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1  引言
    全球經(jīng)濟的飛速發(fā)展使我們的社會進入了一個全新的信息時代，信息技術正如火如荼地推動硫酸工業(yè)的發(fā)展。鹽城慶松硫能有限公司150Kt/a硫磺制酸自2003年6月份投產(chǎn)以來，一直使用浙江浙大中控技術有限公司推出的全數(shù)字化的新一代SUPCON JX－300X DCS集散控制系統(tǒng)。我公司實現(xiàn)了全套裝置的自動化控制，從熔硫崗位開始到成品庫，每個班只在中央集控室配置了一個操作人員，負責對全系統(tǒng)生產(chǎn)工藝指標的監(jiān)控調節(jié)，在室外設置一個區(qū)域設備巡回檢查、維護保養(yǎng)人員，在熔硫崗位設置了一個原料供應人員，及班組管理人員班長，全班共4人。公司生產(chǎn)調度部門和管理部門可以在辦公室足不出戶的獲得硫酸生產(chǎn)系統(tǒng)中各個工段的工藝指標、操作數(shù)據(jù)等，并對班組下達生產(chǎn)任務。

2  系統(tǒng)介紹
    JX－300X DCS系統(tǒng)充分應用了最新信號處理技術，高速網(wǎng)絡通信技術，可靠的軟件平臺和軟件設計及現(xiàn)場總線技術，采用了高性能的微處理器和成熟的先進控制法，使其兼具了高速可靠的數(shù)據(jù)輸入輸出、運算、過程控制功能和PLC聯(lián)鎖邏輯控制功能。

2.1  JX－300X DCS系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構

JX－300X DCS系統(tǒng)采用三層通信網(wǎng)絡結構，系統(tǒng)結構如圖1所示

    第一層信息管理網(wǎng)（Ethernet）采用互連性、高速性、開放性很強的標準以太網(wǎng)，通訊速率為100Mbps，協(xié)議為TCP/IP。Ethernet網(wǎng)絡通過在多功能站（MFS）上安裝雙重網(wǎng)絡接口（信息管理和過程控制網(wǎng)絡），獲取集散控制系統(tǒng)中過程參數(shù)和系統(tǒng)的運行信息，同時向下傳遞上層管理計算機的調試指令和生產(chǎn)指導信息。第二層為過程控制網(wǎng)（SCnet），采用雙高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)，通訊速率為10Mbps，通訊控制符合TCP/IP標準協(xié)議。SCnet網(wǎng)絡直接連接系統(tǒng)控制站、操作站、工程師站、通訊接口單元等，是傳遞過程中控制實時信息的通道。第三層為控制站內部網(wǎng)絡（SBUS），采用現(xiàn)場總線技術（Profibus-DP），主要完成控制站內各塊I/O卡件與數(shù)據(jù)轉發(fā)卡件間的信息交換。鹽城慶松硫能有限公司測點及控制回路較多，選用了無專門服務器的控制方案（服務器兼作操作員站）。

2.2 JX－300X DCS系統(tǒng)的硬件特點
    系統(tǒng)的工程師站和操作員站（服務器）采用DELL工業(yè)控制計算機、21`掃描彩色顯示器、配以SC8004B觸摸式鍵盤和軌跡球，操作方便。系統(tǒng)的模擬量輸入（AI）卡件采用了智能調理和先進的信號前端處理技術，由卡件上的微處理器控制，將信號調整和A/D轉換合二為一，使每塊模擬量輸入卡信號具有智能調理和處理的能力，可靠性高，獨立性強，同時也有助于功能開發(fā)擴展。I/O信號全部采用磁隔離或光電隔離技術，實現(xiàn)了信號的對地隔離，對交流電源隔離和相互之間隔離，將干擾拒之于系統(tǒng)之外，有效地消除了信號之間的共模干擾和串模干擾的影響。JX－300X DCS網(wǎng)絡采用雙重化冗余結構，如圖2所示。在其中任一條通訊線發(fā)生故障的情況下，通訊網(wǎng)絡仍保持正常的數(shù)據(jù)傳輸。

    控制站的電源、主控制卡、網(wǎng)絡控制器、數(shù)據(jù)轉發(fā)卡、驅動接口等均應用冗余配置。在冗余配置的情況下，當某一條信息通道出現(xiàn)故障，另一條信息通道將負責整個系統(tǒng)通訊任務。使通訊仍然暢通。

                   圖2   SCentⅡ網(wǎng)絡雙重冗余結構示意圖

2.3  JX－300X DCS系統(tǒng)的軟件特點
    JX－300X 系統(tǒng)軟件基于中文Windows NT開發(fā)，用戶界面友好，系統(tǒng)軟件由三個子系統(tǒng)組成，主要包括：監(jiān)控軟件、組態(tài)軟件、維護軟件。

a：實時監(jiān)控軟件操作畫面由系統(tǒng)簡介、報警一覽、調整畫面、實時及歷史趨勢圖、流程圖、數(shù)據(jù)一覽、故障診斷等組成。

b: 系統(tǒng)組態(tài)軟件包括基本組態(tài)軟件 SCKey、流程圖制作軟件SCDraw、報表制作軟作SCForm。基本組態(tài)軟件指完成對系統(tǒng)硬件構成的軟件設置。流程圖制作軟件是基于Windows NT Workstation 4.0（中文版）操作系統(tǒng)設計開發(fā)的全中文界面的繪圖工具軟件，該軟件繪圖功能齊全，支持多種編輯功能并提供標準圖形庫。報表制作軟件采用窗口式交互界面，所見即所得數(shù)據(jù)顯示方式。

c: 維護軟件可以觀察卡件記錄的事件，診斷通訊網(wǎng)絡內的節(jié)點故障和網(wǎng)絡連接故障，還可以用于工程師站對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)和操作記錄進行離線分析。

3  JX－300X DCS在硫酸生產(chǎn)系統(tǒng)的應用
    JX-300X DCS系統(tǒng)在我公司硫酸生產(chǎn)系統(tǒng)中主要對三大工段進行監(jiān)控：熱工工段、轉化工段、干吸工段。鹽城慶松硫能有限公司將熔硫焚硫工段和熱工工段定為1#現(xiàn)場控制站，將轉化工段和干吸工段定為2#現(xiàn)場控制室，將模塊分裝在兩個控制柜中，共用一組主控單元，在保證可靠性前提下既保持了各工段的獨立，又降低了成本。整套系統(tǒng)共處理現(xiàn)場信號的數(shù)目為：模擬量輸入信號（AI）126個，模擬量輸出信號（AO）78個，數(shù)字量輸入信號（DI）46個，數(shù)字量輸出信號（DO）30個，脈沖量輸入（PI）10個，位置信號輸入（PAT）80個。

（1）熱工工段
    主要是顯示余熱鍋爐的壓力、流量、液位、熱管省煤器、對流管束液體的溫度、壓力等。

鍋爐液位控制使用PID的算法。

（2）轉化工段
    主要是顯示轉化器各段進出口氣體溫度、壓力等，對各段進口溫度進行控制。

    轉化各段進口溫度基本比較穩(wěn)定。PID算法采用了強比例弱積分，加適量微分，控制精度為±1 ℃

（3）干吸工段
主要是對進出口塔酸的溫度、氣體的溫度、循環(huán)槽的液位等進行控制。

4  安裝調試 [1]
    一套DCS系統(tǒng)的使用和控制效果很大程度上決定于安裝質量。鹽城慶松硫能有限公司在安裝時吸取了其它廠家的經(jīng)驗教訓，嚴格按照有關技術要求施工。網(wǎng)卡采用標準的以太網(wǎng)卡方法安裝。選用雙線作為引出電纜，暴露在地面及電氣干擾較嚴重的場所的雙線全部使用金屬保護套管。中央集控室配置KFR-120LW/D落地式房間空調，保證室溫變化小于5℃/ h。增設DCS專用接地系統(tǒng)，接地電阻在4Ω以下，電源部分使用單獨UPS供電，并具有過電流保護、低電壓報警功能、冗余雙電源供電。

    經(jīng)過以上這些準備工作，系統(tǒng)上電調試相當順利，沒有損壞一塊模塊，所有信號均準確無誤，系統(tǒng)溫度、壓力、液位、電流、電壓等數(shù)值都十分穩(wěn)定，沒有發(fā)現(xiàn)任何干擾現(xiàn)象，經(jīng)過仔細調整控制參數(shù)都滿足了工藝要求。

5  結語 
    JX－300X DCS系統(tǒng)在鹽城慶松硫能有限公司使用一年多的時間里，整套系統(tǒng)操作方便，運行穩(wěn)定，自動化控制程度高，達到了20世紀90年代國內硫磺制酸的先進水平。