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DCS控制系统在甲醛生产工艺中的应用 化工自动化及仪表第38卷 DCS控制系统在甲醛生产工艺中的应用 刘增环杨兵 (1.河北工程大学信息与电气工程学院，河北邯郸056038;2.山东晋煤 明水化工集团有限公司，山东章丘250200) 摘要将浙大中控的WebFeildJX-300XPDCS控制系统应用于甲醛生 产工艺，实现对工业甲醛生产系 统的实时监控.实践表明，该系统自动化程度高，使用简易，甲醇转化 效率稳定，有效地降低了系统运行 的人工费用和项目的维护费用. 关键词DCS数据通讯冗余CPU分散式监控系统 中图分类号TP273文献标识码B文章编号 1000—3932(2011)08-0982-03 甲醛是一种重要的有机原料，工业上常用催化 氧化法由甲醇制取甲醛.目前，国内的甲醛行业受 建材行业需求的带动，生产势头较好,而农药，医药 及其下游产品的需求也十分稳健，从而使得甲醛具 有较好的市场需求.为提高甲醛的产品质量和生 产能力，降低成本，保证生产的稳定性和安全性，很 多化工厂家对生产的自动控制提出了更高的要 求. 1生产工艺流程 山东晋煤明水化工集团有限公司甲醛生产采 用电解银催化剂法甲醇氧化制甲醛的方法.甲醇 由高位槽进入蒸发器加热，水洗后经过加热，到蒸 白 发器的甲醇层(约50?C)，， ，)和 厂方要求，山东晋煤明水化工集团有限公司新建 的甲醛生产控制系统采用了浙江中控技术股份有 限公司生产的WebFeildJX — 300XP较先进的DCS 控制系统进行监控.系统通过现场控制站(I 图1甲醛生产吸收工序流程 收稿日期:2011-03—10第8期刘增环等.DCS控制系统在甲醛生产工艺中的应用983 /0站),数据通讯系统，人机接口单元(操作员站 OPS，，,用来放置两块主控制 卡，两块数据转发卡和16块I/O卡件.机笼背面 有4个SBUS—S2网络接口，一组电源接线端子和 16个I/O端子接口插座.系统采用双路交流供 电，两路220V交流电冗余配电，一路通过UPS给 系统供电，一路直接给系统供电. 2.2操作站硬件 操作站负责显示控制站采集的信号点，并下 达操作员的命令到控制站，同时对一些实时或历 史的数据进行保存，它是DCS中不可缺少的硬件 组成部分.操作站的硬件由工控PC机(包括计 算机主机，显示器及操作员键盘等)，操作台，打 印机和操作员软件狗组成. 2.3网络硬件 网络硬件包括网卡，通信线缆以及其它网络 辅助配件等，它负责控制站和操作站之间或操作 站与操作站之间不同设备的信息传输，并实现系 统规模的扩展. 3系统软件设计 针对晋煤明水化工集团有限公司甲醛生产系 统的特点，为实现甲醛生产系统长周期安全稳定 运行，对原中控版本的AdvantrolPro软件包进行 了改进与升级,在继承原版本软件功能丰富，界面 友好，使用简单等特点的基础上，形成了更为丰富 的软件包，特别完善了防爆曲线监控软件. 为保证安全生产，要求使甲醇和蒸汽混合后 温度控制在规定的范围内.如果温度超出允许 的范围，则会因为反应剧烈，不可控制而产生爆 炸，这是非常危险的情况.为了有效监视该反应 过程混合气体的温度情况,并以直观的形象表示 出来，同时给出报警指示信息，以指导生产操作人 员进行适当的操作，需要一套计算机爆炸监控曲 线软件，完成对生产操作的监控. 防爆曲线软件系统运行于windows2000+sp2 系统之上.防爆曲线软件有两种运行方式:一个 是模拟运算状态;一个是实际计算状态.模拟计 算状态可以模拟系统在模拟信号下计算的数值， 并显示出来;实际计算可用AdvanTrol.ProV2.40 自带的OPC软件与系统的通讯数据计算实际的 系统负荷工况下的各值，系统可以从模拟计算状 态切换到实际计算状态. 监控爆炸曲线系统的要求较高，该系统的输 入有甲醇流量，蒸汽流量,补加蒸汽流量和与这些 流量相关的温度，压力以及物质的密度等j.根 据这些基本量来计算甲醇和蒸汽二者混合物的温 度.同时根据用户提供的资料给出一个直观的画 面.画面包括甲醇溶解釜温度，蒸发器温度及过 热器出口温度.在功能上，要求该系统具有信息 报警，记录轨迹，数据打印和曲线放大功能.防爆 曲线工作状态如图3所示. 4卡件的选型和配置 4.1卡件选择步骤 根据项目要求中的测点清单，分类统计出同 类信号的点数，对照卡件介绍查出该信号类型所 对应的接收卡件和每块卡件对该类型信号的最大 接收容量(即一块最多可带多少个点)，然后算出 这些信号点需要的卡件数，根据卡件数统计端子 板数量.本项目中，已知电流信号19点，考虑日 后扩展，预留备用通道5个，共24点，选择电流信 化工自动化及仪表第38卷 图3防爆曲线工作状态 号输入卡XP313，，4.3UPS及电源设置 ，王君红，刘宝，瞿虎.免