霍尼韋爾 PKS-C200 DCS系統在蒸發工藝上的應用

吉榮軍

新疆中泰化學（集團）股份有限公司，新疆烏魯木齊 830009

霍尼韋爾 PKS-C200 DCS系統在蒸發工藝上的應用

吉榮軍

新疆中泰化學（集團）股份有限公司，新疆烏魯木齊 830009

本文介紹了DCS系統在燒堿蒸發工藝裝置上的設計和應用情況，中泰化學股份有限公司采用霍尼韋爾PKS-C200系統實現了蒸發裝置的全方位控制。

PKS-C200 DCS系統；燒堿蒸發；溫差出料

新疆中泰化學股份有限公司西山事業部現有裝置生產能力年產14萬t離子膜燒堿和年產17.5萬tPVC樹脂。隨著企業產量的逐步增大，生產裝置的安全穩定運行越顯重要。2010年，作者負責蒸發工序的控制系統改造項目，用霍尼韋爾PKS-C200 DCS系統取代了原來的電Ⅲ型儀表控制屏系統，實現了蒸發裝置工藝過程的自動化控制調節。

1 改造前蒸發裝置運行過程中的缺點

1）老式顯示儀表性能落后。蒸發工序是新疆中泰化學股份公司西山事業部界區內唯一仍然使用老式儀表面板監控系統的工序，儀表面板監控系統仍然在使用老式的國產電動Ⅱ型或電動Ⅲ型顯示調節儀表，對蒸發工藝過程進行運行參數監控。這些老式儀表只能實時顯示當前的蒸發裝置工藝生產過程中的壓力、溫度、流量等實時數據，不帶數據記錄功能和歷史趨勢查詢功能；

2）儀表監控設備比較分散不集中。蒸發儀表監控系統使用87塊顯示儀表面板，分布在3面控制屏上來顯示蒸發工藝整體運行狀態，操作員工工作強度大。當蒸發裝置出現問題時，控制室的操作工不能及時監視到故障設備的運行情況，無法判斷工藝報警的先后次序，導致無法進行相對應的應急操作；

3）在蒸發裝置的出料操作上，是現場操作員工根據手工取樣，化驗分析效體內的堿液濃度，經分析合格后，才由現場操作員工手動操作進行出料，成品堿消耗大，且濃度指標不穩定。這種人工出料方法自動化程度非常低、操作員工工作強度大，生產效率低下，能耗高，不能滿足企業節能降耗、增強競爭力、大規模現代化的生產要求，實現蒸發裝置出料操作的自動控制，是我們這次儀表控制系統改造的主要課題。

2 蒸發DCS控制系統改造實施方案

2.1 蒸發工藝流程介紹

蒸發工序采用兩套二效順流工藝，即將離子膜工序輸送來的30%離子膜燒堿送入Ⅰ效蒸發器、Ⅱ效蒸發器中，用蒸汽進行加熱，使堿液在蒸發器內沸騰，除去其中的水分，濃縮成45%的成品堿，然后將45%的堿液用泵打入升膜蒸發器，繼續進行蒸汽加熱，使堿液在升膜蒸發器內沸騰，除去其中的水分，濃縮成72%的堿液，送到固堿工序進行熬制成固堿，工藝流程圖如下：

2.2 PKS C200 系統監控及控制回路說明

蒸發工序應用PKS-C200系統主要完成堿液蒸發過程中的工藝參數監測與控制，各工藝設備運行狀況的監測與邏輯控制，工藝生產及工藝設備的安全聯鎖控制等，完成常規儀表所無法實現的中央統一顯示、操作、工藝參數報警顯示、工藝參數趨勢記錄，實現了蒸發工序的兩套裝置的Ⅰ效蒸發器、Ⅱ效蒸發器、升膜蒸發器的液位自動調節。

2.3 效體成品堿溫差出料自動控制方案說明

為了解決效堿自動出料控制的難題，我們成立了QC小組，翻閱大量技術資料，借鑒國內同行現有的溫差出料控制方案，來制定自己的出料控制方案。我們使用的出料自控方案主要是使用“溫差法”原理間接測量濃度，配合單回路調節，實現自動出料。我們在PKS C200 系統上開發出一個堿液濃度算法模塊，并以該濃度作為被調參數，以Ⅱ效蒸發器出料流量（放堿）及Ⅱ效回流量作為調節參數，以要控制的濃度（工藝確定）作為設定值組成單回路控制，來實現效體蒸發器的自動出料。

3 PKS C200 DCS系統組成

PKS-C200 DCS作為Honeywell公司在Plantape系統的基礎上優化更新推出的開放型控制系統，以Windows 2000 sever為操作系統， 包含了最新設計的混合型控制器 CPM 和高速容錯以太網（FTE）以及高級的工程工具和應用軟件包，具有完整的過程控制功能、數據采集與監視功能、先進的控制算法。

針對蒸發裝置控制參數的要求對控制系統硬件做出如下配置；1、控制柜機柜2臺，內配控制卡2塊、數據通訊卡2塊、AI卡12塊、AO卡、2塊DI卡2塊、DO卡1塊。2、DELL P4工程師站2套，配液晶彩顯。

4 系統主要功能

1）操作站微機顯示蒸發裝置的工藝流程動態實時數據的流程圖界面，可以直觀地表示整套工藝裝置的設備、工藝運行狀態；

2）DCS系統集成自診斷信息顯示，可以及時查看控制系統的主控卡、數據通訊卡、I/O卡件以及網絡通信故障診斷信息，方便儀表維護人員進行檢查；

3）DCS系統集成歷史數據記錄及趨勢圖顯示、查詢、實時報表和歷史報表自動生成；

4）現場工藝運行參數實時數據報警，可以及時查看蒸發裝置當前的運行參數瞬時波動值。

5 實施效果

PKS-C200 DCS系統在蒸發裝置上的成功應用，實現了蒸發工藝過程控制、顯示與操作的自動化控制，各項監控點數據和設備運行狀態在流程圖上實時顯示，實時報警和歷史趨勢顯示正常可靠，操作簡單，降低了操作人員的工作難度，提高了蒸發工序的自動化程度和生產效率。

[1]程殿彬，陳伯森.離子膜制堿生產技術.中國氯堿工業協會編寫.

[2]張宏偉.蒸發系統的改造[J].氯堿工業，2008(11).

[3]谷耀恒.DCS在離子膜法燒堿裝置上的應用[J].氯堿工業，2007(10).

TQ114

A

1674-6708（2011）51-0126-02

吉榮軍，助理工程師，研究方向：儀表自動化控制系統的新技術在氯堿工業中的應用和推廣

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