JX-300X DCS 在KDON-20000分子篩純化系統中的應用

周文杰（福建三鋼集團有限公司,福建　三明　365000）

JX-300X DCS 在KDON-20000分子篩純化系統中的應用

周文杰
（福建三鋼集團有限公司,福建三明365000）

介紹了JX-300XDCS系統的結構和功能，重點闡述了空分分子篩純化系統的工藝流程以及控制方案在DCS中的實施。

DCS；分子篩純化系統；SCX語言

0　引言

福建三鋼集團制氧車間共有6套空分設備，其配套的控制系統均采用國產DCS(集散控制系統)和利時和浙大中控，20000m3空分設備采用浙大中控JX-300XDCS，該控制系統采用了先進的通信技術，微電子技術，以及現場總線技術，能夠適應廣泛而復雜的控制工藝。

1　DCS系統結構以及功能

1.1 三鋼制氧20000m3空分JX-300X DCS系統結構圖，見圖1

1.2 JX-300X系統的網絡構成

從圖1中可以清楚地看見浙大中控JX 300-X系統3層網絡構架：最下層為控制站內部I/O控制總線（SBUS），負責各卡件的數據信息傳輸，包括主控卡和數據轉發卡以及數據轉發卡和I/O卡件之間的數據傳輸，第二層為過程控制網（ScnetⅡ），該網絡連接了系統的現場控制站、各通信接口單元以及中控室的工程師站和各操作員站，負責過程控制信息的傳送，采用了雙重化的冗余結構，不管那一條通信線發生故障，都可以確保數據的正常傳輸，實時性和可靠性高。最上層為信息管理網（ETHERNET），用于上層（比如各分廠之間）的信息管理和綜合管理，使用的是工業以太網傳輸方式。

1.3 JX300-X系統軟件AdvanTrol-Pro

AdvanTrol-Pro軟件最常用的是系統組態軟件SCKey，該軟件負責系統各硬件模塊和現場檢測點的組態，地址和冗余方式的設置，常規控制方案的組態，系統的編譯，下裝和傳送等。實時監控軟件用于對現場的實時監控，還可以對現場的數據進行采集和管理，同時還能對報警、報表等數據進行存檔。SCX語言用于程序的編寫，流程圖制作軟件和報表制作軟件用于流程圖的繪制和報表的生成。

1.4 硬件組成

該系統硬件由控制站、操作站、工程師站組成，控制站主要由I/ O卡件、主控卡、數據轉發卡、電源等組成，負責現場數據的采集和傳輸。工程師站主要負責軟硬件的組態和程序的編譯和下裝等，操作站主要依靠實時監控軟件對控制系統進行監控和操作。根據工藝和控制信號點的要求，該制氧裝置自動控制系統配置1臺工程師站（兼作操作員站）、3臺操作員站、3個現場控制站。

2　分子篩純化系統工藝控制流程及DCS在其中的應用

分子篩純化系統用于清除空氣中的雜質，包括水分、二氧化碳、乙炔等碳氫化合物,從而保證空分設備安全穩定的運轉。該系統由MS1、MS2兩組分子篩吸附器組成，采用交替工作的方式，即一組處在吸附工作狀態時，另一組則處在再生狀態。當經過冷卻的原料空氣通過分子篩時，空氣中的雜質，包括水分、二氧化碳、乙炔等碳氫化合物就被分子篩吸附，使空氣得到凈化。分子篩工作一段時間，吸附到一定程度，就需要進行再生，再生其實就是分子篩通過吸附劑析出水份及二氧化碳等雜質。再生后的吸附器又可以重復的進行吸附工作，如此交替反復進行（見圖2分子篩吸附器系統圖）。

2.1分子篩吸附器再生的工藝流程

分子篩吸附器再生的步驟為：卸壓、加熱、吹冷、充壓、切換、投入吸附工作，如此不斷的循環，使吸附后的分子篩吸附器通過再生重復的投入吸附工作。這個過程必須按照規定的壓差、時間、控制程序、閥門的開關狀態來進行，以保證分子篩吸附器安全可靠的運行。

2.2 分子篩吸附器再生自控系統和自動切換控制

（1）系統組成。a.吸附器自動切換時，在使用DCS，則利用其內部程控功能。b.純化器機旁盤一臺。c.1209D氣動切換蝶閥及ZXPQ氣動調節閥。

（2）分子篩吸附器自控系統時序圖及編程思路。分子篩吸附器自控系統時序圖（見圖3）是嚴格按照工藝的要求編制的，表中黑線只代表閥位狀態，該系統中每一步（如卸壓、加熱、吹冷、充壓、切換等）的時間長短由機內的計時器控制。本系統的編程思路有兩種，第一種是自定義控制模塊，程序由這些模塊組成，然后對每個模塊進行編程，這種方法優點是簡潔，但是不利于別的維護者和工程技術人員閱讀和修改。第二種方法是用SCX語言按時序圖的步驟依次編程，SCX語言在語法和詞法上都符合高級語言的特征，和C語言有相似之處，只要在變量定義和程序中加入必要的注釋，對于不同的維護者來說是比較容易閱讀和修改的，本系統就采用第二種方法編程。在系統聯鎖方面采用的是功能（FBD）編程，便于修改和閱讀。同時，在編程時要考慮到系統自動和手動控制，當現場需要維護時，控制切換到手動狀態，這時程序停止運行，系統保持當前狀態，當檢修完成，控制切換到自動狀態，這時系統從切換前的狀態繼續運行。當完成第18步之后又進入第一步開始分子篩吸附器MS1的再生，依次循環。按工藝要求：a.每步確認步計時2分鐘，計時到閥位開關還沒到位系統報警；b.V1207均壓閥行程要求分段控制。

2.3 純化器機旁盤

純化器機旁盤是分子篩吸附器再生自動控制系統一個組成部分，該機旁盤內裝有驅動切換蝶閥所須的二位五通電磁閥，一套儀表空氣系統。純化器機旁盤安裝位置應在氣動切換閥附近。使純化器機旁盤內電磁閥至氣動切換閥的氣路管線較短為好。

2.4 切換閥

分子篩吸附器切換閥1209D氣動蝶閥是雙信號驅動，ZXPQ氣動調節閥是單信號驅動。V1207為球閥。其中1209D氣動蝶閥和ZXPQ氣動調節閥均有全開和全閉閥位狀態開關，這些開關接線必須十分牢固，同時1209D氣動蝶閥二根信號管均帶有調速器，閥門開關速度可以調節。

3　結束語

浙大中控DCS系統對接地的要求是很高的，在該系統運行初期，卡件XP313和XP316損壞率挺高的，我廠儀表技術人員經過反復檢查和測試，發現在接地上存在問題，最后聯系廠家專業人員對接地進行了改造和測試后，卡件幾乎再也沒有損壞。在運行中還發現中控室電腦的鼠標不動作，帶有報警的鍵盤同時不響，最后發現工控機的感應電壓很大，采取接地的方式問題就解決了。該系統在制氧車間運行情況總體是非常穩定和可靠的，它使復雜的操作和控制變得更簡單，同時使儀表的維護也變得更方便。

[1]中控技術手冊電子版[Z].

[2]李化治.制氧技術[M].冶金工業出版社,1997.