摘 要：介紹了橫河電機CS3000 DCS系統的技術特點，以及其在鉀堿裝置中的應用，詳細分析了幾個比較復雜的控制環節。

關鍵詞：橫河；DCS；鉀堿；樹脂塔

橫河電機CS3000 DCS控制系統以其穩定可靠的控制性能，友好的人機界面贏得了國內外眾多用戶的信賴，河北金能邢臺礦業集團金牛鉀堿分公司是全國最大的鉀堿生產廠家之一，經二期技改擴建之后生產能力達到6.4萬t/a，自建廠以來一直使用橫河電機DCS系統至今，生產運行良好。

1 CENTUM CS3000 DCS特點

橫河電機CENTUM CS3000集散控制系統（DCS）是一個結構真正開放的系統，較前幾代產品在性能上有很大的提高。該系統主要特點如下：

（1）采用Windows XP標準操作系統，支持DDE／OPC。

（2）獨家采用了4 CPU冗余容錯技術的現場控制站，實現了在任何故障及隨機錯誤產生的情況下進行糾錯與連續不問斷地控制。

（3）采用橫河公司的V—NET控制總線，該控制總線速度可高達100 Mbps。滿足了用戶對實時性和大規模數據通訊的要求。

（4）較好的可擴展性和與既有系統的兼容性。

2 鉀堿裝置中的控制難點及具體實施方案

由于鹽水二次精制工序為電解槽提供符合技術指標精鹽水，而氯氫壓差控制和進槽鹽水調節是關系電解槽平穩運行及全廠安全的重要環節，因此以上幾個工段控制方案比較復雜。

2.1 螯合樹脂塔的運行控制

螯合樹脂塔再生步驟見圖1。

控制模式可以選擇手動、半自動、全自動3種方式。

（1）手動方式。可選擇其中一塔的再生步驟，然后按啟動按鈕，該再生步驟開始運行，可以手動對各個閥門進行操作，直到再生結束，期問另外一塔保持正常運行。

（2）半自動方式。先在手動狀態下選擇再生塔及再生起始步，然后再選擇自動再生開始，一直運行到該塔再生結束，完成后可人工選擇下一塔進行再生。

（3）全自動方式。在此模式下整個再生過程全部由程序控制，A塔再生完成后，自動進行到B塔再生，B塔再生完成后，自動進行到A塔再生，一直按程序執行每一步驟。

不同的控制模式用來滿足不同條件下的生產需要，從而保障生產的安全正常運行。

2.2 進槽鹽水的流量調節

在復極式電解工藝中，進電解槽鹽水流量需要嚴格控制。鹽水流量依據電解槽電流大小，自動進行調節，圖1表示進電解槽鹽水流量調節工藝控制流程。

對進電解槽精鹽水和淡鹽水來說，這是一個雙閉環比值調節。精鹽水流量為主動量，淡鹽水流量為從動量。其中，電解槽整流電流和鹽水流量之間，有一個固定的函數關系。

要實現這樣復雜調節系統，DCS系統是最佳的選擇，相對于使用常規儀表，不但節省投資和減少維護量，而且系統運行可靠。

2.3 氯氫壓差的自動調節

為了保證陰極室和陽極室之間的正常壓差，電解后產生的氯氣和氫氣壓力，需要進行調節。這個調節系統的工藝控制流程圖與進槽鹽水流量控制相似。氯氣、氫氣各自組成調節回路。氯氣壓力一方面通過自己的回路，作為氫氣調節回路的給定。該控制回路由一個定調節的主動回路和一個屬于隨動調節的從動回路所組成。氯氣壓力在調節系統中是主動量，氫氣壓力為從動量。這個復雜的調節系統對確保裝置正常運轉，起到非常重要的作用。一旦控制失靈，氯、氫氣壓力失常，生產裝置就會自動停車。

3 裝置運行情況

2008年4月河北金能邢臺礦業集團金牛鉀堿分公司的二期技改工程投運以來，運行穩定，控制功能完全滿足工藝要求。

（1）實現了氫氫化鉀生產的全自動控制，使全廠所有工序具有了很強的協調調度能力。

（2）控制系統運行平穩，崗位操作人員的勞動強度大大減輕，產品完全符合技術指標。

（3）系統設計非常完善，數據記錄和快速反應能力強，便于處理各種意外事故，有效保護各個工藝設備。

參考文獻

[1]程殿彬主編．離子膜法制堿生產技術[M]．北京：化學工業出版社，1998．

[2]趙峰．SUPCON JX-300 X DCS在氯堿裝置中的應用[J]．氯堿工業，2008，（1）：41—43．

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