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)界面贏得了國內(nèi)外眾多用戶的信賴,河北金能邢臺礦業(yè)集團(tuán)金牛鉀堿分公司是全國最大的鉀堿生產(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、半自動、全自動3種方式。
?。?)手動方式??蛇x擇其中一塔的再生步驟,然后按啟動按鈕,該再生步驟開始運(yùn)行,可以手動對各個(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)半自動方式。先在手動狀態(tài)下選擇再生塔及再生起始步,然后再選擇自動再生開始,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,自動進(jìn)行到B塔再生,B塔再生完成后,自動進(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)。精鹽水流量為主動量,淡鹽水流量為從動量。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 氯氫壓差的自動調(diào)節(jié)
為了保證陰極室和陽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)的主動回路和一個(gè)屬于隨動調(diào)節(jié)的從動回路所組成。氯氣壓力在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中是主動量,氫氣壓力為從動量。這個(gè)復(fù)雜的調(diào)節(jié)系統(tǒng)對確保裝置正常運(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)裝置就會自動停車。
3 裝置運(yùn)行情況
2008年4月河北金能邢臺礦業(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。