張 杰，馬 翔

開封龍宇化工有限公司，河南開封 475200

0 引言

PKS（Process Knowledge System）系統(tǒng)是Honeywell公司最近推出的新一代控制系統(tǒng)，它繼承了傳統(tǒng)DOS的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又融合新的技術(shù)突破，是一套比其公司TPS及PlantScape系統(tǒng)更趨完善的控制系統(tǒng)。Honeywell EPKS C300系統(tǒng)成功在4萬(wàn)噸/年聚甲醛項(xiàng)目中得到應(yīng)用。

1 POM的生產(chǎn)工藝

POM生產(chǎn)工藝主要包括甲醛反應(yīng)及除醇濃縮、三聚甲醛反應(yīng)濃縮及萃取精制、二氧五環(huán)反應(yīng)濃縮及萃取精制、聚合、離心過(guò)濾干燥、擠出及桶槽式干燥、風(fēng)送及包裝等，整個(gè)生產(chǎn)流程是個(gè)密閉的系統(tǒng)，即可有效利用原料，又降低操作人員接觸各種有毒介質(zhì)的可能性，提高裝置操作的安全性。

2 Honeywell EPKS C300 系統(tǒng)的特點(diǎn)

該系統(tǒng)采用服務(wù)器/客戶端架構(gòu)，具有容錯(cuò)以太網(wǎng)，服務(wù)器冗余、控制器冗余、I/O通道冗余、人機(jī)界面友好、支持第三方設(shè)備、組態(tài)方便等特點(diǎn)，適應(yīng)了在POM裝置的高端要求。

2.1 系統(tǒng)硬件

1）防腐保護(hù)

為了提供額外的防腐保護(hù)，能滿足這些惡劣現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的硬化產(chǎn)品，在 I/O 電路板加上防腐涂層是標(biāo)準(zhǔn)做法，使得它們可以放置到（G3）腐蝕環(huán)境中。Honeywell 的 I/O 系統(tǒng)組件中的所有卡件，均帶有防腐涂層。

2）合理的空間布置

C300控制器和C系列I/O卡件占用很小的機(jī)柜空間，可混合使用不同的I/O接口，支持兩個(gè)IOLINK接口，每個(gè)C300最多支持64個(gè)冗余I/O 模件，C300所有的RAM內(nèi)存具有ECC功能，帶有啟動(dòng)診斷與運(yùn)行診斷程序。

3）先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

C300控制防火墻，在已有可靠的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基礎(chǔ)上，增加另外一層高安全防護(hù)以實(shí)現(xiàn)拒絕接收所有控制器不需要的信息，如果通訊速度變慢，將對(duì)那些不重要的信息流進(jìn)行控制。

2.2 系統(tǒng)軟件

EPKS R301是針對(duì)EPKS C300所有采用的軟件系統(tǒng)，它提供了C300卡件運(yùn)行的軟件平臺(tái)。Experion 的企業(yè)模型提供了完善的數(shù)據(jù)以支持操作員和工程師。Experion 的控制策略用Control Builder 生成。Control Builder 是一個(gè)圖形化、面向?qū)ο蟮墓ぞ撸ぷ髟诳刂茍?zhí)行環(huán)境（CEE）下，支持Experion 的過(guò)程控制器、應(yīng)用控制器及仿真控制器。

硬件配置

DCS控制系統(tǒng)配置：模擬量輸入點(diǎn)（AI）1552個(gè)，模擬量輸出點(diǎn)（AO）432個(gè)。熱電阻輸入點(diǎn)（LLMUX）144個(gè)，開關(guān)量輸入點(diǎn)（DI）1120個(gè)，開關(guān)量輸出點(diǎn)（DO）點(diǎn)608個(gè)。控制回路286個(gè)。配置相應(yīng)的硬件：操作站19個(gè)，其中15個(gè)為單屏Flex station。4個(gè)為單屏console station，控制機(jī)柜6個(gè)，輔助柜10個(gè)，電源柜4個(gè)，采用了4對(duì)C300控制器（均為冗余）。整體架構(gòu)如圖1所示：

圖 1

控制站采集信號(hào)并進(jìn)行運(yùn)算輸出，具有故障自診斷功能?？刂葡到y(tǒng)中全部的AO卡件和部分重要的AI、DO卡件采用冗余模式，當(dāng)出現(xiàn)卡件故障時(shí)候，卡件能實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了硬件基礎(chǔ)。操作站提供人機(jī)操作界面，接收控制器傳到服務(wù)器的數(shù)據(jù)，供工藝人員監(jiān)視操作。

2.3 主要控制特點(diǎn)

2.3.1 POM控制特點(diǎn)

POM屬于精細(xì)化工，控制過(guò)程參數(shù)稍有偏差都會(huì)是物料發(fā)生自聚，結(jié)晶。所以對(duì)控制要求比較嚴(yán)格，自動(dòng)化水平的提高不僅僅降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，還可以提高產(chǎn)量，降低損耗，減少事故，提高效益。POM控制程序中所建立的CM點(diǎn)總共有800多個(gè)。CM點(diǎn)包括簡(jiǎn)單的單回路控制、串級(jí)控制、分程控制、選擇控制、比值控制、聯(lián)鎖控制等。

2.3.2 典型控制方案

1）反應(yīng)器頂部冷凝器的控制

從反應(yīng)器的反應(yīng)出料氣體在進(jìn)入冷凝器時(shí)，有約一半量的高溫氣體由濃縮塔德中部進(jìn)料，這可降低再沸器的熱能使用，另一半量的高溫氣體進(jìn)入反應(yīng)器頂部冷凝器冷凝，冷凝液排至緩沖槽，頂部冷凝器設(shè)有串級(jí)控制系統(tǒng)，以頂部冷凝器出料溫度為主環(huán)，80度熱水流量控制為副環(huán)。

2）氮?dú)饷芊?/p>

在進(jìn)入捏合機(jī)的三種原料二氧五環(huán)儲(chǔ)槽、三聚甲醛儲(chǔ)槽、MEAL儲(chǔ)槽上均設(shè)有分程調(diào)節(jié)，分別控制氮封和排氣，是儲(chǔ)槽保持一定壓力的氮封以防止氧化。

3）甲醛反應(yīng)物料控制

在進(jìn)甲醛反應(yīng)的幾種物料中，空氣的量與甲醇的量視反應(yīng)情況維持在適當(dāng)?shù)谋嚷?，蒸汽除濕后進(jìn)入氣體混合器，其流量與甲醇有一定的流量比，四種進(jìn)料量維持一個(gè)特定的比率，在銀觸媒的催化作用下將產(chǎn)生激烈的氧化放熱反應(yīng)，這里就用到了典型的比值調(diào)節(jié)，使其反應(yīng)維持安全高效率的進(jìn)行。

3 結(jié)論

Honeywell公司的EPKS C300 DCS控制系統(tǒng)，融入Honeywell公司數(shù)十年在過(guò)程控制、企業(yè)資產(chǎn)管理等方面的經(jīng)驗(yàn)，融合了最新的控制和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，應(yīng)用EPKS C300的POM項(xiàng)目已與2010年12月建成并投產(chǎn)，運(yùn)行穩(wěn)定，比POM更早期的甲醇項(xiàng)目也應(yīng)用了EPKS系統(tǒng)，取得了良好的效果。

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