浔之漫智控技术(上海)有限公司
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  • 西门子3VA1196-5EE32-0AA0
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产品描述

品牌西门子

3VA1196-5EE32-0AA0


控制室配置

本系统包括1个工程师站、4个操作员站、3对冗余控制器及I/O卡件。

(1)工程师站配置及主要功能

硬件配置:Intel PIII 450MHz CPU、6.4GB硬盘、128MB内存、14/32倍速光驱、Travan磁带机、冗余的网络控制接口、21"CRT及外接喇叭、鼠标、键盘、56kb/s Modem。
软件配置:Windows WT4.0+SP4.0;Fisher-Rosemount Delta V4.2 Professional Plus版。
主要功能:对控制系统组态、画图、建立控制模块;对总线仪表组态、查看仪表数据(如法兰尺寸、阀芯类型、环境温度、报警、自诊断等)。可采集历史数据及历史事件,并提供强大的检索功能。工程师站具有操作员站的全部功能。

(2)操作员站配置及主要功能

硬件配置:Intel PIII 450MHz CPU、6.4GB硬盘、128MB内存、14/32倍速光驱、冗余的网络控制接口、21"CRT及外接喇叭、鼠标、键盘。

软件配置:Windows NT4.0+SP4.0;Fisher-Rosemount Delta V4.2 Operator版。

主要功能:供操作员使用,显示带控制点PID工艺流程图、报警图、趋势图、历史曲线等,操作员监视现场数据,操作阀门、电动机等现场设备。

(3)冗余控制器及I/O卡件

Delta V控制器采用Motorola Power 860 50MHz处理器。其特点为:自动确定地址,不需跳线开关,自动识别I/O模块;能实现从简单PID控制、模糊控制到复杂的顺序控制、联锁控制;控制器为1:1热备份冗余,自动诊断故障并自动切换

现场配置

在这套控制系统中既有总线式仪表和阀门,又有DDZ-III型仪表设备,这里对总线式仪表和阀门现场接线作介绍。

总线系统的配置如下:H1 Card(2口现场总线设备接口卡)共8块;Fieldbus Power Supply (现场总线电源)16个;6-Spur Fieldbus Junction Block(6分支现场总线接线盒)32个;现场总线仪表55台;现场总线阀门27台;现场总线电缆5600m,其中干线3740m,支线1860m。

四、控制方案及系统组态

根据工艺的要求和系统的硬件配置,软件组态共分3个控制区域:

(1)AREA-AN-1F:

用于装置的控制,属于改造部分,该部分现场仪表为DDZ-III型常规仪表。共有57个数据监视点,18个PID调节回路,2个联锁停车。

(2)AREA-AN-2F:

用于控制硝铵装置中的压力、温度、流量等工艺参数的监控。共有56个数据监控点,每个点都具有报警,历史曲线记录、累积(流量点)、设备状态诊断。33个PID控制点,其中比值串级l套,比值调节2套,手操器1套。所有PID模块均下装到总线式调节阀中运行(常规调节阀除外)。

(3)AREA-ANJF:

用于控制硝镀装置中所有开关量设备工作状态的监控,如电动机、双位阀等。工艺中的联锁控制也在这个控制区内实现。

电动机44台:每台电动机设有1个DI点,用于反馈电动机的工作状态。1个DO点,用于控制联锁停电动机或操作员停电动机。

双位阀6台:每个阀有1个或2个DI反馈,用于监视阀门的工作状态。1个DO点,用于驱动电磁阀。

三通阀2台:每个阀有1个DI,用于监视阀门的工作状态。1个DO点,用于驱动电磁阀。

根据法国KT公司的逻辑图,每个电动机和电磁阀都设有联锁停和联锁切除,管式反应器紧急停车在这个区域中实现。

联锁*有3个控制按钮:

STOP:使管式反应器紧急停车;

RESET:使管式反应器紧急停车联锁处于有效状态;

START:启动管式器紧急停车联锁。

由于反应刚开始时气的流量、压力及的流量不能马上达到正常反应的控制范围。所以,在联锁中FSLL101(气流量低低限报警)、FSLL102(流量低低限报警)、PSLL101(气压力低低限报警)这3个联锁条件在启动管式器紧急停车联锁后20min内(时间可根据工艺具体情况调整)不起作用。20min后其中任何一个报警产生时联锁就会使管式反应器紧急停车。联锁停车时首先关闭气管线上的双位阀HV101、管线上的双位阀HV102;停气压缩机C2101、C2102;5s之后关闭气流量调节阀FY101B、流量调节阀FY102B;10s之后关闭工艺蒸汽pH值调节阀AY101B。其他联锁条件如FSHH101(气流量高高限报警)、FSHH102(流量高高限报警)、LSH102(管式反应器分离器液位高限报警)、PSH102(压力高限报警)等工艺参数产生报警时,联锁同样使管式反应器紧急停车。

五、控制功能

该系统除对工艺过程中各种工艺参数如压力、温度、流量、液位、成分等进行过程控制与监视外,还具有如下控制功能。

1、报警

Delta V系统对每一个系统卡件、工作站等硬件设备及监控点都设有状态报警及报警记录,用户不需进行组态。对于监控点的过程变量报警,需用户自己定义报警限及报警等级。报警种类有低低报、低报、高报、高高报和偏差低报和偏差高报。报警等级有Critical、warning、Advisory、Log,其中Critical级别高,Log级别根据工艺的要求来决定采用哪一级报警。

2、监控操作画面

本监控系统是以兴化II期硝镀、带控制点工艺流程图为基本框架,将整个系统的监控画面分成工艺流程总貌画面,工艺流程图画面,控制分组画面,联锁流程图画面,仪表逻辑图画面,全厂报画面,各检测参数的实时、历史曲线图画面等多幅画面。其中硝镀装置的工艺流程图画面有12幅,装置有70画。它们分段显示整套硝镜、系统的工艺流程状况,因此整个监控系统具有画面生动、活泼、容易理解及操作的特点。

3、趋势图

本系统中有历史趋势记录的功能,用户购买了300点权限,每个点的采样周期可从1s-5min。此项目中采样周期设为10s。系统中还有实时趋势图显示,只是实时趋势图在窗口关闭后数据就会丢失。而历史趋势图的数据存在硬盘中,操作人员可以随时查看以前的数据和趋势图。

4、历史事件记录

Delta V可以详细记录操作员的每一个操作,包括操作时间、操作员所用的操作站名、操作前后的数据。Delta V还可以记录过程数据报警、仪表故障报警、系统硬件故障报警等。

5、报表

报表种类有月报表、日报表和班报表。报表采用Delta V中的Report Manager。报表打印的同时可产生报表文件,存在用户目录中,供用户长期保存和检索。同时在操作站也有相应的显示画面,以供操作员随时查看和记录。

六、系统特点与分析

1、利用总线式控制系统实现精确的摩尔比控制

与气反应生成钱是硝镀这个工艺中重要的反应过程,这个反应控制的好坏直接影响硝镀的质量。而加入量与气加入量的控制又是反映过程的关键。这是一个比值串级控制回路。

(1)传统的控制方案

与气反应的传统控制方式是采用质量比控制,即:浓度为48%的溶液流量(t/h):气流量(t/h)=7:l;溶液流量(th)=7x气流量(th)。

此控制方案要求浓度应保持在48%。浓度高会使参加反应的过量,浓度低会使参加反应的气过量,影响产品质量。

(2)Delta V+总线式质量流量计实现摩尔比控制

总线式质量流量计不同于常规模拟式质量流量计,它可同时采集到4个测量参数,包括被测介质的密度、温度、质量流量、体积流量。

根据法国KT公司提供的公式:

公式1:浓度=f(温度,密度)

与气反应生成钱的理论公式:NH3+HNO3→NH4NO3

公式2:1摩尔镀=l摩尔+1摩尔气

公式3:气流量(t/h)×63=浓度为溶液流量(t/h)x17(其中63为HNO3分子量,17为NH3分子量)
公式4:溶液流量(t/h)=(气流量(t/h)×63)/(浓度(%)×17)

根据法国KT公司提供的公式,可实时计算出管道中的浓度。用公式4作为比值串级控制系统的比值公式,当浓度变化时流量调节回路的设**也会改变。使100%的纯量保持恒定,所以此控制方案克服了浓度变化对产品质量的影响。

之所以能采用摩尔比控制是由于总线式仪表的多点参数采集。而传统的质量流量计虽然能测出密度、质量流量、体积流量等数据,但由于采用4~20mA二线制传送信号,过程控制器只能采集到一个过程参数。在传统DCS中如一定要用精确的摩尔比控制就必须增加仪表设备。至少要增加温度和密度的测量仪表,故总线式仪表的多点参数采集节省了仪表的投入,提高了控制精确度



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