和利时macsv系统在粉煤灰酸法提取氧化铝生产中的应用

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1、和利时MACSV系统在粉煤灰酸法提取氧化铭生产中的应用摘要本文介绍了和利时MACSVDCS系统的结构和功能，以及其在酸法提取氧化铝生产中的系统应用情况，详细描述该项目控制系统的组成、配置及通信方法，为今后类似项目控制系统的选型与配置提供借鉴。【关键词】MACSVDCS粉煤灰氧化铝目前，我国铝土矿资源不足的问题严重制约了我国氧化铝工业的发展。为了缓解我国铝土资源的不足，有必要开展高铝煤粉灰生产氧化铝的工艺研究，从而寻找可替代的非铝土资源来生产氧化铝，有利于促进国内铝工业的健康发展。酸法提取氧化铝就是其中最具竞争力一种生产流程，目前已进入

2、中试生产阶段，其生产过程控制采用和利时MACSVDCS系统。1和利时MACSV系统的结构简介作为和利时第四代DCS系统的MACSV系统，是综合的自动化系统，由各工程师站、操作员站、现场控制站、通讯控制站、数据服务器组成，以太网及使用现场总线技术的控制网络来连接。MACSV系统由监控网、系统网、控制网三个部分组成，采用全分散的模块化结构，其标准的体系结构及网连接如图1所示。监控网络(M-Net),用于系统服务器与工程师站、通讯站、操作员站的连接，由100Mbps冗余快速以太网络构成，完成完成工程师站的数据下装，以及系统服务器与通讯站、操

3、作员站的实时数据通讯。系统网络(S-Net),用于系统服务器与现场控制站等节点的连接，由100Mbps冗余工业以太网构成，完成现场控制站的数据下装，以及系统服务器与现场控制站之间的实时数据通讯。控制网络(C-Net)是现场控制站的内部网络，实现控制机柜内的各个I/O模块和主控单元之间的互连和信息传送，采用ProfiBus-DP现场总线与各个I/O模块及智能设备连接，快速、实时、高效的现场通讯任务或完成过程。拓扑结构为总线型，最大节点数为126,其中每个分段上最多可接22个节点，各段可通过中继器相连。工程师站运行相应的组态管理程序，对整

4、个系统进行集中控制和管理；操作员站运行相应的实时监控程序，操作员通过口令切换到不同的域，对整个系统进行监视和控制；服务器运行相应的管理程序，对整个系统的实时数据和历史数据进行管理，完成数据管理功能。现场控制站由主控单元、智能I/O单元、电源单元、现场总线和专用机柜等部分组成，采用分布式结构设计，扩展性强。2项目系统规模及配置2.1系统规模本项目系统测点共计有近1000个V0硬测点。AI（4〜20mA）合计279点，其中主控室240，1#远程I/O站21，2#远程I/O站18。A0合计81点，其中主控室72，1#远程I/O站4，2#远程

5、I/O站5。DI（Dry）合计480点，其中主控室400，1#远程I/O站45，2#远程I/O站35。DO（Dry）合计157点，其中主控室144,1#远程I/O站7,2#远程I/O站6。2.2系统配置本项目的系统规模属于小型系统，I/O点小于2000,I/O站数量在5以内的系统，且可以配置为单机版网络结构，将监控网和系统网合二为一。DCS系统配置有工程师站（兼操作员站）1台，服务器（兼操作员站）2台，操作员站1台，现场控制站2个和远程1/02个。其中由一台主机柜和一台扩展柜（远程I/O）组成了现场控制站，主机柜安装有电源模块、冗余控

6、制器、和若干I/O模块，扩展柜则安装冗余电源模块和若干I/O模块。通过Profibus-DP总线连接控制器与I/O模块，通过冗余的100M工业以太网连接工程师站、服务器、操作员站及现场控制站。网络结构如图2所示。2.3网络设置工程师站、服务器和操作员站均配置双网卡，分别自动命名为SNETA、SNETB,分别实现系统网与控制网的功能。各网卡IP设置如图2所示。3系统主要控制对象3.1粉煤灰、盐酸配料控制工艺描述：经过滤机过滤后得到的精矿通过给料螺旋计量称重送往配料槽，与管网来的盐酸按规定配比配料，然后送往溶出工段。控制分析：按工艺要求，

7、盐酸和粉煤灰是要求按一定比例配比的，以达到最佳溶出效果。但是，由于精矿是经过磁选、过滤后的湿灰，按固定称重配比的话，即要求精矿含水率必须稳定，这受制于上游过滤机。仔细分析流程，可以得出酸灰比例是否合适，还可以从配料后的料浆密度反应出来，通过取样化验数据，就可得到配料后料浆密度与酸灰比例的函数关系，从而可以采取如图3所示的控制策略。3.2溶出温度控制溶出是粉煤灰酸法提取氧化铝生产过程中的一个重要环节，溶出率的多少，对整个粉煤灰酸法提取氧化铝起到关键作用，其中，溶出停留罐温度控制尤为重要。工艺过程为：酸灰矿浆经预热器后依次进入停留罐，在停

8、留罐内用160°C饱和新蒸汽直接加热，与酸灰化学反应热共同作用将矿浆升温至150°C，保温停留〜2h后送至稀释槽。控制分析：如果仅用c停留罐温度控制蒸汽量，而不控制前两级停留罐出料温度，这样控制很难达到理想效果，因为每一