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1  引言
    全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展使我們的社會(huì)進(jìn)入了一個(gè)全新的信息時(shí)代，信息技術(shù)正如火如荼地推動(dòng)硫酸工業(yè)的發(fā)展。鹽城慶松硫能有限公司150Kt/a硫磺制酸自2003年6月份投產(chǎn)以來，一直使用浙江浙大中控技術(shù)有限公司推出的全數(shù)字化的新一代SUPCON JX－300X DCS集散控制系統(tǒng)。我公司實(shí)現(xiàn)了全套裝置的自動(dòng)化控制，從熔硫崗位開始到成品庫，每個(gè)班只在中央集控室配置了一個(gè)操作人員，負(fù)責(zé)對(duì)全系統(tǒng)生產(chǎn)工藝指標(biāo)的監(jiān)控調(diào)節(jié)，在室外設(shè)置一個(gè)區(qū)域設(shè)備巡回檢查、維護(hù)保養(yǎng)人員，在熔硫崗位設(shè)置了一個(gè)原料供應(yīng)人員，及班組管理人員班長，全班共4人。公司生產(chǎn)調(diào)度部門和管理部門可以在辦公室足不出戶的獲得硫酸生產(chǎn)系統(tǒng)中各個(gè)工段的工藝指標(biāo)、操作數(shù)據(jù)等，并對(duì)班組下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)。

2  系統(tǒng)介紹
    JX－300X DCS系統(tǒng)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)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)控制法，使其兼具了高速可靠的數(shù)據(jù)輸入輸出、運(yùn)算、過程控制功能和PLC聯(lián)鎖邏輯控制功能。

2.1  JX－300X DCS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

JX－300X DCS系統(tǒng)采用三層通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示

    第一層信息管理網(wǎng)（Ethernet）采用互連性、高速性、開放性很強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，通訊速率為100Mbps，協(xié)議為TCP/IP。Ethernet網(wǎng)絡(luò)通過在多功能站（MFS）上安裝雙重網(wǎng)絡(luò)接口（信息管理和過程控制網(wǎng)絡(luò)），獲取集散控制系統(tǒng)中過程參數(shù)和系統(tǒng)的運(yùn)行信息，同時(shí)向下傳遞上層管理計(jì)算機(jī)的調(diào)試指令和生產(chǎn)指導(dǎo)信息。第二層為過程控制網(wǎng)（SCnet），采用雙高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)，通訊速率為10Mbps，通訊控制符合TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。SCnet網(wǎng)絡(luò)直接連接系統(tǒng)控制站、操作站、工程師站、通訊接口單元等，是傳遞過程中控制實(shí)時(shí)信息的通道。第三層為控制站內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)（SBUS），采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)（Profibus-DP），主要完成控制站內(nèi)各塊I/O卡件與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡件間的信息交換。鹽城慶松硫能有限公司測(cè)點(diǎn)及控制回路較多，選用了無專門服務(wù)器的控制方案（服務(wù)器兼作操作員站）。

2.2 JX－300X DCS系統(tǒng)的硬件特點(diǎn)
    系統(tǒng)的工程師站和操作員站（服務(wù)器）采用DELL工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、21`掃描彩色顯示器、配以SC8004B觸摸式鍵盤和軌跡球，操作方便。系統(tǒng)的模擬量輸入（AI）卡件采用了智能調(diào)理和先進(jìn)的信號(hào)前端處理技術(shù)，由卡件上的微處理器控制，將信號(hào)調(diào)整和A/D轉(zhuǎn)換合二為一，使每塊模擬量輸入卡信號(hào)具有智能調(diào)理和處理的能力，可靠性高，獨(dú)立性強(qiáng)，同時(shí)也有助于功能開發(fā)擴(kuò)展。I/O信號(hào)全部采用磁隔離或光電隔離技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的對(duì)地隔離，對(duì)交流電源隔離和相互之間隔離，將干擾拒之于系統(tǒng)之外，有效地消除了信號(hào)之間的共模干擾和串模干擾的影響。JX－300X DCS網(wǎng)絡(luò)采用雙重化冗余結(jié)構(gòu)，如圖2所示。在其中任一條通訊線發(fā)生故障的情況下，通訊網(wǎng)絡(luò)仍保持正常的數(shù)據(jù)傳輸。

    控制站的電源、主控制卡、網(wǎng)絡(luò)控制器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、驅(qū)動(dòng)接口等均應(yīng)用冗余配置。在冗余配置的情況下，當(dāng)某一條信息通道出現(xiàn)故障，另一條信息通道將負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)通訊任務(wù)。使通訊仍然暢通。

                   圖2   SCentⅡ網(wǎng)絡(luò)雙重冗余結(jié)構(gòu)示意圖

2.3  JX－300X DCS系統(tǒng)的軟件特點(diǎn)
    JX－300X 系統(tǒng)軟件基于中文Windows NT開發(fā)，用戶界面友好，系統(tǒng)軟件由三個(gè)子系統(tǒng)組成，主要包括：監(jiān)控軟件、組態(tài)軟件、維護(hù)軟件。

a：實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件操作畫面由系統(tǒng)簡介、報(bào)警一覽、調(diào)整畫面、實(shí)時(shí)及歷史趨勢(shì)圖、流程圖、數(shù)據(jù)一覽、故障診斷等組成。

b: 系統(tǒng)組態(tài)軟件包括基本組態(tài)軟件 SCKey、流程圖制作軟件SCDraw、報(bào)表制作軟作SCForm。基本組態(tài)軟件指完成對(duì)系統(tǒng)硬件構(gòu)成的軟件設(shè)置。流程圖制作軟件是基于Windows NT Workstation 4.0（中文版）操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的全中文界面的繪圖工具軟件，該軟件繪圖功能齊全，支持多種編輯功能并提供標(biāo)準(zhǔn)圖形庫。報(bào)表制作軟件采用窗口式交互界面，所見即所得數(shù)據(jù)顯示方式。

c: 維護(hù)軟件可以觀察卡件記錄的事件，診斷通訊網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)故障和網(wǎng)絡(luò)連接故障，還可以用于工程師站對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)和操作記錄進(jìn)行離線分析。

3  JX－300X DCS在硫酸生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用
    JX-300X DCS系統(tǒng)在我公司硫酸生產(chǎn)系統(tǒng)中主要對(duì)三大工段進(jìn)行監(jiān)控：熱工工段、轉(zhuǎn)化工段、干吸工段。鹽城慶松硫能有限公司將熔硫焚硫工段和熱工工段定為1#現(xiàn)場(chǎng)控制站，將轉(zhuǎn)化工段和干吸工段定為2#現(xiàn)場(chǎng)控制室，將模塊分裝在兩個(gè)控制柜中，共用一組主控單元，在保證可靠性前提下既保持了各工段的獨(dú)立，又降低了成本。整套系統(tǒng)共處理現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的數(shù)目為：模擬量輸入信號(hào)（AI）126個(gè)，模擬量輸出信號(hào)（AO）78個(gè)，數(shù)字量輸入信號(hào)（DI）46個(gè)，數(shù)字量輸出信號(hào)（DO）30個(gè)，脈沖量輸入（PI）10個(gè)，位置信號(hào)輸入（PAT）80個(gè)。

（1）熱工工段
    主要是顯示余熱鍋爐的壓力、流量、液位、熱管省煤器、對(duì)流管束液體的溫度、壓力等。

鍋爐液位控制使用PID的算法。

（2）轉(zhuǎn)化工段
    主要是顯示轉(zhuǎn)化器各段進(jìn)出口氣體溫度、壓力等，對(duì)各段進(jìn)口溫度進(jìn)行控制。

    轉(zhuǎn)化各段進(jìn)口溫度基本比較穩(wěn)定。PID算法采用了強(qiáng)比例弱積分，加適量微分，控制精度為±1 ℃

（3）干吸工段
主要是對(duì)進(jìn)出口塔酸的溫度、氣體的溫度、循環(huán)槽的液位等進(jìn)行控制。

4  安裝調(diào)試 [1]
    一套DCS系統(tǒng)的使用和控制效果很大程度上決定于安裝質(zhì)量。鹽城慶松硫能有限公司在安裝時(shí)吸取了其它廠家的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，嚴(yán)格按照有關(guān)技術(shù)要求施工。網(wǎng)卡采用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)卡方法安裝。選用雙線作為引出電纜，暴露在地面及電氣干擾較嚴(yán)重的場(chǎng)所的雙線全部使用金屬保護(hù)套管。中央集控室配置KFR-120LW/D落地式房間空調(diào)，保證室溫變化小于5℃/ h。增設(shè)DCS專用接地系統(tǒng)，接地電阻在4Ω以下，電源部分使用單獨(dú)UPS供電，并具有過電流保護(hù)、低電壓報(bào)警功能、冗余雙電源供電。

    經(jīng)過以上這些準(zhǔn)備工作，系統(tǒng)上電調(diào)試相當(dāng)順利，沒有損壞一塊模塊，所有信號(hào)均準(zhǔn)確無誤，系統(tǒng)溫度、壓力、液位、電流、電壓等數(shù)值都十分穩(wěn)定，沒有發(fā)現(xiàn)任何干擾現(xiàn)象，經(jīng)過仔細(xì)調(diào)整控制參數(shù)都滿足了工藝要求。

5  結(jié)語 
    JX－300X DCS系統(tǒng)在鹽城慶松硫能有限公司使用一年多的時(shí)間里，整套系統(tǒng)操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定，自動(dòng)化控制程度高，達(dá)到了20世紀(jì)90年代國內(nèi)硫磺制酸的先進(jìn)水平。