DCS在橡膠凝聚裝置系統(tǒng)應(yīng)用 - 全文

　一 引言

　　燕山石化公司合成橡膠凝聚裝置的儀表控制系統(tǒng)原由常規(guī)儀表構(gòu)成，且全是其他裝置更換下來的舊表，故障率較高。為了提高自動化水平，增強(qiáng)儀表控制系統(tǒng)的可靠性，我們對其進(jìn)行了改造，淘汰了控制室內(nèi)的所有常規(guī)儀表，改用DCS。

　　浙大中控公司的SUPCON JX-300X DCS充分利用了最新信號處理技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、可靠成熟的先進(jìn)控制算法，使其兼具了高速可靠的數(shù)據(jù)輸入輸出運(yùn)算、過程控制和PLC聯(lián)鎖邏輯控制功能，獲得了廣泛的應(yīng)用，特別是其性能價格比優(yōu)于同等規(guī)模的常規(guī)儀表系統(tǒng)，成了我們儀表改造首選的產(chǎn)品。

　　二 工藝流程簡介

　　凝聚裝置采用水蒸氣蒸餾、濕法脫氣的原理，脫去膠液中的溶劑油?，F(xiàn)有兩條生產(chǎn)線，每條線包括膠罐系統(tǒng)、凝聚釜系統(tǒng)、尾氣回收系統(tǒng)。每條生產(chǎn)線有4個膠罐，根據(jù)膠液熔融指數(shù)的不同，不同膠罐中的膠液按相應(yīng)的比例混配，保證膠液熔融指數(shù)合格。合格的膠液送至凝聚釜，根據(jù)水蒸氣蒸餾、濕法脫氣的原理，采用等壓不等溫的雙釜水析凝聚技術(shù)，把溶劑油和膠分離。凝聚釜分離出來的溶劑油尾氣由尾氣回收系統(tǒng)回收再利用。

　　三 DCS配置

　　JX-300X DCS由一個多功能站、一個操作站、一個控制站和過程控制網(wǎng)絡(luò)組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1。

　　多功能站既可作操作站使用也可作工程師站使用。工程師站內(nèi)裝有相應(yīng)的組態(tài)平臺和系統(tǒng)維護(hù)工具。操作站是操作人員完成生產(chǎn)過程監(jiān)控管理任務(wù)的平臺。

　　多功能站和操作站的硬件組成是完全一樣的，包括工控PC機(jī)、CRT、鼠標(biāo)、鍵盤、網(wǎng)卡、專用操作員鍵盤、操作臺等。

　　控制站完成整個工業(yè)過程的實(shí)時監(jiān)控功能，由主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、I/O卡件、供電單元等組成。控制站的各種卡件均可冗余配置，為了增加系統(tǒng)的可靠性，我們對控制站的主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡進(jìn)行了冗余配置，控制回路的I/O卡件也采用冗余配置。表1列出了控制站的硬件，表2為系統(tǒng)的I/O信號及卡件配備表。

　　四 特殊功能的實(shí)現(xiàn)

　　1. 膠液流量的控制

　　膠液自膠罐經(jīng)膠液泵輸送到1號凝聚釜，其帶控制點(diǎn)流程如圖2。

　　根據(jù)工藝情況和生產(chǎn)量的大小，有時運(yùn)行一臺膠液泵(A泵或B泵);有時運(yùn)行兩臺泵(A泵和B泵);有時兩臺泵都不運(yùn)行，而使用另一條生產(chǎn)線的膠液泵。

　　這種控制方案用DCS提供的常規(guī)控制方案無法實(shí)現(xiàn)，為此，使用圖3所示的自定義控制方案。

　　圖3中，AI為DCS的模擬輸入點(diǎn)，AO1、AO2為DCS的模擬輸出點(diǎn)，F(xiàn)IC為自定義回路，其算法由SCX編程語言提供的PID算法函數(shù)實(shí)現(xiàn)，SELA、SELB為兩個一字節(jié)自定義變量，當(dāng)SELA、SELB的值為ON時，相對應(yīng)的AO1、AO2和FIC接通，相對應(yīng)的變頻調(diào)速泵就受流量控制。當(dāng)SELA、SELB的值均為OFF時，默認(rèn)A泵受控制，這是因為如果AO1和AO2都不和FIC接通，F(xiàn)IC就不會從AI中讀取數(shù)據(jù)，在這種情況下，當(dāng)使用另一條生產(chǎn)線的膠液泵時，膠液流量就不隨實(shí)際流量變化。

　　要實(shí)現(xiàn)這個控制方案，首先要定義兩個一字節(jié)自定義變量，輸入SCX語言程序并編譯，然后在自定義回路中用程序中所用的回路號登錄并設(shè)置相應(yīng)參數(shù)。為了方便操作，在流程圖上建兩個按鈕，分別和自定義變量SELA、SELB聯(lián)系，運(yùn)行時，在流程圖上點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕，就可對SELA或SELB置值，從而選擇哪個泵用來調(diào)節(jié)流量。

　　2. 膠罐容積的顯示

　　在工藝操作中，為了便于生產(chǎn)調(diào)度，操作人員記錄的是膠罐容積而不是液位百分?jǐn)?shù)。原來操作人員都是根據(jù)儀表的百分讀數(shù)查對照表來換算膠罐容積，DCS提供的折線函數(shù)十分容易地解決了這個問題。JX-300X DCS有兩種折線運(yùn)算方法。一種是首先在自定義折線函數(shù)中定義自定義折線函數(shù)，然后在模擬輸入點(diǎn)設(shè)置組態(tài)時選中所需的自定義函數(shù)即可;另一種方法是利用SCX編程語言提供的折線運(yùn)算功能實(shí)現(xiàn)。前一種方法只能提供折線運(yùn)算后的數(shù)據(jù)，而不能提供原始數(shù)據(jù)(液位百分?jǐn)?shù))，不利于和現(xiàn)場變送器對照，因此采用SCX編程語言實(shí)現(xiàn)膠罐容積的顯示。為此，要建一個自定義兩字節(jié)變量顯示膠罐容積，用模擬輸入點(diǎn)顯示液位百分?jǐn)?shù)，兩者用SCX編程語言的折線運(yùn)算功能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

　　需要指出的是，JX-300X DCS的各種運(yùn)算都是對量程的百分?jǐn)?shù)進(jìn)行計算的。如液位80%，算法為0.8而不是80，工業(yè)量程的轉(zhuǎn)換由點(diǎn)本身來實(shí)現(xiàn)。

　3. 運(yùn)行維護(hù)

　　4路電流輸入卡SP313的每一路均可接收0～10mA或4～20mA信號，既可以向變送器供電也可以不供電，這4路信號分為兩組，其中1、2通道為一組，3、4通道為一組，兩組間的信號互相隔離，并且與控制站的電源隔離，但同一組內(nèi)的兩個信號采用同一個隔離電源供電，實(shí)際應(yīng)用中如需點(diǎn)點(diǎn)隔離，SP313卡就只能接受兩路信號，并且這兩路信號要分別接入不同組的兩個通道上。在對同一組的兩個現(xiàn)場變送器進(jìn)行維護(hù)時，要特別注意一個回路對另一個回路的影響，因為如果其中一個回路短路或因變送器故障輸出電流大于30mA(向外供電時的短路保護(hù)電流)，SP313卡就會自動保護(hù)，造成兩個回路都無輸入。因此建議如需拆接變送器的端子接線，最好在室內(nèi)接線端子處先斷開回路，以免造成短路。

　　另外如果同一組的兩個現(xiàn)場變送器全是智能變送器，那么手持通信器就不能和智能變送器通信，要想實(shí)現(xiàn)兩者間的通信，就必須斷開一個回路。

　　開關(guān)量輸入卡SP363X接收無源觸點(diǎn)信號，通過卡件上的跳線可以選擇是7路或是8路輸入，當(dāng)選擇7路輸入時，一塊卡件上的7個回路公用一根地線;當(dāng)選擇8路輸入時，同一機(jī)籠中的所有SP363X卡件的所有回路公用一根地線。因此，為了減少公用地線引起的風(fēng)險，應(yīng)將SP363X卡設(shè)置為7路輸入，維修時不要隨意動這根地線。

　　開關(guān)量輸出卡SP362X輸出無源晶體管觸點(diǎn)信號，通過卡件上的跳線可以選擇是7路或是8路輸入，當(dāng)選擇7路輸入時，一塊卡件上的7個回路公用一根地線;當(dāng)選擇8路輸入時，同一機(jī)籠中的所有SP362X卡件的所有回路公用一根地線。因此為了減少公用地線引起的風(fēng)險，應(yīng)將SP362X卡設(shè)置為7路輸入，維修時不要隨意動這根地線，如果公用地線斷路可能會造成使用同一公用地線的所有SP362X卡件相繼燒毀。

　　JX-300X DCS提供的故障診斷畫面比較全面地顯示了控制站軟、硬件的運(yùn)行情況，一旦自檢到操作站和控制站通信故障、主控制卡故障、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡故障、I/O卡件故障，故障診斷畫面就會有相應(yīng)的顯示，并進(jìn)行聲音報警。

　　對于系統(tǒng)本身的各種故障，操作或DCS維護(hù)人員可根據(jù)操作畫面綜合信息欄內(nèi)的系統(tǒng)報警指示燈狀態(tài)進(jìn)行判斷。該指示燈正常時為綠色，一旦注意到該指示燈以紅色閃爍就可以利用故障診斷畫面進(jìn)行故障分析和排除。浙大中控公司可根據(jù)用戶需求提供掉電報警裝置，解決了安全運(yùn)行中的潛在危害。