威盛DCS系统在双氧水工艺控制中的应用

一、工艺简述

1、工艺

本生产装置包含五个工序:氢化工序、氧化工序、萃取净化工序、后处理工序、包装工序。
由外管送来的氢气(氯碱车间),经过加压,然后送入氢化釜使其与工作液进行氢化反应,得到的氢化液再和氧气反应,得到的氧化液(包括工作液和双氧水),经过萃取分离,得到双氧水,并使工作液得到再生,循环使用。其生产过程如下:

氢化工序把蒽醌转化蒽氢醌或四氢化蒽醌。氧化工序用空气中的氧直接氧化蒽氢醌和四氢化蒽氢醌,并转化为蒽醌、四氢化蒽醌,同时生成双氧水。萃取的作用是用无离子水从氧化液中萃取回收双氧水,生产一定浓度的双氧水溶液,该溶液再经过净化处理后,不仅降低有机碳的含量,而且生产27.5~35%的产品出售市场。来自萃取的萃余液经过后处理再生处理后进入下一个使用循环过程。

2、本工艺的特点和难点

控制回路较多,生产的连续性很强,塔式设备较多,而且各个参数之间关联较严重。有些对象特性属于电加热炉式,比较难控制,其中如氢化工序的氢化釜压力,当氢气通入釜内时,压力很快升高,而要将压力降下来,则要依靠氢化釜自身反应将氢气吸收,这样的对象在自控时要尽量避免上超调,否则很容易造成系统的失控。另外,氢化釜压力对象还具有正反馈特性,需要在控制时予以考虑。

3、工艺对控制系统的要求

a、实现各个单元操作的集中监控,包括:温度、压力、流量、液位等物理量的监测与控制。动态参数检测、控制必须准确、可靠。
b、必要的遥控措施,对突发事件如停电等,系统应采取相应的保护措施,确保在紧急情况下或需要的时候对一些关键的控制点(阀门、马达等)实施遥控。
c、配置必要的报警和联锁。
d、重要参数的记录和方便地查阅其实时趋势和历史趋势。
e、可随时监测有关单元的有关参数或重要设备的运行情况。
f、控制系统操作简单,参数设置、调整方便,便于操作,人性化的操作界面。
g、操作员站显示整个生产工艺流程,修改和打印各种有关参数。

二、系统组成

本项目控制系统采用的是FB-2000NS DCS。该系统能够实现连续控制、批量控制和逻辑控制等多种控制算法。根据带控制点的工艺流程图,与工艺技术人员认真细致地分析了生产工艺对控制的要求,合理地设计了方便于操作工监视、操作的流程图画面。本工程采用1个控制站、1个操作站,操作站和控制站处于同一中控室内,两操作站是完全对等的,其中任意一台操作站均可兼作工程师站。控制站与操作站之间由CNET双重化冗余的过程控制网连接。我们从生产更为可靠和经济方面考虑,主控制器、CNET网络通讯卡采用热备冗余。其作用是当主板发生故障时,冗余板会自动投入工作,以确保系统稳定可靠地运行。其DCS的硬件配置为:FB-2001NS2块,FB-2005NS网卡2块,FB-2010NS-6块,FB-SC14NS-6块；FB-2020NS-7块,FB-SC20NS -7块； FB-2030NS-3块,FB-SC30NS-3块； FB-2040NS-1块,FB-SC43NS/R-1块。这样就构成了一套分布式数据采集与控制系统。另外现场有一台6KVAUPS在线式不间断电源,所有模拟量信号通过隔离模块后,进入输入端子板,且所有模拟量输出信号均通过隔离模块,进入现场执行机构。