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　?。? 河南焦作中國(guó)鋁業(yè)中州分公司計(jì)控室，454174；2 河南焦作中國(guó)鋁業(yè)中州分公司信息部，454174；3 河南焦作中國(guó)鋁業(yè)中州分公司第一氧化鋁廠，454174）
　　[摘要]：本文簡(jiǎn)單介紹了氫氧化鋁生產(chǎn)的工藝過(guò)程，并針對(duì)這個(gè)過(guò)程進(jìn)行了氫氧化鋁生產(chǎn)的過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及功能的實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)采用先進(jìn)的SUPCON JX300XP DCS控制系統(tǒng)，本文以特氧廠高白生產(chǎn)控制系統(tǒng)為例，詳細(xì)的論述了系統(tǒng)的控制方案，控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)等，經(jīng)過(guò)半年多的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，提高了氫氧化鋁生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，也提高了企業(yè)自動(dòng)化的水平。
　　[關(guān)鍵字]：氫氧化鋁生產(chǎn) DCS
　　1 引言
　　中國(guó)鋁業(yè)中州分公司是中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司下屬的氧化鋁生產(chǎn)基地之一。中州分公司目前已經(jīng)躋身國(guó)內(nèi)少數(shù)的年產(chǎn)百萬(wàn)噸的氧化鋁的生產(chǎn)企業(yè)之中。本文主要介紹我廠氫氧化鋁生產(chǎn)的控制系統(tǒng)的應(yīng)用，集散控制系統(tǒng)，即DCS(Dstributed Control System)。它是利用微處理機(jī)或微型計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中管理和分散控制的系統(tǒng)，是一種新型的過(guò)程控制系統(tǒng)。
　　近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)氫氧化鋁生產(chǎn)自動(dòng)化以提高產(chǎn)量，提高質(zhì)量成為企業(yè)增加利潤(rùn)的重要手段之一。SUPCON WebField JX-300XP DCS 是國(guó)產(chǎn)的集散控制系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，擴(kuò)展方便，適應(yīng)性強(qiáng)，性價(jià)比高。是氧化鋁和氫氧化鋁生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的首選設(shè)備之一。
　　JX-300XP DCS是由控制站，操作站，工程師站和通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示?？刂普臼荍X-300XP DCS 中和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)直接打交道的單元。由主控卡，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡，I/O卡件，電單元等組成。高白控制系統(tǒng)只采用了一個(gè)控制站和一個(gè)操作站。是一個(gè)比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的DCS控制系統(tǒng)。
　　2 工藝過(guò)程
　　我廠氫氧化鋁生產(chǎn)主要分三個(gè)工序，分別是精液降溫分解，氫氧化鋁過(guò)濾烘干和混料包裝。具體工藝過(guò)程是，精液經(jīng)過(guò)兩級(jí)板式熱交換器降溫后泵入種分槽，與從三級(jí)沉降送來(lái)的AH種子漿液混合后分解，完成分解后的漿液經(jīng)過(guò)旋流器及沉降槽的分級(jí)、沉降，較細(xì)AH顆粒返回種分槽，較粗顆粒AH漿液通過(guò)料漿泵輸送到水平帶式真空過(guò)濾機(jī)，通過(guò)四次逆向洗滌和初步蒸汽烘干，得到附堿、附水、均合格的濕料，再通過(guò)二級(jí)槳式干燥機(jī)進(jìn)行烘干，得到水分指標(biāo)合格，化學(xué)成分、附堿、疵點(diǎn)、均勻程度、白度符合要求的合格產(chǎn)品。將產(chǎn)品經(jīng)過(guò)凈化后送入成品倉(cāng)，再經(jīng)包裝成為商品AH。根據(jù)市場(chǎng)的需求，部分料要磨成細(xì)料，再和粗料以一定的比例混合得到合格的產(chǎn)品。
　　3 控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介
　　根據(jù)工藝生產(chǎn)的特點(diǎn)，把精液降溫分解和氫氧化鋁過(guò)濾烘干歸為一個(gè)控制系統(tǒng)，混料和包裝歸為一個(gè)控制系統(tǒng)，兩個(gè)控制系統(tǒng)互相獨(dú)立，保證生產(chǎn)的有序進(jìn)行。我們采用JX300XP控制系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)采用一個(gè)工程師站和一個(gè)操作員站。工程師站和操作站通過(guò)SCNETII網(wǎng)與控制柜通訊，SCNETII網(wǎng)是冗余的網(wǎng)絡(luò)，提高了系統(tǒng)通信的可靠性，控制柜內(nèi)采用的是雙CPU，雙數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，這個(gè)系統(tǒng)采用雙冗余結(jié)構(gòu)，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，混料控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和高白的相同。
　　3.1 系統(tǒng)控制功能的實(shí)現(xiàn)
　　高白控制系統(tǒng)采用了SCNETII網(wǎng)絡(luò)，CPU冗余，有效地保證了系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性，高白控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集，過(guò)程控制，報(bào)警，趨勢(shì)等功能，提高了氫氧化鋁生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，方便了生產(chǎn)的組織。
　　3.1.1 對(duì)電氣設(shè)備邏輯控制功能
　　高白控制系統(tǒng)電氣設(shè)備主要有兩種，一種是工頻電機(jī)，一種是變頻電機(jī)，針對(duì)這兩種電機(jī)我們才用了不同的邏輯控制策略，對(duì)于工頻電機(jī)我們是直接從低壓配電室設(shè)備控制端子取信號(hào)，對(duì)于變頻電機(jī)是從變頻器取信號(hào)，我們并不直接控制電機(jī)，而是通過(guò)與變頻器來(lái)控制電機(jī)。他們的控制邏輯略有不同，變頻電機(jī)信號(hào)上多了一個(gè)變頻準(zhǔn)備（MR信號(hào)），因?yàn)轭l率可調(diào)，也多了一個(gè)調(diào)節(jié)回路。我們以變頻電機(jī)為例，簡(jiǎn)單介紹邏輯控制功能的實(shí)現(xiàn)，控制原理如圖所示，
　　3.1.2 主要調(diào)節(jié)控制功能
　　對(duì)于流程工藝的氫氧化鋁生產(chǎn)，工藝參數(shù)直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，儀表參數(shù)的采集和控制非常重要，對(duì)于每個(gè)儀表信號(hào)進(jìn)行了信號(hào)隔離和校正，保證其準(zhǔn)確安全，變頻電機(jī)的頻率調(diào)節(jié)采用了PID單回路控制，PID單回路控制既可以手動(dòng)直接進(jìn)行頻率給定，也可以形成閉環(huán)，系統(tǒng)根據(jù)PID參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)。液量平衡在氫氧化鋁的生產(chǎn)中也非常重要，關(guān)系到指標(biāo)的好壞，因?yàn)槲锪系牧魉俅笮≈苯佑绊懼毫?，我們采用了PID調(diào)節(jié)回路來(lái)控制液量，就是根據(jù)具體的生產(chǎn)情況，操作人員對(duì)液量信號(hào)進(jìn)行設(shè)定，PID調(diào)節(jié)回路會(huì)根據(jù)測(cè)量值和設(shè)定值的偏差來(lái)調(diào)節(jié)變頻泵的頻率給定，從而控制流量的大小。達(dá)到穩(wěn)定生產(chǎn)的目的。
　　3.1.3 操作畫(huà)面
　　JX300XP是先進(jìn)的DCS控制系統(tǒng)，所有的儀表和電氣設(shè)備參數(shù)均進(jìn)入控制系統(tǒng)內(nèi)，在中央控制室集中顯示和控制。與工藝一致的流程圖畫(huà)面，還提供了報(bào)警信息和歷史趨勢(shì)，以供操作人員和管理人員操作和查看。
　　4 結(jié)束語(yǔ)
　　隨著，信息化的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的腳步不可阻擋，DCS控制系統(tǒng)在我廠有著廣泛的應(yīng)用，該系統(tǒng)投運(yùn)一年來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定，正常，先進(jìn)的控制系統(tǒng)應(yīng)用極大的緩解了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，由于測(cè)量的準(zhǔn)確，控制的精確，大大提高的生產(chǎn)的效率，帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。