6O萬(wàn)噸鹽硝聯(lián)產(chǎn)擴(kuò)建工程DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用

1 60萬(wàn)噸鹽硝聯(lián)產(chǎn)擴(kuò)建工程DCS控制方案
1．1 概述：6O萬(wàn)噸鹽硝聯(lián)產(chǎn)擴(kuò)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(guò)程如下：
1．2 鹽硝聯(lián)產(chǎn)： 由來(lái)自鹵水凈化后的精鹵經(jīng)冷凝水、二次蒸汽預(yù)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(jìn)鹽漿桶，由稠厚器增稠．經(jīng)離心機(jī)脫水、內(nèi)熱式干燥床干燥，干鹽去倉(cāng)儲(chǔ)車間包裝。Ⅲ效制鹽母液排入母液回收系統(tǒng)制鹽罐，經(jīng)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(jīng)閃發(fā)罐和提硝罐的二次蒸汽預(yù)熱，進(jìn)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(jīng)離心機(jī)脫水、干燥床干燥，干硝去成品庫(kù)包裝。提硝母液經(jīng)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(lái)原鹵泵入反應(yīng)沉清罐，加純堿液與燒堿液，通壓縮空氣進(jìn)行攪拌反應(yīng)后，再加助沉劑液進(jìn)行攪拌、澄清，上層清液經(jīng)過(guò)濾及鹽酸中和后泵人精鹵罐儲(chǔ)存；燒堿一CO2法：礦山來(lái)原鹵泵人反應(yīng)沉清罐，加入燒堿液進(jìn)行第一步反應(yīng)．再通煙道氣進(jìn)行第二步反應(yīng)后，再加助沉劑液進(jìn)行攪拌、澄清，上層清液經(jīng)過(guò)濾及鹽酸中和后泵入精鹵罐儲(chǔ)存。
2 6O萬(wàn)噸鹽銷聯(lián)產(chǎn)擴(kuò)建工程DCS控制系統(tǒng)構(gòu)成
2．1 概述。WebField JX一300XP是中控基于web技術(shù)推出的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)。JX一300XP系統(tǒng)吸收了最新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子技術(shù)成果．充分應(yīng)用了最新信號(hào)處理技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、可靠的軟件平臺(tái)和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，采用了高性能的微處理器和成熟的先進(jìn)控制算法，全面提高了系統(tǒng)性能，能適應(yīng)更廣泛更復(fù)雜的應(yīng)用要求。同時(shí)，作為一套全數(shù)字化、結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)與多種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)和各種異構(gòu)系統(tǒng)的綜合集成。60萬(wàn)／噸鹽硝聯(lián)擴(kuò)建工程DCS控制系統(tǒng)構(gòu)成：鹽硝控制站、鹵水凈化遠(yuǎn)程控制站、電機(jī)控制站。
2．2 配置方案：整個(gè)DCS系統(tǒng)由六臺(tái)操作員站、兩臺(tái)工程師站、一個(gè)網(wǎng)關(guān)站、三個(gè)控制站、6個(gè)擴(kuò)展柜組成，六臺(tái)操作員站分別完成對(duì)各個(gè)界區(qū)的監(jiān)控．工程師站負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的軟件維護(hù)，網(wǎng)關(guān)站負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)送到公司管理網(wǎng)上。
2.3 控制站功能。SUPC0N JX一300X DCS控制站能完成I／0處理、數(shù)據(jù)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(cè)、監(jiān)視、P1D調(diào)節(jié)和各種復(fù)雜調(diào)節(jié)。各種閥門的開關(guān)，各種泵的啟停等順序控制，各種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視及聯(lián)鎖保護(hù)等。
　　同時(shí)，控制站還可完成一些更復(fù)雜、更特殊的控制功能。提供的SCX高級(jí)語(yǔ)言、功能塊圖（FBD）、梯形圖（LD）、順控圖（SFC）能實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的先進(jìn)控制策略。
3 系統(tǒng)特點(diǎn)
　　（1）技術(shù)成熟，性能穩(wěn)定。
　　（2）高速、可靠、開放的通信控制網(wǎng)絡(luò)SCnet II。
　　（3）分散、獨(dú)立、功能強(qiáng)大的控制站。
　　（4）全智能化設(shè)計(jì)。
　　（5）任意冗余配置。
　　（6）I／O卡件貼片化設(shè)計(jì)、I／O端子可插拔設(shè)計(jì)。
　　（7）簡(jiǎn)單、易用的組態(tài)手段和工具。
　　（8）豐富、實(shí)用、友好的實(shí)時(shí)監(jiān)控界面。
　　（9）事件記錄功能。
　　（1O）多功能的協(xié)議轉(zhuǎn)換接口。
　　（11）方便實(shí)現(xiàn)與異構(gòu)系統(tǒng)的集成。
　　（12）產(chǎn)品多元化、網(wǎng)絡(luò)化。
4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　WebField JX一300XP系統(tǒng)由工程師站、操作員站、控制站、過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)等組成。
4．1 工程師站是為專業(yè)工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)的，內(nèi)裝有相應(yīng)的組態(tài)平臺(tái)和系統(tǒng)維護(hù)工具。
4．2 操作員站是由工業(yè)PC機(jī)、顯示器（CRT或LCD）、鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)等組成，是操作人員完成過(guò)程監(jiān)控管理任務(wù)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(gè)工業(yè)過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集及控制。
4．4 過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)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(shè)計(jì)，使得信息傳輸安全、高速。

5 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
　　WebField JX一300XP系統(tǒng)采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：第一層網(wǎng)絡(luò)是信息管理網(wǎng)Ethemet采用以太網(wǎng)絡(luò)，用于工廠級(jí)的信息傳送和管理，是實(shí)現(xiàn)全鋼鐵公司綜合管理的信息通道。
　　第二層網(wǎng)絡(luò)是過(guò)程控制網(wǎng)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(guò)程控制實(shí)時(shí)信息的通道。
　　第三層網(wǎng)絡(luò)是控制站內(nèi)部I／O控制總線，稱為SBUS控制站內(nèi)部I／0控制總線。主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、I／O卡件都是通過(guò)SBUS進(jìn)行信息交換的。
　　SBUS總線分為兩層：雙重化總線SBUS—S2和SBUS—S1網(wǎng)絡(luò)。主控制卡通過(guò)它們來(lái)管理分散于各個(gè)機(jī)籠內(nèi)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(gè)冗余的控制站和32個(gè)操作員站或工程師站，系統(tǒng)容量最大可達(dá)到l5360點(diǎn)。
　　WebField JX一300XP系統(tǒng)每個(gè)控制站最多可掛接8個(gè)IO機(jī)籠。每個(gè)機(jī)籠最多可配置20塊卡件，即除了最多配置一對(duì)互為冗余的主控制卡和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡之外，還可最多配置l6塊各類I／O卡件。在每一機(jī)籠內(nèi)．I／O卡件均可按冗余或不冗余方式任意進(jìn)行配置
7 主控制卡
　　主控制卡是控制站的軟硬件核心，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)控制站內(nèi)的所有軟硬件關(guān)系和各項(xiàng)控制任務(wù)．如完成控制站中的I／O信號(hào)處理、控制運(yùn)算、上下網(wǎng)絡(luò)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(jié)構(gòu)．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(dá)128個(gè)，最大可帶l28塊I／O卡，通過(guò)SBUS實(shí)現(xiàn)就地或遠(yuǎn)程I／0功能。
　　主控制卡內(nèi)置后備鋰電池，用于保護(hù)主控制卡斷電情況下卡件內(nèi)SRAM 的數(shù)據(jù)（包括系統(tǒng)配置、控制參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)等），提高系統(tǒng)安全性和可維護(hù)性。在系統(tǒng)斷電的情況下， SRAM數(shù)據(jù)可以保存3個(gè)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(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，在繼承原版本軟件功能豐富、界面友好、使用簡(jiǎn)單特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)JX一3O0XP系統(tǒng)的特點(diǎn)，中控對(duì)原版本的Advantol Pro軟件包進(jìn)行了多項(xiàng)改進(jìn)與升級(jí)， 形成了更為豐富使用的AdvanTro1一Pro（For JX一300XP）軟件包。
　　軟件包構(gòu)成：AdvanTml實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件；SCKey系統(tǒng)組態(tài)軟件；SCLang C語(yǔ)言組態(tài)軟件（簡(jiǎn)稱SCX語(yǔ)言）：SCContml圖形化組態(tài)軟件；SCDraw 流程圖制作軟件；SCFo瑚報(bào)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(wǎng)絡(luò)檢查軟件；SCsignal信號(hào)調(diào)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(guó)際上先進(jìn)而通用的、符合IEC297．3標(biāo)準(zhǔn)的VEM機(jī)箱。在I／0模板與機(jī)箱母板的連接上．選用了國(guó)際通用的符合IEC6O3—2／DIN41612標(biāo)準(zhǔn)的歐式連接器，具有外型美觀、工藝先進(jìn)、連接可靠、插拔力小等特點(diǎn)，其基本失效率為7．5×l0一l0／h。I／0端子板與機(jī)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(gè)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(dú)立的CPU，監(jiān)控操作站可互為熱備冗余，一臺(tái)處理器或電源故障．系統(tǒng)將自動(dòng)切換到冗余的處理器，操作站之間具有內(nèi)部切換的能力。操作員站可兼作工程師站。磁盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要用于系統(tǒng)下裝和組態(tài)數(shù)據(jù)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(dú)設(shè)立，也可以與監(jiān)控操作站并用。
9．4 服務(wù)器。運(yùn)行在32位Windows網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上．可掛接局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，并和過(guò)程控制網(wǎng)、工廠數(shù)據(jù)庫(kù)等連接，為系統(tǒng)操作站、工程師站及現(xiàn)場(chǎng)控制站提供數(shù)據(jù)存取、歷史數(shù)據(jù)采集、報(bào)警事件處理及為工廠數(shù)據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù)。
9．5 人機(jī)界面軟件。報(bào)警事件管理軟件及歷史數(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)的OPC服務(wù)器的客戶程序。基于0PC的開放控制技術(shù)。具有靈活的互可操作性。通過(guò)OPC服務(wù)器提供的客戶接口和自動(dòng)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(chǎn)過(guò)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(yīng)處顯示動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，顯示系統(tǒng)各設(shè)備，裝置，區(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)以及全部過(guò)程參數(shù)變量的狀態(tài)，測(cè)量值，設(shè)定值，控制方式（手動(dòng)／自動(dòng)狀態(tài)），高低報(bào)警等信息。
10．2 歷史數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)基于OPC標(biāo)準(zhǔn)存貯的，服務(wù)器完成歷史數(shù)據(jù)采集、存貯，并響應(yīng)客戶程序的請(qǐng)求。歷史數(shù)據(jù)采集可采用周期記錄方式和事件觸發(fā)記錄方式。根據(jù)要求設(shè)定采樣周期和歷史數(shù)據(jù)保存時(shí)間，定義不同的記錄觸發(fā)事件。歷史數(shù)據(jù)按標(biāo)準(zhǔn)方式為客戶程序提供查詢和讀取歷史數(shù)據(jù)的服務(wù)。
10．3 歷史趨勢(shì)。趨勢(shì)曲線或數(shù)據(jù)列表方式顯示歷史數(shù)據(jù)，可用預(yù)定義的分組顯示，也可在運(yùn)行時(shí)對(duì)分組進(jìn)行修改顯示。趨勢(shì)曲線可顯示在一屏上顯示任意時(shí)間段的趨勢(shì)，也可按比例放大或縮小（包括時(shí)間軸和顯示量程）。曲線方式或列表方式打印給定時(shí)段的歷史數(shù)據(jù)。可將同一參數(shù)不同時(shí)段的數(shù)據(jù)在同一趨勢(shì)圖上顯示比較。
10．4 統(tǒng)計(jì)分析和報(bào)表。獨(dú)立的客戶程序，可作為后臺(tái)任務(wù)執(zhí)行。統(tǒng)計(jì)分析提供了對(duì)指定參數(shù)在給定時(shí)段或抽樣數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)結(jié)果（如最大值、最小值、平均值、累加等）和數(shù)字期望、標(biāo)準(zhǔn)方差、概率分布曲線等功能。可通過(guò)預(yù)定的電子表格方式將給定時(shí)段或抽樣數(shù)據(jù)及其統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行報(bào)表打印。報(bào)表可按預(yù)先定義的條件（如定時(shí)或事件）啟動(dòng)。
10．5 安全管理。系統(tǒng)提供了完善的安全管理，每個(gè)參數(shù)、每幅畫面、按鈕、熱鍵、報(bào)表等對(duì)象均可指定為不同的區(qū)域（可設(shè)置多達(dá)256個(gè)區(qū)域）。對(duì)每個(gè)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(gè)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(nèi)執(zhí)行權(quán)限內(nèi)的操作。
10．6 報(bào)警。報(bào)警系統(tǒng)由報(bào)警事件服務(wù)器和報(bào)警事件信息管理軟件兩部分構(gòu)成．由報(bào)警事件服務(wù)器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，一旦出現(xiàn)給定的報(bào)警或其他事件，便將該報(bào)警事件信息通知報(bào)警事件信息管理器進(jìn)行記錄，并觸發(fā)相應(yīng)的響應(yīng)。
11 小 結(jié)
　　目前該系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)年產(chǎn)鹽銷為60萬(wàn)噸／年，現(xiàn)在設(shè)備投入運(yùn)行正常．DCS控制系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)鹽硝聯(lián)產(chǎn)達(dá)產(chǎn)增效的目標(biāo)奠定了充足的數(shù)據(jù)參考依據(jù)，同時(shí)提供了有效的控制手段，實(shí)踐證明該系統(tǒng)為提高勞動(dòng)生產(chǎn)力，提高經(jīng)濟(jì)效益，為我公司實(shí)現(xiàn)”國(guó)際先進(jìn)，國(guó)內(nèi)一流”的目標(biāo)做出了重要貢獻(xiàn)。