JX300XP DCS系統在氫氧化鋁生產中的應用
2009年02月24日 10:37 6021次瀏覽 來源： 中州鋁 分類： 鋁資訊 作者： 程福友，王玉飛，田淑青
（1 河南焦作中國鋁業中州分公司計控室，454174；2 河南焦作中國鋁業中州分公司信息部，454174；3 河南焦作中國鋁業中州分公司第一氧化鋁廠，454174）
[摘要]：本文簡單介紹了氫氧化鋁生產的工藝過程，并針對這個過程進行了氫氧化鋁生產的過程控制系統設計及功能的實現，該系統采用先進的SUPCON JX300XP DCS控制系統，本文以特氧廠高白生產控制系統為例，詳細的論述了系統的控制方案，控制系統的實現等，經過半年多的現場運行，取得了顯著的經濟效益，提高了氫氧化鋁生產的自動化水平，也提高了企業自動化的水平。
[關鍵字]：氫氧化鋁生產 DCS
1 引言
中國鋁業中州分公司是中國鋁業股份有限公司下屬的氧化鋁生產基地之一。中州分公司目前已經躋身國內少數的年產百萬噸的氧化鋁的生產企業之中。本文主要介紹我廠氫氧化鋁生產的控制系統的應用，集散控制系統，即DCS(Dstributed Control System)。它是利用微處理機或微型計算機技術對生產過程進行集中管理和分散控制的系統，是一種新型的過程控制系統。
近年來，隨著國內外市場需求的增長，實現氫氧化鋁生產自動化以提高產量，提高質量成為企業增加利潤的重要手段之一。SUPCON WebField JX-300XP DCS 是國產的集散控制系統，在國內市場占有相當的份額。系統比較簡單，擴展方便，適應性強，性價比高。是氧化鋁和氫氧化鋁生產自動控制系統的首選設備之一。
JX-300XP DCS是由控制站，操作站，工程師站和通訊網絡構成，系統結構如圖2所示。控制站是JX-300XP DCS 中和現場數據直接打交道的單元。由主控卡，數據轉發卡，I/O卡件，電單元等組成。高白控制系統只采用了一個控制站和一個操作站。是一個比較經濟實用的DCS控制系統。
2 工藝過程
我廠氫氧化鋁生產主要分三個工序，分別是精液降溫分解，氫氧化鋁過濾烘干和混料包裝。具體工藝過程是，精液經過兩級板式熱交換器降溫后泵入種分槽，與從三級沉降送來的AH種子漿液混合后分解，完成分解后的漿液經過旋流器及沉降槽的分級、沉降，較細AH顆粒返回種分槽，較粗顆粒AH漿液通過料漿泵輸送到水平帶式真空過濾機，通過四次逆向洗滌和初步蒸汽烘干，得到附堿、附水、均合格的濕料，再通過二級槳式干燥機進行烘干，得到水分指標合格，化學成分、附堿、疵點、均勻程度、白度符合要求的合格產品。將產品經過凈化后送入成品倉，再經包裝成為商品AH。根據市場的需求，部分料要磨成細料，再和粗料以一定的比例混合得到合格的產品。
3 控制系統簡介
根據工藝生產的特點，把精液降溫分解和氫氧化鋁過濾烘干歸為一個控制系統，混料和包裝歸為一個控制系統，兩個控制系統互相獨立，保證生產的有序進行。我們采用JX300XP控制系統，每個系統采用一個工程師站和一個操作員站。工程師站和操作站通過SCNETII網與控制柜通訊，SCNETII網是冗余的網絡，提高了系統通信的可靠性，控制柜內采用的是雙CPU，雙數據轉發卡。系統結構如圖2所示，這個系統采用雙冗余結構，保證了系統的穩定運行，混料控制系統結構和高白的相同。
3.1 系統控制功能的實現
高白控制系統采用了SCNETII網絡，CPU冗余，有效地保證了系統穩定性和安全性，高白控制系統實現了工業生產過程的實時數據的采集，過程控制，報警，趨勢等功能，提高了氫氧化鋁生產的自動化水平，方便了生產的組織。
3.1.1 對電氣設備邏輯控制功能
高白控制系統電氣設備主要有兩種，一種是工頻電機，一種是變頻電機，針對這兩種電機我們才用了不同的邏輯控制策略，對于工頻電機我們是直接從低壓配電室設備控制端子取信號，對于變頻電機是從變頻器取信號，我們并不直接控制電機，而是通過與變頻器來控制電機。他們的控制邏輯略有不同，變頻電機信號上多了一個變頻準備（MR信號），因為頻率可調，也多了一個調節回路。我們以變頻電機為例，簡單介紹邏輯控制功能的實現，控制原理如圖所示，
3.1.2 主要調節控制功能
對于流程工藝的氫氧化鋁生產，工藝參數直接影響著產品的質量，因此，儀表參數的采集和控制非常重要，對于每個儀表信號進行了信號隔離和校正，保證其準確安全，變頻電機的頻率調節采用了PID單回路控制，PID單回路控制既可以手動直接進行頻率給定，也可以形成閉環，系統根據PID參數自動調節。液量平衡在氫氧化鋁的生產中也非常重要，關系到指標的好壞，因為物料的流速大小直接影響著液量，我們采用了PID調節回路來控制液量，就是根據具體的生產情況，操作人員對液量信號進行設定，PID調節回路會根據測量值和設定值的偏差來調節變頻泵的頻率給定，從而控制流量的大小。達到穩定生產的目的。
3.1.3 操作畫面
JX300XP是先進的DCS控制系統，所有的儀表和電氣設備參數均進入控制系統內，在中央控制室集中顯示和控制。與工藝一致的流程圖畫面，還提供了報警信息和歷史趨勢，以供操作人員和管理人員操作和查看。
4 結束語
隨著，信息化的發展，工業生產自動化的腳步不可阻擋，DCS控制系統在我廠有著廣泛的應用，該系統投運一年來，運行穩定，正常，先進的控制系統應用極大的緩解了操作人員的勞動強度，由于測量的準確，控制的精確，大大提高的生產的效率，帶來了巨大的經濟效益。
責任編輯：四筆
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