浅谈JX-300XP DCS在造气工段的应用

【摘要】造气工段应用JX-300XP DCS，能实现H/N比调节；实现各参数历史趋势图、实时趋势图；实现炉盘转速自动控制和自动下灰控制，最终达到节能降耗增效；提高工作效率；改善劳动条件；提高技术水平的目的。

【关键词】JX-300XP DCS；H/N比调节

0.引言

随着工业自动化的发展，关于如何对造气炉采用优化控制有了更新的要求。DCS既不同于分散的仪表控制，又不同于集中式计算机控制系统，而是克服了二者的缺陷并且集中了二者的优势。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。

1.JX-300XP DCS介绍

集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。JX-300XP DCS则是浙大中控自动化有限公司在JX-100，JX-200,JX-300基础上，经不断完善，提高而全新设计的新一代全数字化DCS，JX-300XP可以说是当今国内同类产品之佼佼者。

JX-300XP DCS控制系统统融合了最先进的自动化技术、计算机技术、通讯技术、故障诊断技术、冗余技术和软件技术，此系统克服了参数实时性准确性要求高、现场通讯互联设备多等困难。

2.JX-300XP DCS 控制系统在造气的应用

氮肥厂的造气车间，在整个工厂中处于龙头地位，它以煤为原料，利用固定床间歇气化造气炉生产用于合成氨的原料气—半水煤气，为下游工段提供初级产品。造气工段在整个合成氨系统中占有非常重要的地位，其生产状况的稳定程度，制约着全厂生产负荷平衡，而且造气工段的节能降耗，还是全厂成本控制的核心部分。下面我们以我公司8.13造气为例，讲一下DCS在造气中的应用。

8.13造气2段共有8台造气炉子，每台炉子周期都有吹风、上吹、下吹、二次上吹、空气吹净和回收6个阶段。我们对JX-300XP DCS 控制系统的要求如下：

2.1系统配置

此系统需要一个工程师站，三个操作站和一个远传站，三个控制柜组成。控制站主控制卡、数据转发卡、控制站供电电源均实现1:1热冗余，现场信号直接进入过程控制站，通过冗余的工业以太网络与操作站相连，实现了对生产过程的整体监控。

2.2所需I/O点共338个

（1）AI点131个包括：Pt100信号3个；K型热偶68个：4～20mA（带配电）52个：4～20mA（不配电）8个。

（2）AO点（冗余配置）19个。

（3）DI点（24VDC供电 0.5A）52个。

（4）DO点（24VDC供电 1.5A）136个。

2.3设置要求

（1）要对每一台炉设置一个紧急停车硬开关，炉子突发紧急状况时，按此开关使该炉子处于安全停车状态。

（2）要对一台炉各个阀门设置一个手自动切换开关。当炉子处于手动状态时，各阀门的手动开关可以控制阀门的开与关，以便于阀门的维护和检修单炉控制阀。

（3）要对每一台炉设置一个探焦参数。通过自动炭层测量装置把炭层的真实高度直接反馈到控制系统中，同时综合炉内温度、炉底、炉顶压力和生产负荷自动控制每个循环的给煤时间，达到稳定炭层的目的。

其中探焦参数设定要符合：在正常运行条件下，设定每2个循环布料完成后，探焦器自动检测一次炉内空程高度，并根据检测结果与工艺设定空程高度作比较，计算出下循环给煤时间的补偿值，与插板阀基准给料时间叠加，即为下四个循环插板阀实际开启给料时间。随后在每个循环的相应阶段驱动加煤机相关阀门，完成一次加煤过程。

（4）系统运用DCS系统提供的梯形图组态方式实现造气炉的时序控制，惰性气体制备控制及吹风自动排队功能。

（5）要对每一台炉的阀门进行阀位检测。一些阀开不到位检测，一些阀关不到位检测。阀动作不到位时，系统报警，同时可根据工艺要求进行安全联锁控制，使炉子处于安全状态。

（6）要实现水夹套及汽包液位的PID调节，要实现蒸汽总管压力静态前馈等PID控制；实现H/N比调节、吹风自动排队、蒸汽自调、液位自调。

（7）实现风机和油压系统的管理、报警及联锁。

（8）实现各参数历史趋势图、实时趋势图。

（9）实现炉盘转速自动控制和自动下灰控制。

根据炉内所测上行温度、下行温度、气化层温度、炉盘温度、灰仓温度和所测翻焦率而认定的系数，自动控制炉盘转速，进而控制了下灰量。采用机电一体化自动下灰装置完成不停炉自动下灰，增加有效制气时间，增加产气量。

4.结语

我们认为，造气工段应用DCS，达到了稳定生产状况、节能降耗增效、提高工作效率、改善劳动条件、提高技术水平的目的。　[科]

【参考文献】

［１］浙大中控.JX-300XP集散控制系统培训教材[M].中国·杭州,2009.8.

［２］郭庆东,陈朝阳.DCS在煤造气工段优化控制中心的应用[J].化学工业与工程技术,2009.

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