用dcs顺控实现电除尘自动控制

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1、用DCS顺控实现电除尘自动控制丁明华（山东海化集团股份纯碱厂仪表车间，山东潍坊262737）摘要：文中介绍一种对电除尘工序进行远程自动控制的方法。使用DCS顺序控制图，通过模块组态和内部编程，实现多台设备的自动控制，优化了工艺过程，提高了该工序的自动化水平，使该岗位无人值守成为现实。关键词：DCS；电除尘；顺控；DeltaV系统；模块组态；自动控制1．概述电除尘工序隶属于石灰工段，主要是利用高压静电吸附原理，对工艺气体介质中含有的固体小颗粒杂质进行吸附过滤，以达到除尘的目的。运行过程中电除尘塔内部电极产生上万伏

2、的电压，灰尘被吸附在电极上，时间长了越积越多，影响除尘效果，因此需定期对电极进行清洗。我厂共使用了六个电除尘塔，该工序的控制一直采用传统的手动方式，劳动强度大，环境恶劣，需单独设岗位。由于该工序的特殊性，采用自动控制难度大，其他各大碱厂也很少有实现全自动控制的，因此，将该工序相关仪表及设备接入DCS（分散控制系统），通过组态编程实现自动控制，解决了我厂该工序的自动化控制难题，也为兄弟厂家提供了借鉴。2．工艺控制方案该工序主要是将从泡沫塔经过一次除尘后的窑气进行二次再除尘，处理后的窑气进压缩工段。除尘塔窑气窑气阀

3、入口压力循环水水阀液位检测放水管电极图1窑气去压缩主要仪表设备有：除尘塔入口窑气调节阀、入口窑气压力、冲水调节阀、音叉液位检测仪。如图1：控制过程如下：电极送电→开窑气阀→运行4小时→关闭窑气阀→电极断电→打开水阀→冲水3分钟→关闭水阀→（确认冲水管中无水后）电极送电如此周而复始。在以上控制过程中，考虑到阀门在长期使用过程中可能有打不开或关不死的情况，通过入口压力指示和音叉液位检测仪可分别反馈窑气阀和水阀的开关情况。水阀关闭后，虽然对电极的冲水停止，但电极周围气体湿度很大，如立即给电极送电灰产生漏电现象，电极电

4、流达不到设定值，且容易损坏相关设备。因此，在实际应用中，应根据实际情况在冲水完成后进行适当的延时。我厂6个电除尘当中，1#~5#延时5分钟，6#延时10分钟。根据工艺要求，正常生产时不希望有两个或两个以上电除尘塔同时停的情况，这不利于对生产的平稳控制。另外，当一个塔由于故障必须大修时，其他五个塔同时也只能停一个。3．DCS控制方案介绍5我厂石灰车间使用了艾默生公司的DeltaV系统，实施DCS微机改造后，使电除尘工序的自动控制成为了可能。DCS将所有过程仪表和控制参数纳入微机控制系统，通过方便灵活的组态和编程，

5、能够实现各种控制方案，并对过程进行优化，对各种数据进行集中显示。大大解放了劳动力，提高了生产效率。DCS对控制过程的组态方式目前一般有以下几种方式：添表式，模块图式，顺控图式，梯形逻辑图式。其中模块图主要用来对监视点和简单的回路控制进行组态，而顺控图则倾向于对生产过程的顺序控制。在对电除尘工序的控制组态中，采用了模块图和顺控图结合的方式，即采用模块图进行输入输出点和6个塔的总体控制，采用顺控图进行单个电除尘塔的顺序控制。入口窑气调节阀、入口窑气压力、冲水调节阀、音叉液位检测仪等信号通过DCS的I/O卡件接入，电

6、除尘电信号的开停控制通过继电器控制现场设备，开停状态分别取自现场设备的继电器输出，保证了高低压系统的物理隔离，保证了系统的安全可靠性。3．1顺控组态顺控图（SFC）是模块算法中的一类，用来控制时间事件的顺序，例如控制过程的开始与结束。SFC由步骤和转移组成。步骤包含一系列的动作，转移是指转移的条件成立时，过程的顺序可以从某一步骤前进到下一步骤。本文顺控组态主要用来对单塔的工艺过程实现顺序控制，控制流程图如图2。电极送电开始已送电？YN开窑气阀等待4小时得到停塔指令？YN关窑气阀电极断电已断电？YN开水阀等待3分

7、钟关水阀等待5分钟冲水管无水？YN图2图2的控制过程只是控制单个塔的设备，其他5个塔程序类似。图示的“停塔指令”指的是在模块组态中协调6个塔轮流停塔冲水的控制指令。5在顺控图中，一旦开始，程序将按照图示流程循环执行。当然，流程的执行也是可控的，在顺控图中有三个内建的命令，分别是启动（START）、暂停（PAUSE）和停止（IDLE），在操作员画面中使用这三个命令，可以让整个顺序控制过程启动、暂停或者是停止进行手动操作，对应顺控的3种状态分别是Active，Stop和Idle。（当某塔顺控处于“Idle”状态时，

8、定义该塔为大修状态。）在顺控图的参数项中建一动态变量，让该变量跟踪“步骤”的运行。即顺控每执行一个步骤时，同时修改该动态变量的值，这样，每个步骤对应一个变量值，在操作员画面中通过观察该变量的值就能掌握顺控的运行情况，为手动操作时提供参考。3．2模块组态及内部编程使用模块图，一方面是完成过程仪表的输入输出组态，以便在顺控过程中使用和控制这些参数。例如，对阀门的控制和对现场设备状态的检测，