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[话题讨论] JX-300X DCS控制系统在PVC密闭化生产中的应用

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发表于 2010-6-27 17:20:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 clq20040107 于 2011-2-23 17:16 编辑
在PVC(聚氯乙烯)生产中采用JX—300X DCS控制系统,对聚合的全过程进行自动控制,实现了PVC生产的密闭化,达到了系统改造的预期效果。
河南神马氯碱化工股份有限公司是年产5万吨PVC的化工企业,原有的聚合DCS控制系统仅对釜温进行控制,系统规模小。2003年11月在进行聚氯乙稀密闭化生产技术改造时,由于原控制系统规模小而且无法扩容,经反复调研,最终决定控制系统采用JX-300X。在改造时把6台聚合釜的入料控制、升温控制、恒温控制、汽提控制,压缩冷凝回收控制、离心干燥等控制集中在一个DCS控制系统内,实现聚合入料、恒温、出料全过程自动控制。通过几个月来的连续运行,该套系统性能稳定,安全可靠,不仅提高了树脂产量、质量,减轻了工人的劳动强度,而且改善了聚合的工作环境、节约了能源,实现了所预期的一百釜不清釜、不开盖的目的。
系统选型、配置规模和结构
通过了解其他厂家的DCS运行状况,结合河南神马氯碱化工股份有限公司的实际情况,为便于转化、分馏DCS系统和聚合DCS两个系统网络连接,最后确定聚合DCS采用浙大中控的JX-300X系统。该套系统不仅能满足生产监视、过程控制、操作画面、参数报警、数据记录及趋势等功能,而且采用的*内先进的软硬件技术,结构灵活、安全便于维护,满足了工艺要求的需要。根据聚合生产工艺的实际特点,该系统配置模拟量输入68点,热电阻52点,模拟量输出28点,开关量输入210点,开关量输出147点,合计505点。依据这些点数,确定设置操作站4台(包括一台工程师站)、控制站1个、控制机柜2个、继电器柜1个,控制回路28个,I/O机笼7个,电源箱4个等系统配置。
控制站是采集处理信号并进行运算输出,具有故障自诊断功能,控制站主控卡、数据转发卡、电源采用热备用冗余配置,故障时能自动无扰动切换。操作站是提供人机操作界面,接受从控制站传来的工艺流程实时数据,将它转化为相应的过程变量,在显示器上显示出来,供操作员监视、操作。工程师站既可当操作站又可用来进行系统组态。操作站与控制站之间通过高速通信网Scnet完成数据交换,本套系统工艺界面共设16幅,分别为:1)软水、稳定剂操作画面;2)单体操作画面;3)分散剂操作画面;4)引发剂操作画面;5)注水、终止剂操作画面;6)涂釜冲洗水操作画面;7)1#—6#釜的操作画面;8)回收操作画面;9)汽提操作画面;10)恒温控制参数;11)配方表。这些画面满足了聚合生产控制的需要。
现场配套电气仪表装置
这次对聚氯乙稀技术改造,除保留原有的检测变送测量装置、自动控制阀门、电气设备外,又增加检测变送测量设备21台,程控阀门和自动调节阀71台,程控泵15台。
控制方案
悬浮法聚氯乙稀生产过程是把软水、单体、分散剂、引发剂等助剂按一定比例密闭入料,而后通过热水夹套升温、恒温控制、自动注水、加终止剂,自动出料冲洗,通过汽提回收控制装置把残留单体进行回收,经过离心干燥去除水份最后包装成袋状树脂的过程。对于这么一个复杂的过程,采用全自动化控制后,它可以提高生产效率,降低消耗,减少环境污染。因此,这套控制系统主要由这几个部分构成:6台釜的密闭入料控制;6台釜的升温、恒温控制;6台釜的滏釜、出料冲洗控制;汽提塔控制;压缩冷凝回收控制及离心干燥控制等。
密闭入料控制过程比较复杂,控制要求高,采用SC控制语言编程来实现顺控,它包括九个子程序控制:软水程序、稳定剂程序、单体程序、分散剂程序、引发剂程序、中途注水程序、终止剂程序、涂釜程序、出料冲洗程序,各子程序既能相互独立启动,又能联锁启动。当入料主程序联锁按钮打到“IN”时,入料程序全部自动。另外还设有单体回流、冲洗水回流、中途注水回流三个自定义单回路控制。(具体控制的介绍略)
另外,其它一些控制如压缩冷凝尾排压力控制、回流控制、离心机进料控制等全部采用单回路的PID控制。
系统调试
为不影响生产,大部分调试工作都在聚合反应的间隙和停车检修期间进行的。
■ 硬件设备调试:
对现场检测仪表,首先从现场加标准信号从DCS上观察温度、压力、流量显示是否在允许误差范围内,然后从操作站上输出信号看现场阀门动作状态是否符合要求,反馈状态、接点信号显示是否正常,通过此方法,调校自动阀门68台,液位变送器10台,流量仪表6台,重量变送器2台,从调校结果来看,全部满足了工艺要求需要,保证了仪表的精度。
■ 软件调试:
现场仪表按各回路调试正常后,开始进行各子程序调试,向聚合釜内加水,进行水联动实验,启动每个单元的子程序模拟实验,观察阀门动作顺序是否按要求进行。实践证明,这一繁锁工作为主程序的联调打下基础,为最后一次投料成功提供了依据。
存在问题及解决办法
在刚开始的调试、投运过程中发现了一些问题并进行了处理。
■ 软水和单体入釜过程中无论启动程序或停止程序那一瞬间,总听到工艺管道比较大的一声振动,起初怀疑工艺管道固定不好,后通过仔细观察发现启动程序的那一瞬间,泵、总阀、釜上阀同时启动,出现了共振现象,导致比较大的振动,通过修改启泵、开阀的先后顺序控制程序,解决了这一振动,消除了不安全隐患。
■ 每台釜喷淋阀底阀上的限位开关,建议电气和仪表公用一套最好。
在实用过程中,发现喷淋阀和底阀的限位开关,电气、仪表上总出现反馈不同时回来的现象,影响程序继续进行,通过调整线路改造,达到电气、仪表共同的目的。满足了双方的要求,,效果令人满意。
■ 冲洗水泵出口的压力表总打坏。在投运当初,冲洗水泵出口的压力表总打坏,通过修改原有的程序,让冲洗水泵不频繁启动,以及泵出口回流一直处于自控状态,保证了泵出口压力的稳定,解决了大电机频繁启动带来的不安全因素。
应用结论
■ JX—300X DCS系统投入运行半年多来,运行稳定可靠、操作简便,使工艺指标得以进一步优化,充分发挥了现有设备生产的能力。
■ 使聚合从入料到出料全部实现自动化控制,提高了树脂的产量、质量,稳定了工艺指标,简化了现场操作,减轻了操作人员的劳动强度,提高了劳动生产率。
■ 使聚合生产达到一百釜不清釜、不开盖,聚合岗位上基本闻不到单体味,大大改善了聚合的工作环境,减少了有毒气体对人体伤害。
■ 提供了通讯接口,通过集线器可以和远程计算机连接,为以后实现调度集中监视工艺过程控制提供了条件。
■ 可靠性较高,降低了仪表维护工作量,且由于系统卡件的国产化和通用性,降低了备品备件的库存量和资金占用,降低了生产成本。
■ 原有的控制系统,大部分采用常规仪表的控制,控制回路、检测点多,控制仪表多,控制柜多且安装分散。采用JX—300X系统后,整套系统只需2个控制柜、一个继电器柜、4个操作站,大大减少了控制装置的数量,节约资金和空间,充分体现了DCS系统的优越性。
■ 由于该套系统功能齐全、技术先进、安全可靠,故障率较低,节约了大量的维护资金,创造了很好的经济效益和社会效益,实践证明,该系统应用是非常成功的。
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发表于 2010-6-29 18:07:52 | 显示全部楼层
JX-300x属于小系统,通常在聚合单元都使用ECS-100之类的大系统。
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发表于 2011-2-19 16:10:30 | 显示全部楼层
JX-300x系统对于500多个点应该可以吧,比例控制程序和顺序控制程序都能做到。用SC语言做的程序能改用图形编程吗??离心式干燥机好吗?
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发表于 2011-2-22 23:58:58 | 显示全部楼层
同意楼上的说法,个人也感觉JX-300x用在聚合还是差一些,我们都把它用在不是很重要的工序。
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发表于 2013-7-9 16:09:38 | 显示全部楼层
嗯,采纳各位的意见了···
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发表于 2013-8-11 22:45:52 | 显示全部楼层
霍尼的也行,JX300编程比较简单,组态也比较直观。
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