摘要：采用JS-300X DCS及其組態軟件，實現對硝酸生產線生產過程的自動監控，系統采用分級計算機控制方式，下位機負責完成現場數據采集、預處理、過程控制及向上位機傳送和接收數據等任務，上位負責系統相關部分的監測、控制，并完成數據處理及打印等功能。 關鍵詞：DCS；自動監控；數據采集；過程控制 一、前言 公司硝酸生產線以前生產過程均由人工操作和老式儀表控制，不僅效率低、工人勞動強度大而且控制精度差，很難保證生產安全進行。為改變此狀況，公司采用JS-300X DCS及其組態軟件，實現對硝酸生產線生產過程的自動監控。 二、工藝流程 工藝流程圖如圖1 硝酸工段工藝流程 由合成車間來的液氧，經過液氨過濾器，入液氨蒸發器，液氨在蒸發管間蒸發成0。3Mpa的氣氨，經氨蒸發分離器，分離出夾帶的霧沫后，氣氨入氣氨過濾器，過濾后再進入氣氨預熱器，用0.2Mpa的低壓蒸汽將氣氨加熱至60℃，然后去氨空氣混合器。 液氨蒸汽發內液氨的蒸發系利用第二吸收塔24℃冷卻水為熱源，進行蒸發的。 由大氣吸入的空氣經過濾器，然后進入鼓風機去氨空氣混合器，與氣氨混合。一部分空氣去漂白塔，吹出成品酸中的氧化氮氣進入第一吸收塔之氧化段，這部分空氣稱之為二次空氣 。 氨與空氣在氨空混合器中混合成氨空氣混合氣，經氨空過濾器最后凈化后，送至氧化爐的鉑網上，在800～805℃溫度下，氨被氧化成一氣化氮氣體，然后在廢熱鍋爐內回收熱量付產蒸汽，出廢熱鍋爐的一氧化氮氣體進入快冷器，出快冷器的氧化氮氣體入分離器除去氣體中夾帶的酸霧后，進入 第一吸收塔的氧化段。 氧化氮氣體在氧化段內在比較低的溫度下進行液相氧化。 由氧化段來的氧化氮氣體進入第一吸收塔吸收段，然后再進入第二吸收塔，出第二吸收塔之尾氣進堿液吸收塔。 三、控制系統體系結構 JX-300X DCS控制系統的基本組成包括工程師站（ES）、操作站（OS）、控制站（CS）和通訊網絡SCNETⅡ。 工程師站：用于控制應用軟件組態、系統監視、系統維護的工程設備。 操作站：用于實現工藝過程監控、操作、記錄等功能，以工業PC機為基礎的人機接口設備。 控制站：用于過程控制，實現物理位置、控制功能都相對分散的主要硬件設備。 通訊網絡：用于實現系統各節點間相互通訊，將工程師站、操作站、控制站、通訊接口站等硬件設備構成一個完整的分布式控制系統的通訊網絡為SCNETⅡ過程控制網, JX-300X DCS控制系統采用的是10Mbps的工業以太網. 控制站通過主控卡、數據轉發卡、和相應的I/O卡件實現現場過程信號采集、處理、控制等功能。根據現場要求的不同，系統配置規模（控制回路、信息量）不同。在控制站內，通過SBUS總線掛接最多8個I/O單元，每個I/O單元可掛接最多16個卡件。I/O卡件可對現場信號進行預處理。 在控制站內，以高性能微處理器為核心，能進行多種過程控制運算和數字邏輯運算，并通過下一級通訊總線（SBUS）獲得各種I/O卡件交換信息的智能卡件為主控卡。主控卡采用冗余配置，保證實時過程控制的完整性。 SBUS總線分SBUS—S1和SBUS—S2兩層。SBUS—S2是系統的現場總線，物理上位于控制站內I/O機籠之間，連接主控卡和數據轉發卡，用于主控卡和數據轉發卡之間的信息交換。SBUS—S1物理上位于控制站內各I/O機籠內，連接數據轉發卡和各I/O卡件，用于數據轉發卡與各I/O卡件間的信息交換。 JX-300X DCS控制系統可以實現實時數據采集、實時流程查看、實時趨勢瀏覽、報警記錄與查看、開關量變位記錄與查看、報表數據存儲、歷史趨勢存貯與查看、生產過程報表生成與輸出等功能，從而實現生產過程的管理、控制全集成綜合自動化。 用于進行CS、OS組態的專用軟件，包括：SCK（系統定義）、SCNetDiag（系統診斷）、SCControl（圖形化組態）等工具軟件包，稱為組態軟件包 用于過程實時監控、操作、記錄、打印、事故報警等功能的人機接口軟件稱為實時監控軟件AdvanTtrol 組態軟件包和實時監控軟件AdvanTtrol構成系統軟件。 四、監控系統的設計 為實現自動監控，整個系統設置6個開關輸入量，95個模擬輸入量以及11個開關輸出量和20模擬輸出量。自定義一字節變量41個，自定義二字節變量6個，自定義回路11個，常規方案21個，自定義控制方案一個。 該控制系統的組態可以根據下面要求用系統軟件組態軟件包和實時監控軟件AdvanTtrol 實現。 五、常規控制方案、聯鎖要求： 1.氧化爐溫度控制方案：氧化爐溫度的采樣點為＊＊＊和＊＊＊；控制方式為兩種。一個為用氧化爐溫度直接控制氨流量的單回路；一個為串級控制，氧化爐溫度為外環，氨空比為內環。兩種控制方式通過按鈕開關進行切換，并且實現無擾切換。 2.氧化爐溫度、鼓風機溫度等測點加斷偶保護，當熱電偶斷開時，進行報警并且旁路跳車信號。 3.鼓風機加選取開關，在啟動鼓風機后，每套氧化爐要打開進氨閥必須先選取合適的鼓風機，兩套氧化爐不得選取同一臺鼓風機。每套氧化爐可能選取任何一臺鼓風機。在氧化爐開車時，允許在線進行鼓風機的選取，但被選項的鼓風機應在運行狀態，同時切換應在原有鼓風機的停止前進行。 4.氧化爐溫度正常控制區在＊＊＊℃～＊＊＊℃。當氧化爐溫度低于＊＊＊℃時系統報警；當氧化爐溫度高于＊＊＊℃或氨空比高于設定時系統報警，氧化爐溫度高于＊＊＊℃或氨空比高于高限值時，系統自動切斷進氨電磁閥，同時NOX放空閥自動打開。當溫度低于＊＊＊℃時可以手動打開進氨電磁閥，也可以手動關閉NOX放空閥。 5.鼓風機停車，當鼓風機停車或故障停車時，同時聯鎖關閉進氨電磁閥，NOX放空閥打開，鼓風機放空閥同時也打開。 6.鼓風機放空電磁閥非正常打開時，以氨空比升高為參考，聯鎖系統，同時切斷進氨電磁，NOX放空閥打開。 7.二次空氣放空閥不考慮聯鎖。 8.當每臺鼓風機的各點溫度中，有一點溫度高于＊＊＊℃并且無斷偶信號時，聯鎖鼓風機停車；當軸位移油壓低于＊＊＊MPa時，聯鎖鼓風機停車。 當進氨閥位預置值大于或等于＊＊＊時。計算機不確認，且閥位不變。 六、組成的相關畫面如下 以上圖表具有以下特點：1、操作畫面參數設定與調整靈活，人機界面友好；2、設有自動/手動切換，操作簡單；3、生產過程的重要參數可用趨勢圖實時顯示和存儲，便于查閱。 七、結束語 該系統投入使用后，運行狀況良好，達到預期控制要求，不僅改進了操作方式，方便操作和管理、降低勞動強度、提高勞動效率，且降低了生產成本，提高了產品產量，取得良好的經濟效益和社會效益。 參考文獻 1、[1] 浙大中控JS-300X DCS產品產品使用說明書