DCS控制系统在制氧机设备中的应用.pdfVIP

DCS 控制系统在20000m^3/h 制氧机设备中的应用 1、控制系统介绍 1.1 DCS 控制系统的介绍 计算机分散控制系统（DCS）是目前最先进的过程控制手段之一，使用DCS 实现对整个 空分装置的自动监视和控制，对提高装置的允许水平，保证装置长期安全运行非常重要。 集散控制系统是由仪表控制系统逐步发展起来并日益完善的控制系统。在工艺生产过程中 广泛应用，它将计算机技术、控制技术、通讯技术及图像显示技术有机的结合起来。一方 面系统具有顺序逻辑连锁控制、PID 调节、数据采集和处理等功能；另一方面又克服了计 算机集中控制系统中如安全性差、扩展性差和安装困难等诸多不足，采用了“数据集中、控 制分散”的原则，从而使整个系统的可靠性大大提高。过程监控计算机在整个计算机综合制 造系统中处于基础自动化设备和上面的工厂管理及区域管理计算机之间，起着承上启下的 关键作用。它的可靠运行才能保证监控机的工艺过程监视、生产优化控制、生产计划下达、 生产实际数据的采集和处理、生产作业管理等功能得以实现。综上所述，在大型制氧机控 制系统中采用集散控制系统是非常恰当和必要的。 1.2 控制系统的选型 浙大中控公司JX-300X 的基本组成包括工程师站（ES）、操作站（OS ）、控制站（CS） 和通讯网络。JX-300X 控制站以多个先进的微控制器为核心，提高了系统的实时性和控制 品质，系统能完成各种先进的控制算法：过程管理级采用高性能CPU 的主机和WINDOWS NT 的多任务操作系统，以适合集散控制系统良好的操作环境和管理任务的多样化；过程 控制网络采用双重化以太网技术，使过程控制级能高速安全的协调工作，做到真正的分散 和集中。在通讯网络上挂接通信接口单元（CIU）可实现JX-300X 与PLC 等数字设备的 连接；通过多功能计算站（MFS）和相应的应用软件AdvanTrol-PIMS 可实现与企业管理 计算机网的信息交换，实现企业网络（ Intranet ）环境下的实时数据采集、实时流程查看、 实时趋势浏览、报警记录与查看、开关量变位记录与查看、报表数据存贮、历史趋势存贮 与查看、生产过程报表生成与输出等功能，从而实现整个企业生产过程的管理、控制全集 成综合自动化。JX-300X 覆盖了大型集散系统的安全性、冗余功能、网络扩展功能、集成 的用户界面及信息存取功能，除了具有模拟量信号输入输出、数字量信号输入输出、回路 控制等常规DCS 的功能，还具有高速数字量处理、高速顺序事件记录（SOE ）、可编程 逻辑控制等特殊功能；它不仅提供了功能块图（FBD）、梯形图（LD）等直观的图形组态 工具，又为用户提供开发复杂高级控制算法（如模糊控制）的类似。C 语言编程环境SCX。 系统规模变换灵活，可以实现从一个单元的过程控制，到全厂范围的自动化集成。通过以 上分析说明，JX-300X 系统在技术上是完全能实现20000m3/h 制氧机自动化控制设计。 1．3 控制系统的构成 本系统选用浙大中控公司JX-300X 系统，DCS 组态软件采用JX-300X 组态软件，监控软 件采用JX-300X 监控。整个控制系统由1 个工程师站、2 个操作员站、控制站、过程控制 网络等组成。工程师站是为了专业工程技术人员设计的，内装有相应的组态平台和系统维 护工具。操作站是由工业PC 机、CRT、键盘、鼠标、打印机等组成得人机系统，是操作 人员完成过程监控管理任务的环境。控制站是系统中直接与现场打交道的I/O 处理单元， 完成信息控制命令等传输，双重化冗余设计，使得信息传输安全高速。 根据集散系统“集中数据，分散控制”的原则，定义1#控制站主要用于空压机，空气预冷系 统、分子筛、膨胀机、分馏塔；2#控制站主要用于氧压机，公用工程、球罐、水处理等的 控制。 特别需要说明的是：氮压机除了启动和停止外，其他的数据都是由氮压机自带的PLC 与控 制站通讯的，JX-300X 系统是通过SP244 卡来与其的PLC 通讯的。SP244 是JX-300X 系统的网关卡，其功能在于将第三方设备（PLC 或仪表等），按其通讯协议，连进DCS 系统，使用户可以在AdvanTrol 中监控这些设备。结构示意图如下： 2、空气预冷系统的自动控制 空气预冷系统是空分的一个重要的组成部分,它串接于空压机系统和分子筛吸附器系统之 间,用来降低进分子筛吸附器的空气的温度及含水量,合理地使用空气预冷系统,有利于空分 设备长期安全地运转,特别是高温季节优为重要． 外界供水经水泵增压后进入空冷塔的中部与空压机送入空气冷却塔下部的含湿空气作直 接逆流接触，当空冷塔水位大于