模塊化程序在電解槽零極距改造中的應(yīng)用

趙洪娣，黃玉賓，閆建寧

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，唐山，063305）

模塊化程序在電解槽零極距改造中的應(yīng)用

趙洪娣，黃玉賓，閆建寧

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，唐山，063305）

介紹了模塊化程序在電解槽零極距改造中的應(yīng)用、模塊類型的編寫、在線調(diào)試以及特點。

模塊類型；功能塊；電解槽零極距

唐山三友氯堿有限責(zé)任公司 （以下簡稱氯堿公司）采用電解槽為高電流密度自然循環(huán)復(fù)極式離子膜電解槽。電解槽都是窄極距的，即陰陽電極間距約2.0～3.0 mm，所需電壓也比較高，耗電量比較大，大大增加了生產(chǎn)成本。為此，氯堿公司決定采用新型零極距離子膜電解槽，該離子膜電解槽是在窄極距的基礎(chǔ)上在陰極上加1層彈性緩沖網(wǎng)和面網(wǎng)，即彈性陰極，從而將陰陽電極間距縮小到離子膜的厚度，使電解槽的歐姆降大大減小了，不僅提高了電流密度和產(chǎn)量，且電耗明顯降低許多，節(jié)能減排效果明顯。

1 改造前DCS控制狀態(tài)

氯堿公司燒堿一車間二期電解工序共有電解槽8臺，每臺電解槽的控制程序都需要組態(tài)人員單獨編寫，8臺電解槽就需要編輯8遍，控制程序復(fù)雜難懂，而且中間變量比較多，錯誤檢查不明顯，所需調(diào)試時間比較長。

2 改造方案

2.1 改造內(nèi)容

依照旭化成零極距改造設(shè)計文件內(nèi)容，本次零極距改造涉及改動修改單槽連鎖圖，增加C-DCDS連鎖部分，見圖1。本次改造增加連鎖為：當(dāng)C-DCDS處于打開位置時，連鎖停整流器；當(dāng)整流器停時，打開C-DCDS，啟動步驟1，此時FICZA-231的設(shè)定值變?yōu)?4，F(xiàn)ICZA-232的設(shè)定值變?yōu)?3，2 min后，步驟1結(jié)束；自動啟動步驟2，在此步驟內(nèi)，F(xiàn)ICZA-231的設(shè)定值變?yōu)?4，F(xiàn)ICZA-232的設(shè)定值變?yōu)?，50分鐘后步驟2結(jié)束；自動啟動步驟3，此時FICZA-231的設(shè)定值變?yōu)?0，F(xiàn)ICZA-232的設(shè)定值變?yōu)?3。

圖1 單槽連鎖圖

2.2 改造步驟

由于氯堿公司燒堿二期有電解槽8臺，根據(jù)旭化成公司設(shè)計，如果仍然沿用原程序編寫方式，需要

將改動后的程序編寫8遍，造成程序錯誤率的大幅度增加，程序修改不便，中間變量過多，閱讀不暢。現(xiàn)改用模塊編輯方式編寫，只需要將模塊類型搭建一次，然后每臺電解槽調(diào)用該模塊類型（見圖2，I-K3臺電解槽模塊類型），如果需要修改程序也只需要修改模塊類型即可（只需修改圖2），大大降低了編寫錯誤的發(fā)生，而且程序清晰、順暢，便于后期閱讀。在搭建模塊類型時，首先根據(jù)接線圖，將外部需要接線的點做為模塊類型的引腳定義在參數(shù)列表中，見圖3，把實現(xiàn)邏輯控制功能的功能塊定義在功能塊表中見圖4，然后把每個功能塊根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行連接，這樣一個為實現(xiàn)此次連鎖功能的模塊類型（模塊類型的名字R230I_P）就搭建好了。在調(diào)用此模塊類型時，根據(jù)每臺電解槽的名字，以電解槽I槽為例，功能塊的名字就是R_230I_P_1，模塊類型為R230I_P；電解槽J槽，功能塊的名字是R_230J_P_1，模塊類型為R230I_P，見圖3；其他電解槽以此類推。

圖2 模塊連線圖

3 實施步驟

本次改造的核心內(nèi)容是DCS程序的修改，核心是程序與現(xiàn)場設(shè)備的連接調(diào)試，主要是組態(tài)程序方面的改造，不涉及DCS控制器與卡件的改造。必須確保程序改造后能實現(xiàn)對零極距電解槽有效控制，保證設(shè)備安全及生產(chǎn)的穩(wěn)定運行。

（1）將此次組態(tài)程序下裝到冗余控制器中，下裝后，檢查DCS冗余控制器狀態(tài)、指示燈，網(wǎng)絡(luò)通訊，I/O卡件是否工作正常。

（2）根據(jù)DCS接線清單，檢查輸入點、輸出點、控制點狀態(tài)是否正確，同時檢查各操作站流程圖、報警、趨勢顯示是否正確。

圖3 參數(shù)定義表

圖4 功能定義表

圖5 模塊圖

（3）卡件狀態(tài)監(jiān)測。a．模擬輸入卡件監(jiān)測。對于此次改造新加的AI點，輸入4～20 mADC信號至相應(yīng)卡件，增大、減小輸入信號觀察流程圖中相應(yīng)顯示、報警是否正確；b.模擬輸出卡件監(jiān)測。對于此次改造新加的AO點，在操作站上輸入相應(yīng)數(shù)值，用萬用表測量對應(yīng)端子，觀察電流值是否對應(yīng)輸入值；c.數(shù)字輸入卡監(jiān)測。對于此次改造新加的DI點，輸入ON—OFF開關(guān)信號至相應(yīng)卡件端子，改變輸入狀態(tài)，在流程圖上確認(rèn)顏色、報警的變化；d.數(shù)字輸出卡監(jiān)測。對于此次改造新加的DO點，在操作站上改變開關(guān)狀態(tài)，用萬用表測量對應(yīng)端子，觀察電阻值是否對應(yīng)操作站上的開關(guān)狀態(tài)。

（4）校驗此次改造中來自電氣配電室和現(xiàn)場的全部線纜，按照接線圖將線纜接入端子排。

（5）連接電氣設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，模擬正常生產(chǎn)條件，觀察流程圖、報警、控制點是否正常；模擬連鎖條件，進(jìn)行連鎖調(diào)試，確認(rèn)是否符合設(shè)計要求。

4 結(jié)語

本次改造完成后符合生產(chǎn)要求。由于采用了模塊化組態(tài)方式，調(diào)試時間縮短為原來的1/8，程序集成化高，減少系統(tǒng)負(fù)荷，提高了運行速度，系統(tǒng)穩(wěn)定性增加。從此次改造中可以看出，此種方法應(yīng)用于數(shù)量多且控制要求相同的系統(tǒng)是非常成功的。

Application of modular program in the electrolytic cell transformation of zero polar distance

ZHAO Hong-di，HUANG Yu-bin，YAN Jian-ning
（Tangshan Sanyou Chlor-alkali Co.，Ltd.，Tangshan 063305，China）

The application of modular program in the electrolytic cell transformation of zero polar distance was introduced，including module，on-line debugging and advantages.

module type；function block；zero polar distance electrolyzer

TQ114.26

B

1009－1785(2015)04-0029-02

2014-12-18