摘要：

蒸發(fā)車間是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的六大主體車間之一。本文介紹采集散控制系統(tǒng)在蒸發(fā)車間的應(yīng)用闡述該系統(tǒng)的配置、控制的功能和控制點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)方法。

蒸發(fā)車間作為氧化鋁生產(chǎn)的六大主體車間之一，該車間生產(chǎn)效能的大小和正常

運(yùn)行對氧化鋁生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本以及經(jīng)濟(jì)效益起著至關(guān)重要的作用。

下面我們分幾個步驟來描述集散控制系統(tǒng)在蒸發(fā)車間中的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)方法

1.蒸發(fā)車間工藝簡介

蒸發(fā)車間接受從分解車問送來的循環(huán)母液（液體苛性堿）先進(jìn)入蒸發(fā)原液槽工段調(diào)配成原液然后在經(jīng)過蒸發(fā)站處理，蒸發(fā)站由六效降膜蒸發(fā)器和強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶蒸發(fā)器及三級閃蒸組成，蒸發(fā)采用逆流流程。原液由末效逐級送到前效蒸發(fā)，最后到I效。

2.蒸發(fā)車間控制方式

車間生產(chǎn)流程的控制，是采用國外知名品牌羅克韋爾（Rockwell）Logix集散控制系統(tǒng)，以車間為單位，設(shè)蒸發(fā)車間控制室，采用操作站集中控制和操作的方式，對整個生產(chǎn)過程的信息集中地進(jìn)行監(jiān)視和控制，充分利用集散控制系統(tǒng)的優(yōu)越性能，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的監(jiān)視、控制和管理的集中化和自動化。

3.蒸發(fā)車間控制系統(tǒng)的主要控制范圍

根據(jù)氧化鋁的生產(chǎn)工藝蒸發(fā)車間主要分蒸發(fā)原液及水洗、蒸發(fā)站、排鹽苛化、循環(huán)母液制備、液體堿儲槽等工段。

根據(jù)工藝自動化水平要求本系統(tǒng)采用LOgix集散系統(tǒng)處理器Logix5555，冗余網(wǎng)絡(luò)下掛就地I/O機(jī)架，并通過網(wǎng)路通訊模塊，與其它設(shè)備的通訊來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的監(jiān)視、控制和管理的集中化和自動化。

4.DCS系統(tǒng)硬件詳細(xì)配置

4.1蒸發(fā)車間集散控制系統(tǒng)硬件配置

蒸發(fā)車間冗余控制系統(tǒng)主站硬件配置：LOGIX5555處理器、冗余機(jī)架電源套件、控制網(wǎng)冗余通訊模塊、冗余控制模塊。

控制系統(tǒng)采用的IO卡件，全部帶有微處理器芯片，現(xiàn)場輸入的信號在卡板上進(jìn)行量程的整定，信號特性的設(shè)置，A/D和D/A轉(zhuǎn)換，大大降低了處理器的負(fù)荷。全部卡件都具有帶電插拔功能及故障報警功能并都采用工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)的電子器件，據(jù)有可靠性。

4.2控制室的硬件配置

控制室使用三臺工控機(jī)，其中工程師站一臺，操作員站兩臺。工程師站安裝RSViewStudio系統(tǒng)開發(fā)軟件，通過它可調(diào)出任一系統(tǒng)組件（如顯示畫面，歷史數(shù)據(jù)定義，報警定義等）并進(jìn)行編輯。在工程師站上生成的任何顯示畫面，趨勢圖等，均可通過通訊總線保存到操作員站。兩個操作站主要完成系統(tǒng)維護(hù)以及系統(tǒng)軟件的修改、下載、在監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行狀況等操作。操作站主要用于生產(chǎn)中的工藝流程畫面顯示、設(shè)備操作、工藝參數(shù)設(shè)定、生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集和記錄。

5.集散控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置

蒸發(fā)車間控制系統(tǒng)控制站內(nèi)部的通訊采用ControlNet控制網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，其間的通訊可實(shí)現(xiàn)對時間有苛刻要求的計(jì)劃信息傳送，也可以傳送對時間無苛刻要求的非計(jì)劃性報文信息。ControlNet網(wǎng)絡(luò)是一種開放的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用網(wǎng)絡(luò)，其通訊速率為5Mbps通訊距離可達(dá)30公里。控制網(wǎng)絡(luò)可形成光纖環(huán)網(wǎng)?，F(xiàn)場控制站與上層計(jì)算機(jī)間的通訊采用1 OOMbPS速率的

Ethernet/IP工業(yè)以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)。Ethernet/IP通訊協(xié)議在傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議基礎(chǔ)上，根據(jù)工業(yè)控制的需求植入了能滿足實(shí)時性要求的應(yīng)用層代碼，從而在保持商用以太網(wǎng)大帶寬的前提下實(shí)現(xiàn)了對實(shí)時數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確響應(yīng)，同時保持與商用以太網(wǎng)設(shè)備的徹底兼容性。

6.蒸發(fā)車間集散控制系統(tǒng)系統(tǒng)的功能及應(yīng)用

Logix集散控制系統(tǒng)系統(tǒng)處理器Logix5555，CPU采用工業(yè)級芯片，內(nèi)存容量最大8M。處理速度為0.06ms/K典型指令，具有豐富的常規(guī)連續(xù)控制與運(yùn)算功能模塊，通過有關(guān)功能模塊的組合，可實(shí)現(xiàn)各種控制功能的常規(guī)控制功能，除能執(zhí)行常規(guī)的控制功能外，且能完成當(dāng)代一些高級控制算法，如統(tǒng)計(jì)算法、冪運(yùn)算、指數(shù)運(yùn)算等高級控制功能、并具有很強(qiáng)的順序邏輯控制功能、對大量非控制的過程變量進(jìn)行采集、處理和分配的數(shù)據(jù)采集功能、支持EtherNet、ControlNet、DeviceNet、FF、Modbus、Profibus、Hart等現(xiàn)場總線功能，以及為滿足用戶離線組態(tài)的要求，在離線方式下，進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)及功能調(diào)試仿真線的組態(tài)功能控制系統(tǒng)在Logix集散控制系統(tǒng)系統(tǒng)強(qiáng)大功能的基礎(chǔ)上，主要來完成蒸發(fā)車間域工藝生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、順序控制、回路控制及其它附屬設(shè)備的聯(lián)鎖控制及相關(guān)參數(shù)的顯示、報警、趨勢、打印報表和數(shù)據(jù)通信等功能。

相關(guān)參數(shù)的處理及顯示、報警、趨勢、和報表的應(yīng)用

6.1在計(jì)算機(jī)上顯示，全部工藝流程面，通過該畫面可以直觀系統(tǒng)的了解全部生產(chǎn)過程。

6.2在計(jì)算機(jī)上檢測所有設(shè)備的狀態(tài)，并根據(jù)不同的狀態(tài)用不同的顏色顯示。

6.3提供系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)中，那些參數(shù)處于報警狀態(tài)，聯(lián)鎖條件及故障診斷報警一覽表提示給操作人員，并由控制系統(tǒng)作出相應(yīng)處理，以確保系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

6.4動態(tài)檢測所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括流量、壓力、溫度等并根據(jù)不同的報警狀態(tài)，使用不同的顏色進(jìn)行顯示。

6.5通過授權(quán)操作人員可以對系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的設(shè)定值進(jìn)行設(shè)定和修改，設(shè)定值或修改值一旦輸入并確認(rèn)后，系統(tǒng)會自動按設(shè)定值或修改值運(yùn)行。

6.6對具有PID回路控制等具有系統(tǒng)調(diào)節(jié)要求的PID控制回路，給出該調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)定參數(shù)和反饋參數(shù)的數(shù)字或棒圖顯示，可以清晰地看到調(diào)節(jié)和過程動態(tài)參數(shù)變化。

6.7根據(jù)工藝要求對檢測參數(shù)，進(jìn)行采集并繪制成曲線給予實(shí)時顯示，并也可歷史趨勢顯示。

6.8根據(jù)生產(chǎn)情況，生成生產(chǎn)報表。

7.結(jié)束語

通過采用集散控制系統(tǒng)大大提高了本車間的控制精度，對判斷事故原因、事故處理的速度和準(zhǔn)確性也有顯著的提高，使設(shè)備運(yùn)行安全而穩(wěn)定，并通過集散控制系統(tǒng)有效的控制使本工段各項(xiàng)工作指標(biāo)達(dá)到工藝控制要求，同時也提高了生產(chǎn)效率減少了能耗及原料的損失和浪費(fèi)，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到最佳狀態(tài)的目標(biāo)。

作者簡介：

喬偉（1968.8.7-），男，漢族，籍貫：河南洛陽，新疆工程學(xué)院，化學(xué)與環(huán)境工程系，職稱：工程師，本科學(xué)歷，研究方向：自控、化工。