DCS在大型空分制氧装置的应用

　　目前，冶金、机械、化工等各行业生产规模不断扩大，氧、氮、氩等相关气体产品的生产需求也不断增大，随着深冷技术的进步和国外先进技术的引进，大型空分制氧装置在各领域得到了广泛的应用和发展。津西钢铁集团新上的大型空分制氧装置采用四川空分厂生产的KDONAr-15500/15000/560型空气分离设备，于2005年10月投入运行，作者参与完成了自控部分项目的成套实施，全过程历经2个月竣工，至今运行良好。

　　1、系统组成

　　津西钢铁集团制氧项目包括机组部分、预冷系统、纯化系统、精馏系统、氧压机、氮压机和水系统，采用DCS进行监控，数字量、模拟量信号共计600多点，调节回路60余个。这套装置采用了美国Honeywell公司的ExperionPKS控制系统，系统构成如图1所示。其中上位监控站共五台，采用冗余服务器结构，保证后台实时数据的管理和交换，服务器通过ControlNet工业总线与DCS相连，监控站通过工业以太网访问冗余服务器数据。DCS采用两个相互冗余的C200控制器，并且各自安装在相互独立的机架上，具有较高的容错性。冗余模件RM卡件自动同步，保证两个DCS控制器的数据同步，当一台控制器故障时，另一台控制器能够无缝接管控制任务。系统还配置了故障时进行无间隔自动切换的冗余电源系统，保证了控制系统的可靠供电。本项目中数据采集模件的所有信号输入/输出板卡均为智能型PMI/O过程处理模件，数据采集与输出处理均在前端FTA集成端子板完成，FTA集成端子板还具有丰富的在线诊断报警功能。

　　2、主要控制功能

　　2.1空气纯化系统控制

　　空气纯化系统通过两个分子筛交替工作，分别完成对压缩空气中CO2，C2H2的吸附与吸附剂解吸处理流程，保证为精馏、换热系统提供沽静、干燥的空气，切换时间由吸附剂吸附能力而定。分子筛的时序控制是解吸过程工艺顺序控制的核心，解吸过程包括隔离、卸压、热吹、冷吹、隔离、充压、并联、切换等，各工艺段通过执行时问及工作条件触发下道工序，依次循环执行。

　　顺序控制流程处理功能包括：初始化、启动、暂停、跳步(可选)，无论是停机还是暂停，各阀门都应该保持原有状态。系统自动记录暂停时间，为操作员恢复系统提供依据，同时还具有在线动态时间可更改功能。手/自动切换功能是在调试和紧急情况下使用，当投人手动状态时，需要屏蔽顺序控制，使控制输出保持当前状态，以便切换回自动时可以恢复到原来的自动输出状态，避免手/自动切换时阀门的误动作。

　　根据津西制氧厂现场投运的实际情况，还应注意以下几点。