DCS控制系统在甲醛生产工艺中的应用.pdf

《DCS控制系统在甲醛生产工艺中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、982化工自动化及仪表第38卷DCS控制系统在甲醛生产工艺中的应用刘增环1杨兵1·2(1．河：tI：T程大学信息与电气工程学院，河北邯郸056038；2．山东晋煤明水化工集团有限公司，山东章丘250200)摘要将浙大中控的WebFeildJX-300XPDCS控制系统应用于甲醛生产工艺，实现对工业甲醛生产系统的实时监控。实践表明，该系统自动化程度高、使用简易、甲醇转化效率稳定．有效地降低了系统运行的人工费用和项目的维护费用。关键词DCS数据通讯冗余CPU分散式监控系统中图分类号TP273文献标识码B文章编号1000-3932

2、(2011)08-0982-03甲醛是一种重要的有机原料，工业上常用催化氧化法由甲醇制取甲醛。目前，国内的甲醛行业受建材行业需求的带动，生产势头较好，而农药、医药及其下游产品的需求也十分稳健，从而使得甲醛具有较好的市场需求。为提高甲醛的产品质量和生产能力，降低成本，保证生产的稳定性和安全性，很多化工厂家对生产的自动控制提出了更高的要求。1生产工艺流程山东晋煤明水化工集团有限公司甲醛生产采用电解银催化剂法甲醇氧化制甲醛的方法。甲醇由高位槽进入蒸发器加热，水洗后经过加热，到蒸l吲黼嘉阡T产发器的甲醇层(约50℃)，为甲醇蒸汽所饱

3、和并与水蒸气混合；然后经加热器加热至100—1200C，经阻火器和加热器进入氧化反应器，反应器的温度一般控制在600～650℃，在催化剂的作用下，大部分甲醇转化为甲醛。转化后的气体冷却到100～120℃进入吸收塔，用稀甲醛溶液或水吸收，未被吸收的气体从塔顶排出，送到尾气锅炉燃烧，提供热量。根据甲醛工艺流程(图1)和厂方要求，山东晋煤明水化工集团有限公司新建的甲醛生产控制系统采用了浙江中控技术股份有限公司生产的WebFeildJX-300XP较先进的DCS控制系统进行监控⋯。系统通过现场控制站(I一内丽著躲zmP一剽：乜岁第2

4、吸收塔爿P一204AP一204B吵：塔加水‘图1甲醛生产吸收工序流程收稿日期：2011-03—10：叫谚酋之～P一第8期刘增环等．DCS控制系统在甲醛生产工艺中的应用983／O站)、数据通讯系统、人机接口单元(操作员站OPS、工程师站ENS)”1把控制任务分配到现场，便于分散控制，降低了事故发生对整个系统造成的影响。2系统硬件设计JX-300XP硬件包括控制站硬件、操作站硬件和网络硬件3部分(图2)。DCS控制对象主要有反应塔压力、反应塔温度、料位探测仪、甲醇流量、甲醛流量及调节阀等。监控系统硬件由电源单元、CPU单元、输入

5、输出单元、通讯单元、操作站和网络部件构成。图2系统硬件总图2．1控制站硬件控制站硬件包括机柜、机笼及系统供电、主控制卡(CPU)、数据转发卡和I／O卡件”‘41。其中机笼分为电源机笼和卡件机笼。电源机笼可以配置4个电源模块；卡件机笼主要放置各类卡件，一个卡件机笼有20个槽位，用来放置两块主控制卡、两块数据转发卡和16块I／O卡件。机笼背面有4个SBUS—s2网络接口、一组电源接线端子和16个I／O端子接口插座。系统采用双路交流供电，两路220V交流电冗余配电，一路通过UPS给系统供电，一路直接给系统供电。2．2操作站硬件操作

6、站负责显示控制站采集的信号点，并下达操作员的命令到控制站，同时对一些实时或历史的数据进行保存，它是DCS中不可缺少的硬件组成部分。操作站的硬件由工控PC机(包括计算机主机、显示器及操作员键盘等)、操作台一打印机和操作员软件狗组成。2．3网络硬件网络硬件包括网卡、通信线缆以及其它网络辅助配件等。它负责控制站和操作站之间或操作站与操作站之间不同设备的信息传输，并实现系统规模的扩展。3系统软件设计针对晋煤明水化工集团有限公司甲醛生产系统的特点，为实现甲醛生产系统长周期安全稳定运行，对原中控版本的AdvantrolPro软件包进行了

7、改进与升级，在继承原版本软件功能丰富、界面友好、使用简单等特点的基础上，形成了更为丰富的软件包，特别完善了防爆曲线监控软件。为保证安全生产，要求使甲醇和蒸汽混合后温度控制在规定的范围内”’。如果温度超出允许的范围，则会因为反应剧烈、不可控制而产生爆炸，这是非常危险的情况。为了有效监视该反应过程混合气体的温度情况，并以直观的形象表示出来，同时给出报警指示信息，以指导生产操作人员进行适当的操作，需要一套计算机爆炸监控曲线软件，完成对生产操作的监控。防爆曲线软件系统运行于windows2000+sp2系统之上。防爆曲线软件有两种运

8、行方式：一个是模拟运算状态；一个是实际计算状态。模拟计算状态可以模拟系统在模拟信号下计算的数值．并显示出来；实际计算可用AdvanTrol-ProV2．40自带的OPC软件与系统的通讯数据计算实际的系统负荷工况下的各值，系统可以从模拟计算状态切换到实际计算状态。监控爆炸曲线系统的要求较高，