。
　?。?）豐富、實用、友好的實時監(jiān)控界面。
　?。?）事件記錄功能。
　?。?O）多功能的協(xié)議轉換接口。
　?。?1）方便實現與異構系統(tǒng)的集成。
　?。?2）產品多元化、網絡化。
4 系統(tǒng)結構
　　WebField JX一300XP系統(tǒng)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(yè)工程技術人員設計的，內裝有相應的組態(tài)平臺和系統(tǒng)維護工具。
4．2 操作員站是由工業(yè)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(jiān)控管理任務的環(huán)境。
4．3 控制站是系統(tǒng)中的I／0處理單元，完成整個工業(yè)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(tǒng)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(tǒng)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(fā)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(tǒng)規(guī)模
　　WebField JX一300XP最大系統(tǒng)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(tǒng)容量最大可達到l5360點。
　　WebField JX一300XP系統(tǒng)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(fā)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(xié)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)配置、控制參數、運行狀態(tài)等），提高系統(tǒng)安全性和可維護性。在系統(tǒng)斷電的情況下， SRAM數據可以保存3個月。
8 系統(tǒng)軟件
　　JX一300xP系統(tǒng)的軟件采用中控自主開發(fā)的Advantrol Pro軟件包。Advantrol Pro在浙大中控的WebField JX一30OX、ECS—100等系統(tǒng)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(tǒng)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(jiān)控軟件；SCKey系統(tǒng)組態(tài)軟件；SCLang C語言組態(tài)軟件（簡稱SCX語言）：SCContml圖形化組態(tài)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(tǒng)配置
9．1系統(tǒng)硬件選型。系統(tǒng)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(tǒng)的可靠性得到保證。
9．2 系統(tǒng)操作站。監(jiān)控操作站具有獨立的CPU，監(jiān)控操作站可互為熱備冗余，一臺處理器或電源故障．系統(tǒng)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(tǒng)主要用于系統(tǒng)下裝和組態(tài)數據的備份．系統(tǒng)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(tǒng)組態(tài)、監(jiān)控事故分析等功能，工程師站的配置與監(jiān)控操作站相同。工程師站可以單獨設立，也可以與監(jiān)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(tǒng)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?；?PC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(jiān)控中心的監(jiān)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(tài)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(tài)數據，顯示系統(tǒng)各設備，裝置，區(qū)域的運行狀態(tài)以及全部過程參數變量的狀態(tài)，測量值，設定值，控制方式（手動／自動狀態(tài)），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(fā)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(fā)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?。ò〞r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?？蓪⑼粎挡煌瑫r段的數據在同一趨勢圖上顯示比較。
10．4 統(tǒng)計分析和報表。獨立的客戶程序，可作為后臺任務執(zhí)行。統(tǒng)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(tǒng)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?？赏ㄟ^預定的電子表格方式將給定時段或抽樣數據及其統(tǒng)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(tǒng)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(qū)域（可設置多達256個區(qū)域）。對每個用戶規(guī)定了他的安全許可區(qū)域及在該區(qū)域上可執(zhí)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(qū)域內執(zhí)行權限內的操作。
10．6 報警。報警系統(tǒng)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(tǒng)進行監(jiān)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(fā)相應的響應。
11 小 結
　　目前該系統(tǒng)運行達到了設計要求，整個系統(tǒng)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(tǒng)為實現鹽硝聯(lián)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(tǒng)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。