DCS自动化在制氮系统中的应用

瑞气是一家从事气体设备及气体产品应用研究开发的专业制氮机厂家，是中国常温空分领域的领导品牌和功勋企业。

公司的核心业务包括：气体设备+气体产品。

上海瑞气始创于1979年，在常温空分应用领域，我们拥有40年的经验，始终坚持为客户创造价值的理念，为全球气体及气体设备领域提供独特的产品、服务、技术咨询和解决方案。在中国，瑞气50多个营销分支机构、100多个服务网点遍布30多个省市；在全球，瑞气的营销遍及东南亚、中东、欧洲和南美，产品远销20多个国家，在石油、化工、煤矿、冶金、轮胎、医疗、食品、航空等行业得到广泛应用。计算机集散控制系统，又称计算机分布式控制系统（Distributed Control System），简称DCS系统。集散控制系统既不同于分散的仪表控制，又不同于集中计算机控制系统，它克服了二者的缺陷而集中了二者的优势。与模拟仪表控制相比，它具有连接方便、采用软连接的方法连接、容易更改、显示方式灵活、显示内容多样、数据存储量大、占用空间少等优点；与计算机集中控制系统相比，它具有操作监督方便、危险分散、功能分散等优点。另外，集散控制系统不仅实现了分散控制、分而自治，而且实现了集中管理、整体优化，提高了生产自动化水平和管理水平，成为过程自动化和信息管理自动化相结合的管理与控制一体化的综合集成系统。这种系统组态灵活，通用性强，规模可大可小，既适用于中小型控制系统，也适用于大型控制系统。具有自治性，协调性，在线性和实时性，适应性、灵活性和可扩充性，系统组态更加灵活方便。DCS控制技术的发展第一代集散控制系统大多具有微处理器的分级控制系统，主要有过程空盒子装置、数据采集装置、CRT操作站、监控计算机和数据高速公路五部分组成。第二代产品在原来产品的基础上，进一步向高精度、高可靠性、标准化、小型化、模块化、单元结构化、智能方向发展，使之具有更强适应性和扩展性。第三代产品开发了高一层次的信息管理系统和符合国际标准组织ISO的OSI开放式互联考模型的局域网络。在20世纪90年代，随着对控制和管理要求的不断提高，第四代集散控制系统以管理一体化形式出现。它在硬件上采用了开放的工作站，使用RISC替代CISC，采用了客户机/服务器（Client/Server）的结构DCS系统简介从垂直方向可分为三级，第一级为分散过程控制级，第二级为集中控制管理级，第三级为综合信息管理级，各级相互独立又相互联系。从水平方向，每一级功能可分为若干子级（相当于在水平方向分成若干级）。各级之间有通信网络连接，级与各装置之间哟本级的通信网络进行通信联系。分散过程控制级直接面向生产过程，是集散控制系统的基础。它具有数据采集、数据处理、回路调节控制和顺序控制等功能，能独立完成对生产过程的直接数字控制。集中操作监控级以操作监视为主要任务，兼有部分管理功能。它是面向操作员和系统工程师的，这一级配备有技术手段齐备，功能强的计算机系统及各类外部装置，特别是CRT显示器和键盘，还需要较大存储容量的存储设备及功能强大的软件支持，确保工程师和操作员对系统进行组态、监测和操作，对生产过程实现高级控制策略、故障诊断、质量评估等。综合信息管理级有管理计算机、办公自动化软件、工厂自动化服务系统构成，从而实现整个企业的综合信息管理。综合信息管理主要包括生产管理和经营管理。制氮系统的构成制氮系统主要由空压机、预冷机、分子筛纯化系统、膨胀机等几部分组成，其主要产品为高纯氮气和高纯液氮，生产能力从50m3/h～15000m3/h不等。空气过滤空气压缩膨胀制冷深冷精馏空气冷却空气净化液氮产品氮气液氮槽氮气压缩用户空气DCS硬件系统新制氮机DCS系统的控制点数为130点，冗余点数为35点，实际配置点数为165点。其中模拟输入点数为54个，冗余点数10个；模拟输出点数14个，冗余点数4个；开关量输入点数为33个，冗余输出点数为11个；开关量输出点数为29个，冗余点数为8个。硬件方面使用的是浙大中控标准的XP202型机柜，其中安装有3个机笼标准套件DCS的组态软件系统DCS系统使用的监控组态软件是由浙大中控自行研发的AdvanTrol-PRO软件包，该组态软件与浙大中控的DCS结合行比较好，整个界面是全中文界面，方便运行人员的使用。组态软件分为4部分，分为纯化系统、膨胀机系统、分馏系统和膜压机系统。纯化系统是制备高纯氮气的前期工作，是对空气原料的前期处理。纯化系统的组态画面监测了纯化系统的9个模拟量，并对其中的10个电动阀进行远程操作分馏系统是高纯氮气的主制备系统，因此组态系统对其中的19个模拟量进行监测，同时对其中的2个电动阀进行远程操作。膨胀机系统用于处理系统废气，保证废气能够安全排出。膨胀机系统对其中4个模拟量进行了监测，对其中两个电动阀进行远程操作。气的加压装置，用于将生产出来的高纯氮气输送出去，膜压机系统对其中5个模拟量进行了监测。系统的主要控制方案与基本控制原理控制方案由常规控制方案组态和自定义控制方案组态这两部分组成。常规控制方案组态分为多种控制方案，这里主要应用的是手操器控制方案。手操器可以根据操作员的操作指令来设定阀位值，来实现阀位信号的实时输出，没有设定值和PID的控制运算功能，只提供一个测量值的显示接口和一个阀位手动操作输出的功能。