DCS在聚甲醛装置上的应用

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摘 要 本文介绍了Honeywell EPKS C300系统的特点，河南煤业化工集团4万吨/年 POM装置的聚合工艺特点和控制要求，以及Honeywell EPKS C300在该项目上的硬件配置，软件配置，控制方案，控制算法应用情况。

关键词 Honeywell EPKS C300；R301；POM

中图分类号TP273 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）57-0102-02

0 引言

PKS（Process Knowledge System）系统是Honeywell公司最近推出的新一代控制系统，它继承了传统DOS的优点，同时又融合新的技术突破，是一套比其公司TPS及PlantScape系统更趋完善的控制系统。Honeywell EPKS C300系统成功在4万吨/年聚甲醛项目中得到应用。

1 POM的生产工艺

POM生产工艺主要包括甲醛反应及除醇浓缩、三聚甲醛反应浓缩及萃取精制、二氧五环反应浓缩及萃取精制、聚合、离心过滤干燥、挤出及桶槽式干燥、风送及包装等，整个生产流程是个密闭的系统，即可有效利用原料，又降低操作人员接触各种有毒介质的可能性，提高装置操作的安全性。

2 Honeywell EPKS C300 系统的特点

该系统采用服务器/客户端架构，具有容错以太网，服务器冗余、控制器冗余、I/O通道冗余、人机界面友好、支持第三方设备、组态方便等特点，适应了在POM装置的高端要求。

2.1 系统硬件

1）防腐保护

为了提供额外的防腐保护，能满足这些恶劣现场环境的硬化产品，在 I/O 电路板加上防腐涂层是标准做法，使得它们可以放置到（G3）腐蚀环境中。Honeywell 的 I/O 系统组件中的所有卡件，均带有防腐涂层。

2）合理的空间布置

C300控制器和C系列I/O卡件占用很小的机柜空间，可混合使用不同的I/O接口，支持两个IOLINK接口，每个C300最多支持64个冗余I/O 模件，C300所有的RAM内存具有ECC功能，带有启动诊断与运行诊断程序。

3）先进的网络结构

C300控制防火墙，在已有可靠的网络架构基础上，增加另外一层高安全防护以实现拒绝接收所有控制器不需要的信息，如果通讯速度变慢，将对那些不重要的信息流进行控制。

2.2 系统软件

EPKS R301是针对EPKS C300所有采用的软件系统，它提供了C300卡件运行的软件平台。Experion 的企业模型提供了完善的数据以支持操作员和工程师。Experion 的控制策略用Control Builder 生成。Control Builder 是一个图形化、面向对象的工具，工作在控制执行环境（CEE）下，支持Experion 的过程控制器、应用控制器及仿真控制器。

硬件配置

dcs控制系统配置：模拟量输入点（AI）1552个，模拟量输出点（AO）432个。热电阻输入点（LLMUX）144个，开关量输入点（DI）1120个，开关量输出点（DO）点608个。控制回路286个。配置相应的硬件：操作站19个，其中15个为单屏Flex station。4个为单屏console station，控制机柜6个，辅助柜10个，电源柜4个，采用了4对C300控制器（均为冗余）。整体架构如图1所示：

控制站采集信号并进行运算输出，具有故障自诊断功能。控制系统中全部的AO卡件和部分重要的AI、DO卡件采用冗余模式，当出现卡件故障时候，卡件能实现无扰动切换，为系统的稳定运行提供了硬件基础。操作站提供人机操作界面，接收控制器传到服务器的数据，供工艺人员监视操作。

2.3 主要控制特点

2.3.1 POM控制特点

POM属于精细化工，控制过程参数稍有偏差都会是物料发生自聚，结晶。所以对控制要求比较严格，自动化水平的提高不仅仅降低工人的劳动强度，还可以提高产量，降低损耗，减少事故，提高效益。POM控制程序中所建立的CM点总共有800多个。CM点包括简单的单回路控制、串级控制、分程控制、选择控制、比值控制、联锁控制等。

2.3.2 典型控制方案

1）反应器顶部冷凝器的控制

从反应器的反应出料气体在进入冷凝器时，有约一半量的高温气体由浓缩塔德中部进料，这可降低再沸器的热能使用，另一半量的高温气体进入反应器顶部冷凝器冷凝，冷凝液排至缓冲槽，顶部冷凝器设有串级控制系统，以顶部冷凝器出料温度为主环，80度热水流量控制为副环。

2）氮气密封

在进入捏合机的三种原料二氧五环储槽、三聚甲醛储槽、MEAL储槽上均设有分程调节，分别控制氮封和排气，是储槽保持一定压力的氮封以防止氧化。

3）甲醛反应物料控制

在进甲醛反应的几种物料中，空气的量与甲醇的量视反应情况维持在适当的比率，蒸汽除湿后进入气体混合器，其流量与甲醇有一定的流量比，四种进料量维持一个特定的比率，在银触媒的催化作用下将产生激烈的氧化放热反应，这里就用到了典型的比值调节，使其反应维持安全高效率的进行。

3 结论

Honeywell公司的EPKS C300 DCS控制系统，融入Honeywell公司数十年在过程控制、企业资产管理等方面的经验，融合了最新的控制和现场总线技术，应用EPKS C300的POM项目已与2010年12月建成并投产，运行稳定，比POM更早期的甲醇项目也应用了EPKS系统，取得了良好的效果。

参考文献

[1]王树青，乐嘉谦.自动化与仪表工程师手册[M].北京：化学工业出版社，2010.

[2]王再英，刘淮霞.过程控制系统与仪表[M].北京：机械工业出版社，2007.

[3]李正军.现场总线及其应用技术[M].北京：机械工业出版社，2005.