DCS设计与应用

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1、20000m3/h空分设备DCS控制系统的设计与应用田梦云单位：唐钢动力能源部中厚板制氧车间地址：河北省唐山市邮编：063000联系电话：5253105手机：13933377546电话：5253105手机：13933377546传真0315-4959825E-mailwangmengqingyang@sina.com摘要：简述ABB公司IndustrialITAC800F　DCS系统在唐钢动力能源唐山中厚板材有限责任公司一期配套工程20000m3/h空分设备上的应用情况，介绍该系统硬件和软件配置及实现的控制功能、特点。关健词：大

2、型空分设备；DCS控制系统；硬件配置；软件配置;空压机;空气纯化系统；唐钢动力能源部唐山中厚板材有限责任公司一期配套工程KDONAr-20000/30000/700型空分设备由川空生产，于2005年6月开始安装，2006年4月开车一次成功，投产至今，各项运行指标正常。20000m3/h空分设备包括空压机系统、空气预冷系统、空气纯化系统、增压膨胀机系统、氧氮精馏系统、氩的精馏系统、中压氩气制取系统等。其自动化控制采用的是ABB公司IndustrialIT全能统合型集散控制系统，该系统是ABB公司总部推出的一各具有世界领先水平的全能

3、统合型开放控制系统，其将传统的DCS和PLC系统优点融于一体，并支持多种国际现场总线标准。它既具备DCS的复杂模拟回路调节能力、友好的人机界面（HMI）及方便的工程软件，又同时具有与高档PLC指标相当的高速逻辑和顺序控制功能。系统既可连接常规I/O，又可连接Profibus、FF、CAN、Mdobus等各种现场总线设备。整个空分设备全部由DCS系统监视和控制，完全实现了中央控制室的集中控制，同时以机旁手动控制为辅助手段，这样给现场检修和维护提供了相当便利的条件。AC800F系统能够完全满足控制系统的设计要求，自投产以来运行稳定、

4、可靠。1DCS系统配置及网络结构DCS系统结构如图1所示。田梦云:女,1972年生,籍贯:河北省唐山市,现任职助理工程师,毕业于河北冶金工业学校,现主要从事制氧自动化方面的工作。1.1DCS系统硬件配如以上所述，该20000m3/h空分设备采用的是ABB公司生产的AC800F冗余集散控制系统，监控空分设备各个系统的运行情况，完成数据采集、处理、过程的控制、逻辑控制和快速联锁控制等功能。系统由四个HMI和两个控制站组成，其两个控制站一个为仪控系统而另一个为电控系统，主要由冗余控制处理器AC800F组成。HMI包括一个工程师站和操作

5、员共用站（ES）及三个操作员站（OS）。操作员站、工程师站及上位机信息传输都是通过工业以太网进行通讯。通过两个现场控制处理器AC800F可实现控制器1:1冗余，主要控制器之间可随时实现无扰动切换。每个AC800F上至少配置两个以上以太网卡，一是用于连接系统网络，一是用于彼此互相连接，而形成专用的控制器之间冗余的通讯链接，确保主从AC800F间的信息同步。主AC800F一旦发生故障，从AC800F能迅速、无扰动地自动接替，保证整个控制系统正常工作。1.2软件系统对于IndustrialIT系统来说，组态软件由操作监控软件DigiV

6、is、系统工程组态与调试维护工具软件CBF（ControlBuilderF）等组成。通过选用适当的组态方法、可实现各种显示和控制功能。该控制系统分为两级：操作管理级（操作员站OS、工程师站ES）和过程控制级（过程站PS及现场控制器AC800F）。在操作管理级上不仅可实现传统的控制系统监控操作功能（预定义及自由格式动态画面显示、趋势显示、弹出式报警及操作指导信息、报表打印、硬件诊断等功能），而且完成配方管理及数据交换等管理功能。过程控制级实现包括复杂控制在内的各种回路调节（各种PID、比值控制）和高速逻辑控制、顺序控制等功能。2软

7、件功能设计唐山中厚板材有限责任公司一期配套工程20000m3/h空分设备生产流程复杂，控制回路较多，自动化程度要求高，通过IndustrialIT系统的组态功能，完全实现模拟控制和顺序控制，以保证空分设备生产的稳定性和安全性。2.1空压机系统空压机可在就地电控柜或中控室由DCS系统启动，主要的控制回路包括空压机入口导叶调节、防喘振调节及电控允许仪控启动空压机信号，而防喘振控制是整个空压机控制系统中最为重要的核心部分，必须实现全自动控制。空压机防喘振控制原理：压力、流量以百分比形式进行比较，根据试验得出发生喘振时压力－流量的函数关

8、系，进而据此推导出压力－流量的喘振关系方程式和喘振曲线。即在理论上来说某一固定流量下有一喘振压力与此相对应。当空压机运行过程中，实际压力产生较大波动时，波动值超出某一限定值时则发生喘振，放空阀将自动调节，消除喘振。当压差值大于0且小于8％时，压差值做为防喘振PI