基于DCS順序控制實現精密過濾裝置的自動控制

劉書安

摘 要：精密過濾是化工、能源、醫藥生產過程中常用的一種重要操作裝置，本文重點介紹了精密過濾裝置基于DCS的自動控制，以及在編程過程中遇到的問題及解決方法。

關鍵詞：精密過濾；DCS；順序控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.123

0 引言

精密過濾裝置工藝要求復雜，一般配用可編程控制器PLC來實現邏輯控制功能。某電廠有機胺法煙氣脫硫工程將過濾流程納入DCS控制系統，利用順序控制來實現過濾裝置自動控制。由于整個過濾系統閥門設備繁多，連鎖程控復雜，我們對工藝流程細致分析分解使其邏輯化，成功實現利用DCS來完成復雜順序控制。

1 工藝概述

某電廠有機胺法煙氣脫硫，有機胺液在運轉過程中會富集煙氣中的粉塵并影響工藝運行，因此設置一套過濾系統對粉塵進行清除。過濾系統采用溫州東甌微孔過濾有限公司生產的微孔過濾機，控制系統采用國電智深EDPF-NT+系統。

在吸收塔捕獲煙塵后的脫硫胺液，通過加壓泵，輸送到微孔精密過濾機內，由主過濾機內進行固液分離，過濾后的胺清液返回脫硫系統。濃漿通過輔助洗滌壓干過濾機洗滌并壓干后，將固體煙塵排出系統外。

2 DCS控制算法

國電智深DCS控制系統順序控制通過步序主控算法塊SEQMASTER及可變跳步步序設備算法塊SEQDEVICEV來實現。

SEQMASTER算法應用于順控邏輯，管理SEQDEVICEV設備算法塊，實現順序控制操作功能，SEQMASTER算法按順序向每個SEQDEVICEV發送指令電平信號，接收SEQDEVICEV的反饋，并根據反饋信號決定是否進行下一個SEQDEVICEV進行操作。SEQDEVICEV算法在SEQMASTER算法管理下，完成單步控制造作功能，接收SEQMASTER發送的步啟動指令，執行相應的操作，向受控設備發送脈沖指令，監視受控設備的狀態反饋，并將自身狀態輸出回送給SEQMASTER。

利用SEQMASTER及SEQDEVICEV算法組成順序控制主流程，在各自步序中根據工藝要求增加輔助邏輯。輔助邏輯主要利用TIMER計時器算法、ONDELAY延時閉合算法、ACCUM模擬量累計算法等完成工藝流程中的計時、延時、物質累計等要求。

3 邏輯設計

按照過濾流程工藝要求，邏輯設計為三個部分，助濾劑添加邏輯、過濾機主流程邏輯、化學再生邏輯。

3.1 助濾劑添加邏輯

當有主過濾機流程啟動后，觸發助濾劑自動配劑流程，在助濾劑罐中添加濁胺液，助濾劑添加完成后，攪拌均勻完成自動配劑，發出助濾劑備妥信號。當主過濾機調用助濾劑自動加劑步序，將助濾劑液通過助濾劑泵打入過濾機，待助濾劑添加程序完成，助濾劑備妥信號復位，等待進入下一個助濾劑自動配劑周期。

3.2 過濾機主流程邏輯

當主過濾機開始過濾時，通過濁胺泵將胺液注入主過濾機，調用助濾劑系統自動加劑流程，將攪拌均勻的助濾劑混和液，緩慢送入主過濾機泵前主管道，助濾劑混和液隨原料液均勻的分布在微孔過濾管表面進行過濾，并形成均勻濾餅層。過濾機的處理量由流量計實時進行檢測，通過調整胺液輸送系統變頻泵來保證進入系統的流量，待流量達到累計設定值后，過濾完成，進入過濾機回流過程。將過濾機筒體內的上部剩液輸送回濁胺罐后，先用高壓空氣反吹微孔過濾管外的濾餅讓其落到過濾機底部；后利用液氣共吹原理對微孔過濾管進行反吹再生；再將主過濾機下部錐體的濃漿，通過低壓縮空氣輸送至濃漿罐等待進入輔助壓干過濾機。

3.3 化學再生邏輯

再生酸液通過再生泵由過濾機進料口進，經過濾機內微孔過濾管，由外向內流動，通過再生液的化學功能溶解微孔過濾管毛細孔中的固體雜質；由濾液出口循環回到再生液貯罐，按照動態循環進行再生。當循環結束后，排凈過濾機內再生液，先反吹微孔過濾管內液體，然后用無離子水對微孔過濾管進行反洗洗滌，將污水排凈，再用低壓縮空氣將微孔過濾管吹干，完成化學再生過程。

4 程序設計過程中幾個關鍵問題

（1）時序問題。單個SEQMASTER控制算法塊可連接最多15個SEQDEVICEV算法塊，由于順控過程中步序較多，采用多個SEQMASTER算法塊級聯。SEQMASTER及其所控制的SEQDEVICEV算法的執行順序必須正確，SEQMASTER步號應最小， SEQDEVICEV算法步號依次遞增，級聯的SEQMASTER的執行順序也要正確，跨頁時要保證頁間的執行順序。這樣就要求在邏輯編譯過程中，及時調整單頁中算法的時序和控制區中的跨頁邏輯的時序，避免邏輯執行時的時序錯誤。

（2）暫停功能。過濾機在運行過程中可以手動或當過濾機出現故障時切換到“暫停狀態”同時報警提示。切換到“暫停狀態”時，關閉相應設備的所有閥門，停止相應過程的時間累計。當故障處理完后人工切換到“繼續狀態”，相應閥門和泵按開啟順序重新開啟按照暫停是的狀態繼續運行。

邏輯初始設計時，采用記憶暫停時相關設備閥門狀態，繼續運行時按照記憶狀態恢復設備閥門的狀態。調試過程中發現，當暫停發生在設備閥門狀態切換過程中時，如閥門由開狀態切換到關狀態時，不能識別閥門狀態。

（3）排隊等待問題。當多臺過濾機主流程邏輯進入添加助濾劑、回流過程、進水反吹過程、排濃漿過程等需要調用公用設備的步序時需根據先后順序排隊等待。在邏輯設計中，三臺過濾機分別設置TIMER計時器，只要過濾機主流程邏輯在初步進料及恒壓過濾過程中就觸發TIMER計時器算法，再將三個計時器算法利用COMPARE比較算法兩兩比較，判斷出三臺過濾器優先關系。

5 應用效果

經過邏輯優化后的過濾系統，實現了過濾過程的自動控制。系統設備按照設定的工藝順序執行動作，完成過濾過程全自動控制，并能實現故障時自動暫停，待故障處理完畢后，可自暫停時步序繼續運行，完成整個過濾流程全自動控制，實際應用效果非常好。

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