用DCS順控實現(xiàn)電除塵自動控制

1、用DCS順控實現(xiàn)電除塵自動控制用DCS順控實現(xiàn)電除塵自動控制丁明華（山東?；瘓F(tuán)股份純堿廠儀表車間，山東濰坊262737）摘 要：文中介紹一種對電除塵工序進(jìn)行遠(yuǎn)程自動 控制的方法。使用DCS順序控制圖，通過模塊組態(tài)和 內(nèi)部編程，實現(xiàn)多臺設(shè)備的自動控制，優(yōu)化了工藝過程, 提高了該工序的自動化水平，使該崗位無人值守成為現(xiàn)關(guān)鍵詞：DCS ;電除塵；順控；DeltaV系統(tǒng)；模塊 組態(tài)；自動控制1. 概述電除塵工序隸屬于石灰工段，主要是利用高壓靜電吸附原理，對工藝氣體介質(zhì)中含有 的固體小顆粒雜質(zhì)進(jìn)行吸附過濾，以達(dá)到除塵的目的。運行過程中電除塵塔內(nèi)部電極產(chǎn)生 上萬伏的電壓，灰塵被吸附在電極上，時間長了越積

2、越多，影響除塵效果，因此需定期對 電極進(jìn)行清洗。我廠共使用了六個電除塵塔，該工序的控制一直采用傳統(tǒng)的手動方式，勞 動強度大，環(huán)境惡劣，需單獨設(shè)崗位。由于該工序的特殊性，采用自動控制難度大，其他 各大堿廠也很少有實現(xiàn)全自動控制的，因此，將該工序相關(guān)儀表及設(shè)備接入DCS （分散控制系統(tǒng)），通過組態(tài)編程實現(xiàn)自動控制，解決了我廠該工序的自動化控制難題，也為兄弟廠 家提供了借鑒。2. 工藝控制方案該工序主要是將從泡沫塔經(jīng) 過一次除塵后的窯氣進(jìn)行二次再 除塵，處理后的窯氣進(jìn)壓縮工段。主要儀表設(shè)備有：除塵塔入口 窯氣調(diào)節(jié)閥、入口窯氣壓力、沖水 調(diào)節(jié)閥、音叉液位檢測儀。如圖1： 控制過程如下：電極送電一開窯氣

3、閥一運行4 小時一關(guān)閉窯氣閥一電極斷電一 打開水閥沖水3分鐘關(guān)閉水除塵塔入口壓力窯窯氣閥放水管V液位檢測水閥循環(huán)水閥T（ 確認(rèn)沖水管中無水后）電極送電如此周而復(fù)始。在以上控制過程中，考慮到閥門在長期使用過程中可能有打不開或關(guān)不死的情況，通 過入口壓力指示和音叉液位檢測儀可分別反饋窯氣閥和水閥的開關(guān)情況。水閥關(guān)閉后，雖然對電極的沖水停止，但電極周圍氣體濕度很大，如立即給電極送電 灰產(chǎn)生漏電現(xiàn)象，電極電流達(dá)不到設(shè)定值，且容易損壞相關(guān)設(shè)備。因此，在實際應(yīng)用中， 應(yīng)根據(jù)實際情況在沖水完成后進(jìn)行適當(dāng)?shù)难訒r。我廠6個電除塵當(dāng)中，1#5#延時5分鐘,6#延時10分鐘。根據(jù)工藝要求，正常生產(chǎn)時不希望有兩個或兩

4、個以上電除塵塔同時停的情況，這不利 于對生產(chǎn)的平穩(wěn)控制。另外，當(dāng)一個塔由于故障必須大修時，其他五個塔同時也只能停一 個。3. DCS控制方案介紹我廠石灰車間使用了艾默生公司的 DeltaV系統(tǒng)，實施DCS微機改造后，使電除塵工 序的自動控制成為了可能。DCS將所有過程儀表和控制參數(shù)納入微機控制系統(tǒng)，通過方便 靈活的組態(tài)和編程，能夠?qū)崿F(xiàn)各種控制方案，并對過程進(jìn)行優(yōu)化，對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行集中顯 示。大大解放了勞動力，提高了生產(chǎn)效率。DCS對控制過程的組態(tài)方式目前一般有以下幾種方式：添表式，模塊圖式，順控圖式， 梯形邏輯圖式。其中模塊圖主要用來對監(jiān)視點和簡單的回路控制進(jìn)行組態(tài)，而順控圖則傾 向于對生產(chǎn)過

5、程的順序控制。在對電除塵工序的控制組態(tài)中，采用了模塊圖和順控圖結(jié)合 的方式，即采用模塊圖進(jìn)行輸入輸出點和6個塔的總體控制，采用順控圖進(jìn)行單個電除塵塔的順序控制。入口窯氣調(diào)節(jié)閥、入口窯氣壓力、沖水調(diào)節(jié)閥、音叉液位檢測儀等信號通過 DCS的I/O 卡件接入，電除塵電信號的開停控制通過繼電器控制現(xiàn)場設(shè)備，開停狀態(tài)分別取自現(xiàn)場設(shè) 備的繼電器輸出，保證了高低壓系統(tǒng)的物理隔離，保證了系統(tǒng)的安全可靠性。3. 1順控組態(tài)順控圖（SFC）是模塊算法中的一類，用來控制時間事件的順序，例如控制過程的開始 與結(jié)束。SFC由步驟和轉(zhuǎn)移組成。步驟包含一系列的動作，轉(zhuǎn)移是指轉(zhuǎn)移的條件成立時， 過程的順序可以從某一步驟前進(jìn)到

6、下一步驟。2。本文順控組態(tài)主要用來對單塔的工藝過程實現(xiàn)順序控制，控制流程圖如圖開F沖水管無水?N已送電極送電廠等待5分1r關(guān)水A等待3分j開窯氣閥L._J1r等待4小L_Y得到停塔指令?圖2圖2的控制過程只是控制單個塔的設(shè)備，其他 5個塔程序類似。圖示的“停塔指令”指的是在模塊組態(tài)中協(xié)調(diào)6個塔輪流停塔沖水的控制指令。在順控圖中，一旦開始，程序?qū)凑請D示流程循環(huán)執(zhí)行。當(dāng)然，流程的執(zhí)行也是可控 的,在順控圖中有三個內(nèi)建的命令，分別是啟動（START）、暫停（PAUSE）和停止（IDLE）， 在操作員畫面中使用這三個命令，可以讓整個順序控制過程啟動、暫?；蛘呤峭Ｖ惯M(jìn)行手 動操作，對應(yīng)順控的3種狀態(tài)分

7、別是Active，Stop和Idle。（當(dāng)某塔順控處于“Idle ”狀態(tài) 時，定義該塔為大修狀態(tài)。）在順控圖的參數(shù)項中建一動態(tài)變量，讓該變量跟蹤“步驟”的運行。即順控每執(zhí)行一 個步驟時，同時修改該動態(tài)變量的值，這樣，每個步驟對應(yīng)一個變量值，在操作員畫面中 通過觀察該變量的值就能掌握順控的運行情況，為手動操作時提供參考。3. 2模塊組態(tài)及內(nèi)部編程使用模塊圖，一方面是完成過程儀表的輸入輸出組態(tài)，以便在順控過程中使用和控制 這些參數(shù)。例如，對閥門的控制和對現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)的檢測，由于組態(tài)比較簡單，在這里不 再詳細(xì)描述。另一方面，通過模塊內(nèi)部編程實現(xiàn)對6個塔運行的協(xié)調(diào)控制。由于工藝要求正常生產(chǎn) 時不希望有

8、兩個或兩個以上電除塵塔同時停的情況 （單塔大修時程序視該塔為開），而在實 際應(yīng)用當(dāng)中避免不了幾個塔同時到點等待停塔的情況，因此，需要編寫程序指揮 6個塔的 循環(huán)運行。對多個塔的控制我采取了令牌方式，即：當(dāng)某塔沖水時間到時，如果已經(jīng)拿到了令牌（令牌號為該塔號），才允許進(jìn)行停塔沖水，否則進(jìn)行排隊等待。這樣，只要保證令 牌號在停塔沖水期間不被重新賦值，也就保證了不會同時有2個塔同時停的情況。由于令牌程序較復(fù)雜，單純采用現(xiàn)成的模塊模板難以實現(xiàn)，我采用了模塊和編程相結(jié)合的辦法,O| OO O圖3在圖3中，“無塔準(zhǔn)備?！敝傅氖菦]有塔正運行在順控圖中從“關(guān)窯氣閥”指令發(fā)出到“電極停電”狀態(tài)返回前這段時間內(nèi)。

9、這樣，當(dāng)幾個塔要求同時停塔時，不會一個連一個 的停。另外，適當(dāng)加長令牌程序的掃描周期也有助于避免這種情況的出現(xiàn)。3. 3操作員畫面組態(tài)前面的工作做完之后，必須在操作員畫面中與內(nèi)部組態(tài)掛接才能進(jìn)行操作。如圖4是畫面概貌。下面對圖示數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的說明：“電除塵停塔號”項顯示了當(dāng)前停塔的塔號，該塔號實際就是令牌控制程序中的令牌 號?！安僮餍畔ⅰ表楋@示了順控的控制信息，左邊是順控的步驟提示，右邊是時間計時?！绊樋貭顟B(tài)”項顯示了當(dāng)前順控的運行狀態(tài)，分別是Sequence Active Sequence StopSequence Idle“窯氣閥”和“沖水閥”項顯示了閥的開關(guān)狀態(tài)，雙擊可進(jìn)行手動操作。“液

10、位檢測”項顯示沖水管中有水無水，1代表有水，0代表無水?！半姵龎m返回狀態(tài)”項指示了現(xiàn)場電極的送電狀態(tài)，1代表有電，0代表無電?！半姵龎m設(shè)定狀態(tài)”項指示了程序?qū)﹄姵龎m的控制狀態(tài)，雙擊右側(cè)英文提示可進(jìn)行手動操作。最底層三個按鈕用來實現(xiàn)對順控的控制，分別是啟動、暫停和手動，在前面已經(jīng)介紹 過。電除塵停塔號：01#塔6#塔操作信息Wait 4H 120順控狀態(tài)Seque nee Active窯氣閥（）100一沖水閥（）0 I操作信息Wait 4H 120順控狀態(tài)Seque nee Active窯氣閥（%）10一沖水閥（）0 I一位檢測0液位檢測沖水閥（%）0丨液位檢測沖水閥（）0塵返回狀態(tài)00塵返回狀

11、態(tài)電除塵設(shè)定狀態(tài)電除塵設(shè)定狀態(tài)4. 結(jié)束語用DCS順控實現(xiàn)對電除塵工序的自動控制，充分發(fā)揮了順控圖這種模塊算法的優(yōu)勢， 為控制器節(jié)省了模塊空間，提高了系統(tǒng)運行效率和自動化程度。系統(tǒng)改造后，完全改變了 過去那種靠人工計時，在現(xiàn)場惡劣環(huán)境操作的繁雜勞動，提高了除塵效果，節(jié)約了水資源。 尤為重要的是，改造實現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制和無人崗位值守，節(jié)省了8個人力成本，為我廠降低成本、提高自動化水平的藍(lán)圖又添了濃濃的一筆。該控制程序已在生產(chǎn)中運行一年多，實踐證明該程序穩(wěn)定可靠，操作方便。Using DCS Sequential Control to Realize Electrodedust Automatic ControlAbstract:This paper introduces a remoteautocontrol method for working procedure of Electrodedust. Using DCS Sequence Control Chart,it realized the autocontrol of multidevice by and inside programme .It optimized technics process,improved the automatization leve