摘要:本文介紹了浙大中控的Jx-300XP DCS系統(tǒng)在川化1．4萬t/ a雙氧水裝置上的應用，該系統(tǒng)由工程師站、操作站、控制站、過程控制網(wǎng)絡等組成，能對雙氧水生產(chǎn)過程進行自動控制。 關鍵詞:JX-300XP DCS 自動控制 0 前言 川化股份有限公司氣體廠1．4萬t／a過氧化氫裝置采用了浙大中控技術有限公司的Jx300XP DCS系統(tǒng)來替代1萬t／a雙氧水裝置所使用的Honeywell公司的Plantscape DCS系統(tǒng)。實現(xiàn)了該裝置的工藝生產(chǎn)操作、監(jiān)視、自動控制、程序控制、聯(lián)鎖保護、數(shù)據(jù)采集和生產(chǎn)管理等功能。 1 工藝簡介 1．4萬t／a過氧化氫裝置分為氫化、氧化、萃取、凈化和后處理工序。工藝采用鈀催化劑固定蒽醌法生產(chǎn)過氧化氫。蒽醌法生產(chǎn)雙氧水是采用自動氧化法或循環(huán)還原一氧化法。該方法以2乙基葸醌作為工作載體，以重芳烴與磷酸三辛酯的混合物作為溶劑，配制成工作液。將工作液與氫氣一起通入裝有鈀催化劑的氫化塔內(nèi)，在一定的溫度和壓力下進行氫化反應，得到相應的2一乙基氫蒽醌溶液，此液進入氧化塔后再被空氣氧化，生成過氧化氫，同時工作液中的2一乙基氫蒽醌恢復成原來的蒽醌。含有過氧化氫的工作液進入萃取塔，利用過氧化氫在水和工作液中溶解度的不同以及工作液與水的密度差，用純水萃取含有過氧化氫的工作液，得到含過氧化氫的水溶液，經(jīng)萃取后的工作液重新回到系統(tǒng)，繼續(xù)循環(huán)使用。 2 系統(tǒng)整體結構 JX 300XP DCS系統(tǒng)采用三層通信網(wǎng)絡結構。 最上層為信息管理網(wǎng)，采用符合TCP／IP協(xié)議的以太網(wǎng)，連接控制裝置的網(wǎng)橋以及企業(yè)內(nèi)各管理計算機用于信息的傳送和管理，是實現(xiàn)綜合管理的信息通道。 中間層為過程控制網(wǎng)（SCnet lI），采用雙高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)SCnet II作為其過程控制網(wǎng)絡，連接操作員站、工程師站和控制站，并傳輸各種實時信息。 底層網(wǎng)絡為控制站內(nèi)部網(wǎng)絡（SUBS），采用主控制卡指揮式令牌網(wǎng)，存儲轉(zhuǎn)發(fā)通信協(xié)議，是控制站各卡件之問進行信息交換的通道。 3 配置方案 1．4萬t／a過氧化氫裝置JX一300XP DCS系統(tǒng)配置了1個控制站、3個操作站、配電和安全柵柜、打印機、通訊總線以及舊系統(tǒng)的1套UPS電源。l臺服務器用于公司級的信息傳送，是實現(xiàn)公司綜合管理的信息通道。 該系統(tǒng)有1個卡件機柜（SC1），共安裝有5只機籠，包括1只電源機籠和4只卡件機籠。主控卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、10卡都安裝在該機籠里。 該系統(tǒng)共有6O個繼電器，其中用于DO的共42個，全部為于結點輸出；用于DI的共l8個，繼電器驅(qū)動電源為DC 24V，安裝在新安全柵柜內(nèi)。 該系統(tǒng)使用了兩套安全柵。一套是舊安全柵柜里安裝有95個P+F齊納式安全柵（限制回路電壓，使回路電壓低于齊納柵安全限壓值），其中模擬量輸入型安全柵需要單獨提供電源，其電源串接在安全柵與卡件之間的回路中，電源來自舊配電柜，現(xiàn)場變送器電源由安全柵提供；而模擬量輸出型安全柵不需要供電，其模擬輸出信號從卡件經(jīng)安全柵后直接送給現(xiàn)場的執(zhí)行機構，開關量輸入型安全柵不用配電。此外舊安全柵柜里安裝有5個并接供電的隔離式安全柵。 另一套是新安全柵柜里安裝的76個TURCK隔離式安全柵，它們采用統(tǒng)一并接供電，不單獨為每～個安全柵分別接人電源；現(xiàn)場變送器電源由模擬量輸入型安全柵提供，其輸出直接到卡件對應點，模擬輸出型安全柵接收卡件傳來的信號送給現(xiàn)場執(zhí)行器，開關量輸入型安全柵為制氫部分的開關閥的位置開關提供24VDC電源。 4 控制方案 （1）簡單回路控制。PAS的自動壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的原料氣壓力（PV一901）調(diào)節(jié)、吸附壓力（PV一902）調(diào)節(jié)、產(chǎn)品氣壓力調(diào)節(jié)等4套系統(tǒng)和3套程控系統(tǒng)以及其他工序中的LICA一104、FIC-2106、PRCA一201,PIC一2201等共計4l套系統(tǒng)均為簡單回路控制。 （2）復雜回路控制。1套變壓吸附（PSA）提氫采用了順控方案，并采用語言編寫，它有“復位”、“步進”、“自檢”、“暫停”、“自動運行”、“手動切塔”幾種選擇，裝置在運行過程中，任一時刻總有吸附器處于吸附狀態(tài)和再生的不同步驟，在停車時，程序處于“暫停”狀態(tài)。開車前首先要手動選擇好吸附器，當選擇“623”時，表示使用6臺吸附器，其中有2臺吸附，有3次均壓；當選擇“513”時，表示使用5臺吸附器，其中有1臺吸附，有3次均壓，其中有1臺處于故障狀態(tài)。然后讓程序處于“自檢”狀態(tài)，檢查自控系統(tǒng)運行程序與工況步驟是否一致，如果不一致，要通過“步進”使之一致；當程序與工況一致時，再逐漸開啟原料氣進閥。最后讓程序退出“自檢”狀態(tài)，切換到“自動運行”狀態(tài)，使系統(tǒng)自動運行。 若出現(xiàn)故障需要停車檢修時，則讓程序處于“手動”，這時所有的程控閥全部關閉，可以根據(jù)情況檢修或手動調(diào)試其中任意程控閥。 要想使程序直接轉(zhuǎn)到循環(huán)的第一步，則直接點“復位”。 總之，來自外界的原料氣進入氣液分離器（V0901），在此脫除氣體中的游離水。當不允許原料氣進入系統(tǒng)時，則通過管道PG908放空；若允許時，則原料氣通過PV-901進入PSA系統(tǒng)。 在裝置運行過程中，任一時刻總有2臺吸附器處于吸附狀態(tài)，其余4臺吸附器處于再生的不同步驟。每臺吸附器依次經(jīng)歷吸附、一級壓力均衡降（ElD）、二級壓力均衡降（E2D）、順向放壓（PP）、三級壓力均衡降（E3D）、逆向放壓（D）、沖洗（P）、三級壓力均衡升（E3R）、二級壓力均衡升（E2R）、隔離（ts）、～級壓力均衡升（E1R）和最終充壓（FR）等步驟。整個工藝時序及狀況都通過預先設計好的順控方案來實現(xiàn)。 5 ．JX.300XP DCS系統(tǒng)的優(yōu)點 （1）JX．300XP DCS系統(tǒng)的軟件安裝方便、快捷。Plantscape DCS系統(tǒng)軟件的安裝需要很長時間，安裝過程需仔細，一旦一步做錯，將全部重新再來；而JX～300XP DCS系統(tǒng)軟件的安裝僅需2Orain左右，大大節(jié)省了安裝時問。 （2）系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡具有一系列的自檢功能且方便監(jiān)控與查看。該系統(tǒng)可檢測I／O通道通信線路的短路和斷路，并且能夠檢查出發(fā)生故障的通道號，它不僅可以通過LED指示反映部分故障情況，而且還能通過上位機監(jiān)控軟件在操作站直接查看出故障的準確位置。 （3）JX．300XP DCS系統(tǒng)控制卡的綜合診斷到了L／O通道級，具有靈活的報警處理和信號質(zhì)量碼功能，過程點的傳感器和高低限檢查，過程點報警處理增加了過程點的質(zhì)量標志—— “報警”、“變送器故障”、“自動／手動”、“可疑”等。 （4）系統(tǒng)為全中文對話，便于理解。 （5）系統(tǒng)的上位機上顯示的控制閥位輸出與現(xiàn)場閥門的實際開度是完全一致的，在控制閥位時不需再考慮閥門的氣開、氣閉情況，方便了操作．在危急情況時更能及時、準確地進行處理。 （6）系統(tǒng)此次的硬件安裝，每一個安全柵以及對應的開關都粘貼了與之隔離的變送器相呼應的標號，查找故障對可以從實際接線中一目了然地直接查找故障點，不需再去查閱大量的接線圖，方便了故障的查找和處理，為在第一時間內(nèi)及時處理事故贏得了寶貴的時間。 （7）增加了1臺服務器，通過其與操作站的連接，把分析數(shù)據(jù)和監(jiān)控畫面放到企業(yè)門戶上，實現(xiàn)其控制過程在川化網(wǎng)絡的信息傳遞，是實現(xiàn)全公司管控一體化的良好開端。