張吉強(qiáng) 王 強(qiáng) 左 兵

（藍(lán)天環(huán)保設(shè)備工程股份有限公司，浙江 杭州 310012）

1 簡(jiǎn)介

中國(guó)鋁業(yè)中州分公司環(huán)保排放設(shè)備改造項(xiàng)目是對(duì)1-5#鍋爐進(jìn)行煙氣脫硫，其中#1～3爐合用一個(gè)塔，＃4～5爐合用一個(gè)塔，采用“石灰-石膏法”煙氣脫硫工藝，建設(shè)兩套脫硫系統(tǒng)，石灰漿液制備和脫硫渣處理為公用部分，6＃鍋爐煙氣采用雙堿法脫硫技術(shù)。采用HONEYWELL（霍尼韋爾）的PKS C300 DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)每套脫硫系統(tǒng)以及公用系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。

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

Honeywell公司的控制系統(tǒng)采用了容錯(cuò)以太網(wǎng)技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行起到了保障作用，同時(shí)Honeywell公司的控制系統(tǒng)在硬件，軟件上都有其優(yōu)勢(shì)。

2.1 系統(tǒng)硬件

C300控制器和C系列I/O卡件占用很小的空間，每個(gè)C300最多支持64個(gè)冗余I/O模件。

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。

機(jī)柜內(nèi)排布和接線的垂直設(shè)計(jì)更有利于散熱管理，減少“熱點(diǎn)”。實(shí)現(xiàn)更有效現(xiàn)場(chǎng)接線，從頂部和底部進(jìn)線，具備更自然接線端子，沒(méi)有大的線纜彎曲，實(shí)現(xiàn)了更加緊湊的空間設(shè)計(jì)。

容錯(cuò)以太網(wǎng)FTE用于系統(tǒng)服務(wù)器，操作員站和控制器之間的數(shù)據(jù)通信。Honeywell專利技術(shù)為PKS量身定制開(kāi)發(fā)的FTE驅(qū)動(dòng)突破以太網(wǎng)瓶頸實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)選擇，使得商用的100Mbps以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)。FTE以先進(jìn)的多路由選擇替代雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)冗余模式網(wǎng)絡(luò)。C系列卡件及PMIO收集現(xiàn)場(chǎng)信息，通過(guò)IOTA的IOLINK送達(dá)到控制器，控制器進(jìn)行判斷和執(zhí)行。

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。允許用戶在Experion平臺(tái)上顯示企業(yè)結(jié)構(gòu)。Experion企業(yè)模型由兩個(gè)獨(dú)特的部分構(gòu)成，資產(chǎn)模型和報(bào)警組。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?，工作在控制?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。

PKS系統(tǒng)組態(tài)軟件的標(biāo)準(zhǔn)算法庫(kù)可以非常方便編寫(xiě)各種控制邏輯方案，除了標(biāo)準(zhǔn)算法庫(kù)之外，PKS還支持各種特殊的算法庫(kù)，并分別有各自的許可證，如AGA流量計(jì)算模塊。

3 硬件配置

根據(jù)工程需要，整個(gè)脫硫系統(tǒng)機(jī)柜按#1、#2脫硫和公用系統(tǒng)（含遠(yuǎn)程I/O站）、6＃爐脫硫系統(tǒng)分為四組。該控制系統(tǒng)包括：三臺(tái)操作員站、兩臺(tái)工程師站（兼歷史數(shù)據(jù)站）、冗余交換機(jī)、DCS控制模件柜（包括：冗余DPU、電源模件）、DCS輸入輸出模件柜（ 包括I/O模件、功能模件、端子、繼電器）、AC220V電源配電柜、打印機(jī)及連接電纜、全部的系統(tǒng)軟件、監(jiān)控軟件和應(yīng)用軟件等。

4 軟件和畫(huà)面配置

服務(wù)器上安裝了Windows server 2003操作系統(tǒng)，Console station安裝了Windows XP操作系統(tǒng)，是操作員用來(lái)與服務(wù)器進(jìn)行通信，獲得工廠實(shí)時(shí)信息和進(jìn)行實(shí)時(shí)操作的接口，還提供了從控制器，IOLIM和 ACE節(jié)點(diǎn)直接獲得過(guò)程數(shù)據(jù)，報(bào)警和消息的通道。

5 主要控制特點(diǎn)

5.1 DCS控制范圍

a.脫硫系統(tǒng)

主要包括：擋板門(mén) 煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)循環(huán)泵 排漿泵 除霧器 氧化風(fēng)機(jī) 吸收系統(tǒng)檢測(cè)儀等。

b.公用系統(tǒng)

主要包括：石灰漿液制備系統(tǒng) 脫水系統(tǒng)工藝水系統(tǒng)等

5.2 典型應(yīng)用

EPKS提供了多種功能塊，能完成幾乎所有控制要求，如電磁閥控制，變頻電機(jī)的控制，PID控制，接近開(kāi)關(guān)控制等。而且其增強(qiáng)的功能及所提供的摸板塊，使在新程序組態(tài)時(shí)減少大量重復(fù)性的工作，工作量相對(duì)減少。

DEVCTL塊是一種多輸入多輸出點(diǎn)，它提供對(duì)馬達(dá)、泵、開(kāi)關(guān)閥等離散型設(shè)備控制的功能塊。在脫硫系統(tǒng)中設(shè)備主要是電機(jī)以及電動(dòng)執(zhí)行器。而通過(guò)DEVCTL功能塊的控制點(diǎn)，就可以達(dá)到對(duì)設(shè)備的各種控制要求，比如自動(dòng)啟動(dòng)停止，聯(lián)鎖保護(hù)以及故障報(bào)警等等。

在吸收塔漿液池的下部，沿塔徑向布置三臺(tái)側(cè)進(jìn)式攪拌器，其作用是使?jié){液的固體維持在懸浮狀態(tài)，同時(shí)分散氧化空氣。

在P[1]輸入上連接的是攪拌器的啟動(dòng)條件。根據(jù)工藝要求，攪拌器只有在塔里液位高于設(shè)定值，且無(wú)故障以及在遠(yuǎn)程位置才能啟動(dòng)，在這些條件不滿足的情況下是無(wú)法啟動(dòng)的。輸入O[0]和O[1]上連接的是自動(dòng)啟停。在聯(lián)鎖投入的情況下，塔內(nèi)液位高于設(shè)定值攪拌器就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行。相反在液位低于設(shè)定值時(shí)，為了保護(hù)設(shè)備，攪拌器會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行。在右邊的CMDDISALM.FL輸出是一個(gè)報(bào)警。當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)發(fā)下去后，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)運(yùn)行信號(hào)沒(méi)有反饋過(guò)來(lái)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)報(bào)警。

SCM可以控制生產(chǎn)過(guò)程按一定的步驟順序執(zhí)行，以完成生產(chǎn)更高一層的自動(dòng)化，智能化，如鍋爐的啟動(dòng)過(guò)程，過(guò)濾機(jī)的水洗過(guò)程等等。它主要包括句何時(shí)執(zhí)行該條件的條件塊，步驟的執(zhí)行塊及跳轉(zhuǎn)塊等。需要注意的是條件塊和執(zhí)行塊需要交替進(jìn)行，不允許兩個(gè)條件塊直接連接，而步驟塊在R300中是允許直接連接的。在該塊中可以對(duì)執(zhí)行的時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，氛圍最小等待時(shí)間及最長(zhǎng)執(zhí)行時(shí)間，后者用來(lái)表示在STEP塊報(bào)警生成前，該塊可以執(zhí)行的最長(zhǎng)周期。

使用EPKS系統(tǒng)中的順序控制回路（SCM），可以簡(jiǎn)單方便的實(shí)現(xiàn)除霧器的控制邏輯。

在條件滿足的情況下，啟動(dòng)除霧器的順控程序。程序在執(zhí)行完一步后根據(jù)要求，在時(shí)間滿足的情況下進(jìn)行下一步的執(zhí)行，直到整個(gè)運(yùn)行周期結(jié)束。

6 結(jié)論

HONEYWELL EPKS控制系統(tǒng)強(qiáng)大的功能模塊和其優(yōu)越性能保證了裝置按照設(shè)計(jì)方案在預(yù)定時(shí)間內(nèi)順利運(yùn)行。該EPKS系統(tǒng)自2010年10月投用以來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，沒(méi)有因DCS系統(tǒng)本身的題目對(duì)生產(chǎn)造成過(guò)影響，而且由于該系統(tǒng)的開(kāi)放性、靈活性、易操縱性等優(yōu)越性能，能夠根據(jù)生產(chǎn)需要自主的進(jìn)行一些過(guò)程點(diǎn)的組態(tài)操作，如一些控制方案的增改、聯(lián)鎖關(guān)系的變動(dòng)，都能夠在不影響正常生產(chǎn)的前提下在線修改。