摘 要：文章介紹了DCS系統(tǒng)在硝酸氧化串級(jí)比值控制中的應(yīng)用，包括DCS系統(tǒng)簡(jiǎn)介，生產(chǎn)工藝和控制要求。 關(guān)鍵詞：DCS；串級(jí)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(jìn)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(duì)氧化爐內(nèi)的氨空流量比和爐溫的要求非常嚴(yán)格，所以，氨空比與爐溫的實(shí)時(shí)檢測(cè)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(shuō)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(biāo)，氨量對(duì)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(duì)象滯后較大，通道較長(zhǎng)，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(dòng)較大，爐溫波動(dòng)時(shí)對(duì)氧化爐的壽命影響很大，采用如下措施：實(shí)現(xiàn)NH。一Air量流量比調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后對(duì)NH。一Air流量方面的擾動(dòng)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(jí)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(dòng)閥之間的聯(lián)鎖。當(dāng)氨空比高于上限或低于下限時(shí)，發(fā)出聲音并閃爍報(bào)警，氨空比高于上上限或低于下下限時(shí)，氨調(diào)節(jié)閥與快動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)閉，切斷氨氣。 氧化爐溫度與氨調(diào)節(jié)閥、快動(dòng)閥之間的聯(lián)鎖。當(dāng)氧化爐溫度高于上限時(shí)，發(fā)出聲音并閃爍報(bào)警，氧化爐溫度高于上上限時(shí)，氨調(diào)節(jié)閥與快動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)閉，切斷氨氣。 透平壓縮機(jī)與氨調(diào)節(jié)閥、快動(dòng)閥之間的聯(lián)鎖。當(dāng)透平壓縮機(jī)跳車或因故障停車時(shí)，氨調(diào)節(jié)閥與快動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)閉，切斷氨氣。 汽包液面報(bào)警。當(dāng)汽包液面高于上限或低于下限時(shí)，發(fā)出聲音并閃爍報(bào)警。氣氨壓力報(bào)警。當(dāng)氣氨壓力高于上限或低于下限時(shí)，發(fā)出聲音并閃爍報(bào)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(jī)與氨調(diào)節(jié)閥、快動(dòng)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(shí)現(xiàn)JX一3oox DCS與PLC等數(shù)字設(shè)備的連接；通過多功能計(jì)算站（MFS）和相應(yīng)的應(yīng)用軟件AdvanTrol—PIMS可實(shí)現(xiàn)與企業(yè)管理計(jì)算機(jī)網(wǎng)的信息交換，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)過程的管理、控制全集成綜合自動(dòng)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(kuò)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(shí)現(xiàn)從一個(gè)單元的過程控制，到全廠范圍的自動(dòng)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?fù)浣Y(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(biāo)準(zhǔn)。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(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)故障診斷。其特點(diǎn)是可靠性高、糾錯(cuò)能力強(qiáng)、通信效率高。SCnet I真正實(shí)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(dá)100Mbps，而且可以接多個(gè)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(kuò)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(hào)輸入輸出、數(shù)字量信號(hào)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(yǔ)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(jí)控制算法SCLang語(yǔ)言編程環(huán)境。 對(duì)有特殊要求的控制，可以根據(jù)實(shí)際需要，進(jìn)行自定義控制方案組態(tài)，通過SCLang語(yǔ)言編程和圖形編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。 3 總體設(shè)計(jì) 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(gè)控制站。一個(gè)工程師站，兩個(gè)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(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)過程信號(hào)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(jí)比值控制和聯(lián)鎖回路用功能塊圖實(shí)現(xiàn)，其他控制回路均為簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)。 4 控制系統(tǒng)優(yōu)越性 可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制方案和聯(lián)鎖報(bào)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(chǎng)操作人員和儀表維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 5 結(jié)束語(yǔ) 本系統(tǒng)自2005年9月投入使用以后，運(yùn)行狀況良好，保證生產(chǎn)安全、穩(wěn)定、高效，達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期效果，取得良好的控制效果和經(jīng)濟(jì)效益。 參考文獻(xiàn) [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)．