摘 要：介紹了橫河電機(jī)CS3000 DCS系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，以及其在鉀堿裝置中的應(yīng)用，詳細(xì)分析了幾個(gè)比較復(fù)雜的控制環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：橫河；DCS；鉀堿；樹脂塔

橫河電機(jī)CS3000 DCS控制系統(tǒng)以其穩(wěn)定可靠的控制性能，友好的人機(jī)界面贏得了國(guó)內(nèi)外眾多用戶的信賴，河北金能邢臺(tái)礦業(yè)集團(tuán)金牛鉀堿分公司是全國(guó)最大的鉀堿生產(chǎn)廠家之一，經(jīng)二期技改擴(kuò)建之后生產(chǎn)能力達(dá)到6.4萬t/a，自建廠以來一直使用橫河電機(jī)DCS系統(tǒng)至今，生產(chǎn)運(yùn)行良好。

1 CENTUM CS3000 DCS特點(diǎn)

橫河電機(jī)CENTUM CS3000集散控制系統(tǒng)（DCS）是一個(gè)結(jié)構(gòu)真正開放的系統(tǒng)，較前幾代產(chǎn)品在性能上有很大的提高。該系統(tǒng)主要特點(diǎn)如下：

（1）采用Windows XP標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)，支持DDE／OPC。

（2）獨(dú)家采用了4 CPU冗余容錯(cuò)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)控制站，實(shí)現(xiàn)了在任何故障及隨機(jī)錯(cuò)誤產(chǎn)生的情況下進(jìn)行糾錯(cuò)與連續(xù)不問斷地控制。

（3）采用橫河公司的V—NET控制總線，該控制總線速度可高達(dá)100 Mbps。滿足了用戶對(duì)實(shí)時(shí)性和大規(guī)模數(shù)據(jù)通訊的要求。

（4）較好的可擴(kuò)展性和與既有系統(tǒng)的兼容性。

2 鉀堿裝置中的控制難點(diǎn)及具體實(shí)施方案

由于鹽水二次精制工序?yàn)殡娊獠厶峁┓霞夹g(shù)指標(biāo)精鹽水，而氯氫壓差控制和進(jìn)槽鹽水調(diào)節(jié)是關(guān)系電解槽平穩(wěn)運(yùn)行及全廠安全的重要環(huán)節(jié)，因此以上幾個(gè)工段控制方案比較復(fù)雜。

2.1 螯合樹脂塔的運(yùn)行控制

螯合樹脂塔再生步驟見圖1。

控制模式可以選擇手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)3種方式。

（1）手動(dòng)方式?？蛇x擇其中一塔的再生步驟，然后按啟動(dòng)按鈕，該再生步驟開始運(yùn)行，可以手動(dòng)對(duì)各個(gè)閥門進(jìn)行操作，直到再生結(jié)束，期問另外一塔保持正常運(yùn)行。

（2）半自動(dòng)方式。先在手動(dòng)狀態(tài)下選擇再生塔及再生起始步，然后再選擇自動(dòng)再生開始，一直運(yùn)行到該塔再生結(jié)束，完成后可人工選擇下一塔進(jìn)行再生。

（3）全自動(dòng)方式。在此模式下整個(gè)再生過程全部由程序控制，A塔再生完成后，自動(dòng)進(jìn)行到B塔再生，B塔再生完成后，自動(dòng)進(jìn)行到A塔再生，一直按程序執(zhí)行每一步驟。

不同的控制模式用來滿足不同條件下的生產(chǎn)需要，從而保障生產(chǎn)的安全正常運(yùn)行。

2.2 進(jìn)槽鹽水的流量調(diào)節(jié)

在復(fù)極式電解工藝中，進(jìn)電解槽鹽水流量需要嚴(yán)格控制。鹽水流量依據(jù)電解槽電流大小，自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，圖1表示進(jìn)電解槽鹽水流量調(diào)節(jié)工藝控制流程。

對(duì)進(jìn)電解槽精鹽水和淡鹽水來說，這是一個(gè)雙閉環(huán)比值調(diào)節(jié)。精鹽水流量為主動(dòng)量，淡鹽水流量為從動(dòng)量。其中，電解槽整流電流和鹽水流量之間，有一個(gè)固定的函數(shù)關(guān)系。

要實(shí)現(xiàn)這樣復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)是最佳的選擇，相對(duì)于使用常規(guī)儀表，不但節(jié)省投資和減少維護(hù)量，而且系統(tǒng)運(yùn)行可靠。

2.3 氯氫壓差的自動(dòng)調(diào)節(jié)

為了保證陰極室和陽(yáng)極室之間的正常壓差，電解后產(chǎn)生的氯氣和氫氣壓力，需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。這個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工藝控制流程圖與進(jìn)槽鹽水流量控制相似。氯氣、氫氣各自組成調(diào)節(jié)回路。氯氣壓力一方面通過自己的回路，作為氫氣調(diào)節(jié)回路的給定。該控制回路由一個(gè)定調(diào)節(jié)的主動(dòng)回路和一個(gè)屬于隨動(dòng)調(diào)節(jié)的從動(dòng)回路所組成。氯氣壓力在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中是主動(dòng)量，氫氣壓力為從動(dòng)量。這個(gè)復(fù)雜的調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)確保裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)，起到非常重要的作用。一旦控制失靈，氯、氫氣壓力失常，生產(chǎn)裝置就會(huì)自動(dòng)停車。

3 裝置運(yùn)行情況

2008年4月河北金能邢臺(tái)礦業(yè)集團(tuán)金牛鉀堿分公司的二期技改工程投運(yùn)以來，運(yùn)行穩(wěn)定，控制功能完全滿足工藝要求。

（1）實(shí)現(xiàn)了氫氫化鉀生產(chǎn)的全自動(dòng)控制，使全廠所有工序具有了很強(qiáng)的協(xié)調(diào)調(diào)度能力。

（2）控制系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，崗位操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大大減輕，產(chǎn)品完全符合技術(shù)指標(biāo)。

（3）系統(tǒng)設(shè)計(jì)非常完善，數(shù)據(jù)記錄和快速反應(yīng)能力強(qiáng)，便于處理各種意外事故，有效保護(hù)各個(gè)工藝設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

[1]程殿彬主編．離子膜法制堿生產(chǎn)技術(shù)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998．

[2]趙峰．SUPCON JX-300 X DCS在氯堿裝置中的應(yīng)用[J]．氯堿工業(yè)，2008，（1）：41—43．

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