煙氣制酸控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

摘 要：本設(shè)計針對硫酸生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)化工段存在滯后、干擾等問題，采用西門子公司的PCS7的硬軟件進行了操作員站、現(xiàn)場控制站、工程師站以及系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)選型與配置并進行了控制方案的確定與組態(tài)、監(jiān)控畫面的組態(tài)與模擬運行。

關(guān)鍵詞：冶煉煙氣制酸；PCS7；CFC組態(tài)；人機界面組態(tài)

1 概述

煙氣制酸過程是一個分布參數(shù)、耦合嚴(yán)重的非線性過程，是一個高度復(fù)雜的工業(yè)過程。SIMATIC PCS 7基于標(biāo)準(zhǔn)的SIMATIC軟硬件組件和先進的分布式客戶機/服務(wù)器架構(gòu)，帶有集成的基于SQL服務(wù)器的歸檔系統(tǒng)，控制編程語言采用IEC 61131-3 的標(biāo)準(zhǔn)并且提供了SFC和CFC編程方式，通過現(xiàn)場總線PROFIBUS可實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與控制器之間的靈活無縫集成，通過SIMATIC IT架構(gòu)實現(xiàn) MES/ERP層級的接口，內(nèi)嵌了Step7控制組態(tài)軟件和WinCC監(jiān)控組態(tài)軟件以及通信組態(tài)軟件等，具有較好的可靠性和開放性，廣泛用于工業(yè)控制領(lǐng)域。

2 煙氣制酸工藝簡介

在傳統(tǒng)的煙氣制酸工藝中，冶煉煙氣混合后采用一轉(zhuǎn)一吸工藝生產(chǎn)硫酸，其生產(chǎn)規(guī)模小，而且制酸后的尾氣S02含量超標(biāo)，嚴(yán)重污染環(huán)境。

現(xiàn)代制酸工藝采用密閉鼓風(fēng)爐富氧熔煉、二轉(zhuǎn)二吸法制酸，消除了原有系統(tǒng)的弊端。針對冶煉煙氣濃度、流量波動大的特點，普遍采用成熟的稀酸洗凈化、雙接觸法制酸工藝。

3 煙氣制酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)現(xiàn)場儀表選型以及系統(tǒng)配置

本設(shè)計中的煙氣制酸轉(zhuǎn)化控制系統(tǒng)的一次儀表和執(zhí)行機構(gòu)選型如表3-2、3-3所示。

根據(jù)本系統(tǒng)的規(guī)模，煙氣制酸轉(zhuǎn)化過程控制系統(tǒng)由1個工程師站、1個操作員站、1個控制站和兩個遠程I/O站構(gòu)成，其中，網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)以太網(wǎng)和PROFIBUS-DP兩級網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)用于工程師站、操作員站和控制站之間的數(shù)據(jù)傳輸，PROFIBUS-DP用于現(xiàn)場層遠程I/O站與控制站之間的數(shù)據(jù)傳送，其煙氣制酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的硬件配置如圖1所示。

4 轉(zhuǎn)化過程控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

基于PCS7- WinCC V6.0的上位監(jiān)控畫面組態(tài)，根據(jù)轉(zhuǎn)化控制工藝流程，進行組態(tài)畫面的設(shè)計，在畫面中，使用了靜態(tài)文本、輸入輸出域、畫面窗口、按鈕、控件和庫，設(shè)計畫面如圖2所示。

除了轉(zhuǎn)化工藝的監(jiān)控主畫面外，還設(shè)計了轉(zhuǎn)化器內(nèi)部監(jiān)控系統(tǒng)控制組畫面，其組態(tài)畫面如圖3所示。

5 結(jié)束語

本文設(shè)計的系統(tǒng)在了解煙氣制酸的工藝流程、控制要求和調(diào)節(jié)任務(wù)的基礎(chǔ)上，確定了煙氣制酸轉(zhuǎn)化過程控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)和控制方案，利用SIMATIC PCS7完成其DCS系統(tǒng)設(shè)計。

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作者簡介

滕天杰（1986-），女 河北省承德市，碩士研究生，助教，檢測技術(shù)。