DCS控制系统在造气系统的应用总结-论文.pdf

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1、小氮肥第42卷第7期2014年7月4DCS控制系统在造气系统的应用总结刘天顺(甘肃金昌化学工业集团有限公司甘肃金昌737000)在同一厂房内；3台2800mm煤气炉和5台1改造原因2600mm煤气炉呈L形排列在另一个区域。甘肃金昌化学工业集团有限公司合成氨装置根据此布局情况，DCS硬件布局共设计2个系统：设计规模为150kt／a。造气系统共有18台固定层l0台2400mm煤气炉为一个系统，控制柜和操煤气炉，其控制系统按煤气炉设备配置分为3个部作员计算机放置在岗位操作室；5台2600mm分：l0台

2、2400mm煤气炉和5台2600mm和3台2800mm煤气炉为另一个系统，2个岗煤气炉的控制系统均为单片机；3台2800mm位各设置1个控制柜，操作员计算机都设置在煤气炉配备PLC和WINCC。由于控制系统技术2800mm煤气炉岗位操作室。2个系统之间落后，基本属于半自动操作，生产很不稳定，运行由网络联系，可以共享数据；调度室设置1台远程成本居高不下。原控制系统存在缺陷：①监视记监控制站，可监测所有煤气炉数据，但没有修改数录数据不全，不能为优化工艺提供必须的数据显据权限，供调度员随时监测煤气炉的

3、运行状况，及示；②操作和数据被分割成不同小块；③控制系统时调节整个系统的生产负荷，保持生产最优化。的响应速度慢，安全性较低；④联锁严重不足，信3工作原理息处理能力几乎为零，基本没有自动控制的功能。造气系统DCS工作原理示意(单炉)见图1。2改造思路由图1可看出：生产过程的工艺参数由通讯采用DCS集散控制系统，实现造气全自动操网络的通讯总线传输到控制站，在控制站中，由数作控制。1O台2400mm煤气炉为“一”字排列据采集站、逻辑控制站、过程控制站3个核心高性操作参数调节：循环时0控制站：II●通讯

4、网络间、百分比自动调节操作控制：开停车、加减量、阀门开关、大小调节蒸汽阀自调液位自控阀调节加焦、下灰间隔时间调节炉条机电机变频调速：风机电机变频调速I．．．．__Jl风机电机变频调速界面：流程图、趋势图、其他控制动作报警、切断、其他图1造气系统DCS工作原理示意(单炉)小氮肥第42卷第7期2014年7月5能处理器获得各种I／0卡件交换信息(图1右侧键次数不超过3次，重要数据授权后可直接修改，的各项工艺参数)，进行多种过程控制运算和数方便操作；③软件占用资源小、运行稳定，所有修字逻辑运算后，由CP

5、U主卡件、数据转发卡等卡改都可进行无扰下装，将对生产影响降至最小；件传输到下一级通讯总线。工程师站是完成软件④硬件从各方面保证了产品质量和品质。组态、系统监视、系统维护任务的处理器，也是实对造气生产控制的具体功能：①煤气炉阀门时监视、操作、记录、打印、事故报警等功能的人机控制功能分为顺序控制功能(开、停车和制惰时接口。各种工艺参数通过控制站、工程师站处理的阀门控制功能)和单阀操作功能(调试阀门时后转换成执行信息传输到操作站实行阀门控制动使用的功能)；②汽包水位自调功能；③炉条机转作(图1左侧的命

6、令执行)。通讯网络由信息管速调节功能；④人炉蒸汽压力调节功能；⑤入炉蒸理网、过程控制网构成。信息管理网采用在多功汽流量递减调节功能；⑥参数锁定功能；⑦制惰功能计算站上安装双重网络接口(信息管理网和过能；⑧吹风排队功能，即可实现任意分配煤气炉排程控制网)转接和大型网络数据库的方法，获取队吹风功能；⑨联锁功能包括风机联锁、油压联集散控制系统中过程参数和系统的运行信息，同锁、油泵启动备泵功能、阀位检测及联锁、下灰联时向下传送上层管理计算机的调度指令和生产指锁；⑩与秤煤系统通讯功能；⑧炭层控制功能包括导

7、信息，并实现信息共享。过程控制网采用双高自动加煤和炭层高度检测。速速冗工业以太网，直接连接了系统的控制站、操5效益分析作站、工程师站、通讯接口单元等，是传送过程控制实时信息的通道。改造前、后工艺参数比较见表I。造气系统实施DCS集散控制系统后，生产系表1改造前、后工艺参数比较统的控制点调节动态显示工艺流程图、各炉温度趋势图、各炉液位显示图、蒸汽流量显示表、煤气流量显示表、气柜高度显示表、炉条机／风机／油泵变频器显示表、炭层显示表、开停车安全报警显示等所有工艺参数，以控制状况的动态信息都在界面屏幕

8、上显示，并可随时在操作台进行调节，实现造气系统的全自动化操作控制，从而避免了半自动操作经常出现的炭层控制不稳、不能根据炉况及时加焦或下灰、百分比调节不及时以及压力、液位、氧含量控制不好易造成安全事故等问题，促进了造气工艺稳定与优化，提高了生产率。由表1可知：改造后，吨氨煤耗、蒸汽消耗及电耗均有所下降；按焦炭820元／t、蒸汽90t、4DCS系统发挥的功能电价0．34元／(kW·h)、年产150kt合成氨计，则DCS系统发挥的功能：①全面的数据监视功吨氨可降低生产成本217元，年获得经济效益为能，