NETWORK6000在脱离子水处理过程中的应用

                                      The  application  of  network6000  in  deionized  water  processing  

  井涵洁

  

摘要：脱离子水处理单元是一种顺序控制单元，对时序控制有严格的要求。文中介绍了一种新型的控制系统NETWORK6000在PTA装置脱离子水单元中的应用状况，为中小规模的装置应用提供了一种较典型的思路和借鉴，最后对系统的应用状况进行了评价。

Abstract:    Deionized  water  processing  unit  is  a  sequence  control  unit.      The  application  of  network6000  in  deionized  water  processing      is  introduced  in  the  article.The  idea  of  modification  is  a  model.  The  reviews  of    the  application    are  given.

关键词：NETWORK6000    脱离子    水处理      集散控制系统        顺序控制      

Key  words:  NETWORK6000  deionized      water  processing      DCS      sequence  control    

0.      概述

PTA装置脱离子水单元是为PTA装置提供溶剂水和工艺冲洗水，对水质的要求很高，处理量也很大。该单元的控制系统以前使用的盘装式仪表进行控制，经过多年的使用，系统存在的问题日益暴露，控制系统不能稳定运行，影响了生产的正常进行，为此采用了英国欧陆（EURO）公司的NETWORK6000型DCS系统对该单元控制系统进行了改造，改造后系统的自动化程度大为提高，达到了设计目标，满足了工艺生产的要求。

1.              工艺简介


脱离子水的原水脱离子处理过程，由阴、阳床的运行和再生两部分交替进行，详见图1，处理要求对每程序步的具体动作按时序来执行，控制系统执行顺序控制要求。

图1      工艺流程简图

1.1    阴、阳床运行生产过程

由自备水厂来的合格的工业水经过阳床层内的弱酸树脂、强酸树脂用于除去水中的Ca、Mg、Na等阳性离子，处理后的水进入脱碳塔脱除水中溶解的二氧化碳气体，之后进入阴床，经阴床内的碱离子树脂处理除去水中的硫酸根离子、氯离子等阴性离子，处理后的粗脱离子水送出至混床精制单元进行精制处理，成为合格的脱离子水供用户使用。阳床和阴床都有A、B单元构成，为了保证处理效果，在运行过程中按时序的要求，A、B单元处于工作和再生交替切换的过程中运行。

1.2    阴阳床再生生产过程

对床层中的酸离子树脂和碱离子树脂进行再生处理，使阳、阴床重新具备对工业水的脱离子处理能力。再生按顺序包括初始化、计量准备、落床、预热、加酸碱、置换、清洗、结束8个步骤，各步骤按顺序要求严格控制相关的切换阀开关，相关的机泵启、停，完成再生的要求。

2.  系统的选择

根据工艺的求，该部分是一个独立的单元，因此设计中还是采用一个独立的控制系统的方案不用主体装置的DCS系统的合在一起。根据系统规模选用了小型的NETWORK6000型控制系统，该系统是EURO公司推出的全新一代集散控制系统，它具有连续控制和顺序控制于一体，开放的计算环境，规模可变等优势，性价比高，还可以通过太网上层网络发送实时数据，系统配置见图2所示。


图2  NETWORK6000的系统框图

从上图中可见系统由3  部分构成：

①现场控制站。采用T100控制器以完成顺序控制和批处理控制，面版带有完整的诊断显示，单台控制器最大I/O容量128点，功能块种类达80多种。

②通讯网络。系统控制分两级：就地仪表网用于控制单元和监控站之间的高速通讯，上位管理网则采用标准以太网，便于形成大型的管理与控制系统。

③操作站T3500。系统的人机接口，基于WindowsNT工作平台，完成数据采集、连续控制、顺序控制、实时显示、报警、报表、趋势等功能。

3.  系统实现

3.1    系统硬件

硬件部分由7台T100控制器和2台工控机组成，控制器与工控机之间由2根冗余的75欧姆同轴电缆经PCLIN链接卡相连接。

①    T100控制站

T100控制站共有351个I/O点，其中包括阀位反馈信号（DI）164点、机泵控制信号（DO）22点、开关/调节阀控制信号（DO/AO）127点、和连续控制输入信号（AI）30点。

②    工控机

              2台工控机的硬件配置相同，均为PII/333，64－MRAM，6G－HD。其中，一台用于组态及维护管理，并作为另一台工控机的冗余。

③    冗余性考虑

系统通讯、电源及操作站作了冗余设计，I/O卡未作冗余设计。

3.2      系统软件

控制系统软件由用于T100进行组态的LINTOLLS－T550和用于对操作站组态的FIX（T3500）软件2部分组成。本系统使用LINTOOLS生成基于LIN的过程控制算法和顺序控制策略，并利用LIN_file文件将生成的数据库文件经PCLIN卡下装到T100控制器中。操作站软件为美国Intellution公司的FIX软件为平台。

4    顺序控制的设计

脱离子水生产过程是一个典型的顺序控制系统，整个生产过程要控制有96台切换阀的开关动作和12台机泵的启、停操作，其中69台阀门要求有反馈信号。此外还包含一些常规的控制回路。

              顺序控制与常规的连续控制系统不同，有其自身的特点和要求。结合本项目的工艺特点，在控制系统的实现中，考虑了以下原则：

①工艺介质的物流启动顺序。应当从后级设备开始启动，在控制系统接收到其运行的反馈信号后，再启动前级设备，直到完成整个生产过程运行。停车时顺序则相反，应当从前向后，逐级停运。

②机泵启停顺序。应当考虑到对其设备的保护，防止抽空对泵的损坏。机泵运行前，应先关闭泵下游的控制阀，保证机泵内充满工艺介质，等机泵运行后，在打开下游控制阀。停泵前不可先关闭其上游控制阀。在本项目中，脱碳塔出口水泵的启停控制中，就已加入了此项保护功能。

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