化工中水酸水實時管網平衡的設計與實踐

吉春山，周 韜，王凌岳,丁豐梅,白 艷,趙延鋼

(1.鎳鈷資源綜合利用國家重點實驗室，甘肅 金昌 737100;2.金川鎳鈷研究設計院，甘肅 金昌 737100;3.金川集團股份有限公司，甘肅 金昌 737100)

0 引 言

中水酸水管網平衡管理是中水酸水(此處統稱酸性廢水)生產、污水處理、生產環保管理部門比較棘手的問題。在環保壓力日益加大的今天，做好生產任務和環保指標的平衡顯得非常重要。某集團公司二廠區化工中水酸水管網管理還停留在電話管理階段，存在生產信息比較分散、傳遞滯后的問題，不能對中水酸水產出端和凈化處理端的關鍵參數進行及時掌控，沒有實現集中監視，管網平衡沒有統一決策依據，嚴重影響了生產任務和環保指標的完成。

化工中水酸水產出量和接收量的主要信息來自多套不同的PLC和DCS系統。產出端涉及亞鈉、銅硫酸30萬53萬系統、鎳硫酸48萬70萬系統；接收端主要為污水站酸水應急工序,其中亞鈉是浙江中控的DCS系統，硫酸采用的是和利時的DCS系統，污水站采用的是AB的PLC系統。

國際標準數據采集協議包括OPC(OLE for Process Control)、Modbus、IEC60870-101/102/103/104、DNP3、DLT645、BACnet等，本系統主要采用OPC數據采集協議。其中PLC系統自帶OPC Server授權，DCS系統需要安裝與調試OPC Server。

本文針對以上問題，設計一種中水酸水管網平衡實時監視方法并進行實踐應用[1-2]。

1 關鍵參數實時數據采集

1.1 中水酸水實時數據采集的設計

實時監視系統包括數據采集網絡模塊[3-4]、實時數據采集模塊、實時數據庫平臺模塊。數據采集網絡模塊采用雙網設計，包括工控網和數采網，對工控系統進行有效隔離保護，專網專用。具體數據采集網絡如圖1所示。

圖1 中水酸水實時數據采集網絡Fig.1 Real-time data acquisition network of reclaimed water and acid water

1.2 中水酸水產出端重點參數采集

中水酸水產出端重點參數主要包括亞鈉、銅硫酸30萬53萬系統、鎳硫酸48萬70萬系統相關工藝的中水、酸水瞬時流量等。

1)在運行某公司的DCS軟件JX-300XD的亞鈉系統工控機上，用一種OPCSserver測試軟件Fsclient，連接OPCServer：SUPCON.AdvOPCServer.1， 亞鈉系統中水瞬時流量FI112、酸水瞬時流量FI111的值進行測試，確保以上數值在Fsclient運行值和工控上運行的數值一致，然后打開某公司的數據采集轉發軟件OPC2TCP，進行參數配置，運行該軟件。

2)分別在年產量為53萬t、30萬t、48萬t、70萬t硫酸系統工控機上，運行Fsclient測試中水、酸水的瞬時流量值，53萬t的FI7113,FISS204；30萬t的FI67105,FISS104；48萬t的FI191005,FI41003;70萬t的FI41001,FI4901；確保以上數值在Fsclient運行值和工控上運行的數值一致，按照1)中的方法對數據采集轉發軟件進行類似配置，注意IPAddr和ProgID有所不同。

3)相關數據的實時數據庫端組態。

1.3 中水酸水接收處理端實時數據采集

實現中水酸水接收處理端酸水應急工序的關鍵參數數據采集：

包括1#輸送泵電流值SSDL101，壓力值SSPT101，變頻SSHZI101；2#輸送泵電流值SSDL102，壓力值SSPT102，變頻SSHZI102；3#輸送泵電流值SSDL103，壓力值SSPT103，變頻SSHZI103；4#輸送泵電流值SSDL104，壓力值SSPT104，變頻SSHZI104。具體的數采網關數據采集結果如圖2所示。

圖2 酸水應急工序重點參數數據采集Fig.2 Data acquisition of key parameters in acid water emergency process

2 中酸水關鍵參數信息集成

基于OPC的實時數據采集，把不同工藝的分布式控制系統DCS和可編程邏輯控制器PLC數據進行集成，本部分實現中水酸水產出和處理工序全流程畫面組態，主要包括如下3個步驟：

1)不同工藝的分布式控制系統DCS和可編程邏輯控制器PLC數據集成；

2)中水酸水產出和處理工序全流程畫面組態；

3)虛擬位號編程實現酸水中水平衡。

a)化工酸水總量VB組態

Sub sumacidwater

Dim tag1

dim tag2

dim tag3

dim tag4

dim tag5

Set tag1= AdvPlant.FindTag("FI111_SN")

Set tag2= AdvPlant.FindTag("FISS204_YL")

Set tag3= AdvPlant.FindTag("FISS104_YL")

Set tag4= AdvPlant.FindTag("FI41003_SL")

Set tag5= AdvPlant.FindTag("FI4901_SL")

Call tag1.Read

Call tag2.Read

Call tag3.Read

Call tag4.Read

Call tag5.Read

dim sumacidwater

Set sumacidwater= AdvPlant.FindTag("sumacidwater")

Call sumacidwater.Read

if tag1.value < 0 then

tag1.value =0

else

end if

if tag2.value < 0 then

tag2.value =0

else

end if

if tag3.value < 0 then

tag3.value =0

else

end if

if tag4.value < 0 then

tag4.value =0

else

end if

if tag5.value < 0 then

tag5.value =0

else

end if

sumacidwater.Value=tag1.value+tag2.value+tag3.value+tag4.value+tag5.value

sumacidwater.TimeStamp =Now

sumacidwater.Quality =192

Call sumacidwater.Write

Set sumacidwater=Nothing

End Sub

b)化工中水總量VB組態

Sub sumtest

Dim tag1

dim tag2

dim tag3

dim tag4

dim tag5

Set tag1= AdvPlant.FindTag("FI7113_YL")

Set tag2= AdvPlant.FindTag("FI67105_YL")

Set tag3= AdvPlant.FindTag("FT3901_SL")

Set tag4= AdvPlant.FindTag("FI41001_SL")

Set tag5= AdvPlant.FindTag("FI112_SN")

Call tag1.Read

Call tag2.Read

Call tag3.Read

Call tag4.Read

Call tag5.Read

dim sumtest

Set sumtest= AdvPlant.FindTag("sumtest")

Call sumtest.Read

if tag1.value < 0 then

tag1.value =0

else

end if

if tag2.value < 0 then

tag2.value =0

else

end if

if tag3.value < 0 then

tag3.value =0

else

end if

if tag4.value < 0 then

tag4.value =0

else

end if

if tag5.value < 0 then

tag5.value =0

else

end if

sumtest.Value=tag1.value+tag2.value+tag3.value+tag4.value+tag5.value

sumtest.TimeStamp =Now

sumtest.Quality =192

Call sumtest.Write

Set sumtest=Nothing

End Sub

3 Web發布實現管網監視以及調度平衡

監視畫面組態完成后，進行Web發布，隨后相關用戶通過登錄管理網分配網址，可以實現實時監視，通過瀏覽相關數據，實現中水酸水調度，達到產出接收端的管網平衡[5-6]。具體的發布流程如圖3、4所示。

圖3 酸水處理流程Fig.3 Flow chart of acid water treatment

圖4 酸性廢水處理系統Fig.4 Acid wastewater treatment system

4 結 論

1)設計了一套中水酸水數采互聯網，通過數采網關實現了工控網和數據采集網的隔離保護，完成多套不同的PLC和DCS的數據采集；

2)實現了中水酸水產出和接收端信息的集成共享，解決了中水酸水的統一調度監視問題等；

3)使用了數采平臺自帶的虛擬位號，進行軟件開發，實現中水、酸水產出端總量的累計實現；

4)實現了整個中水酸水管網的調度平衡，進而保證了生產任務和環保達標。

5 結 語

本文設計了一種中水酸水管網平衡實時監視方法，實現了不同平臺、基于PLC和DCS系統的參數實時數據采集并統一集成；實現中水酸水產出和處理工序全流程畫面組態；實現了信息共享，為中水酸水管網平衡提供了決策依據。生產調度人員通過把控產出和處理端的中水酸水流量以及處理端應急池的液位進行調度平衡。后期計劃在此基礎上，開發一套管網配套模型實現自動生產調配。