基于DCS順序控制實現(xiàn)精密過濾裝置的自動控制

劉書安

摘 要：精密過濾是化工、能源、醫(yī)藥生產(chǎn)過程中常用的一種重要操作裝置，本文重點介紹了精密過濾裝置基于DCS的自動控制，以及在編程過程中遇到的問題及解決方法。

關(guān)鍵詞：精密過濾；DCS；順序控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.123

0 引言

精密過濾裝置工藝要求復(fù)雜，一般配用可編程控制器PLC來實現(xiàn)邏輯控制功能。某電廠有機胺法煙氣脫硫工程將過濾流程納入DCS控制系統(tǒng)，利用順序控制來實現(xiàn)過濾裝置自動控制。由于整個過濾系統(tǒng)閥門設(shè)備繁多，連鎖程控復(fù)雜，我們對工藝流程細致分析分解使其邏輯化，成功實現(xiàn)利用DCS來完成復(fù)雜順序控制。

1 工藝概述

某電廠有機胺法煙氣脫硫，有機胺液在運轉(zhuǎn)過程中會富集煙氣中的粉塵并影響工藝運行，因此設(shè)置一套過濾系統(tǒng)對粉塵進行清除。過濾系統(tǒng)采用溫州東甌微孔過濾有限公司生產(chǎn)的微孔過濾機，控制系統(tǒng)采用國電智深EDPF-NT+系統(tǒng)。

在吸收塔捕獲煙塵后的脫硫胺液，通過加壓泵，輸送到微孔精密過濾機內(nèi)，由主過濾機內(nèi)進行固液分離，過濾后的胺清液返回脫硫系統(tǒng)。濃漿通過輔助洗滌壓干過濾機洗滌并壓干后，將固體煙塵排出系統(tǒng)外。

2 DCS控制算法

國電智深DCS控制系統(tǒng)順序控制通過步序主控算法塊SEQMASTER及可變跳步步序設(shè)備算法塊SEQDEVICEV來實現(xiàn)。

SEQMASTER算法應(yīng)用于順控邏輯，管理SEQDEVICEV設(shè)備算法塊，實現(xiàn)順序控制操作功能，SEQMASTER算法按順序向每個SEQDEVICEV發(fā)送指令電平信號，接收SEQDEVICEV的反饋，并根據(jù)反饋信號決定是否進行下一個SEQDEVICEV進行操作。SEQDEVICEV算法在SEQMASTER算法管理下，完成單步控制造作功能，接收SEQMASTER發(fā)送的步啟動指令，執(zhí)行相應(yīng)的操作，向受控設(shè)備發(fā)送脈沖指令，監(jiān)視受控設(shè)備的狀態(tài)反饋，并將自身狀態(tài)輸出回送給SEQMASTER。

利用SEQMASTER及SEQDEVICEV算法組成順序控制主流程，在各自步序中根據(jù)工藝要求增加輔助邏輯。輔助邏輯主要利用TIMER計時器算法、ONDELAY延時閉合算法、ACCUM模擬量累計算法等完成工藝流程中的計時、延時、物質(zhì)累計等要求。

3 邏輯設(shè)計

按照過濾流程工藝要求，邏輯設(shè)計為三個部分，助濾劑添加邏輯、過濾機主流程邏輯、化學(xué)再生邏輯。

3.1 助濾劑添加邏輯

當(dāng)有主過濾機流程啟動后，觸發(fā)助濾劑自動配劑流程，在助濾劑罐中添加濁胺液，助濾劑添加完成后，攪拌均勻完成自動配劑，發(fā)出助濾劑備妥信號。當(dāng)主過濾機調(diào)用助濾劑自動加劑步序，將助濾劑液通過助濾劑泵打入過濾機，待助濾劑添加程序完成，助濾劑備妥信號復(fù)位，等待進入下一個助濾劑自動配劑周期。

3.2 過濾機主流程邏輯

當(dāng)主過濾機開始過濾時，通過濁胺泵將胺液注入主過濾機，調(diào)用助濾劑系統(tǒng)自動加劑流程，將攪拌均勻的助濾劑混和液，緩慢送入主過濾機泵前主管道，助濾劑混和液隨原料液均勻的分布在微孔過濾管表面進行過濾，并形成均勻濾餅層。過濾機的處理量由流量計實時進行檢測，通過調(diào)整胺液輸送系統(tǒng)變頻泵來保證進入系統(tǒng)的流量，待流量達到累計設(shè)定值后，過濾完成，進入過濾機回流過程。將過濾機筒體內(nèi)的上部剩液輸送回濁胺罐后，先用高壓空氣反吹微孔過濾管外的濾餅讓其落到過濾機底部；后利用液氣共吹原理對微孔過濾管進行反吹再生；再將主過濾機下部錐體的濃漿，通過低壓縮空氣輸送至濃漿罐等待進入輔助壓干過濾機。

3.3 化學(xué)再生邏輯

再生酸液通過再生泵由過濾機進料口進，經(jīng)過濾機內(nèi)微孔過濾管，由外向內(nèi)流動，通過再生液的化學(xué)功能溶解微孔過濾管毛細孔中的固體雜質(zhì)；由濾液出口循環(huán)回到再生液貯罐，按照動態(tài)循環(huán)進行再生。當(dāng)循環(huán)結(jié)束后，排凈過濾機內(nèi)再生液，先反吹微孔過濾管內(nèi)液體，然后用無離子水對微孔過濾管進行反洗洗滌，將污水排凈，再用低壓縮空氣將微孔過濾管吹干，完成化學(xué)再生過程。

4 程序設(shè)計過程中幾個關(guān)鍵問題

（1）時序問題。單個SEQMASTER控制算法塊可連接最多15個SEQDEVICEV算法塊，由于順控過程中步序較多，采用多個SEQMASTER算法塊級聯(lián)。SEQMASTER及其所控制的SEQDEVICEV算法的執(zhí)行順序必須正確，SEQMASTER步號應(yīng)最小， SEQDEVICEV算法步號依次遞增，級聯(lián)的SEQMASTER的執(zhí)行順序也要正確，跨頁時要保證頁間的執(zhí)行順序。這樣就要求在邏輯編譯過程中，及時調(diào)整單頁中算法的時序和控制區(qū)中的跨頁邏輯的時序，避免邏輯執(zhí)行時的時序錯誤。

（2）暫停功能。過濾機在運行過程中可以手動或當(dāng)過濾機出現(xiàn)故障時切換到“暫停狀態(tài)”同時報警提示。切換到“暫停狀態(tài)”時，關(guān)閉相應(yīng)設(shè)備的所有閥門，停止相應(yīng)過程的時間累計。當(dāng)故障處理完后人工切換到“繼續(xù)狀態(tài)”，相應(yīng)閥門和泵按開啟順序重新開啟按照暫停是的狀態(tài)繼續(xù)運行。

邏輯初始設(shè)計時，采用記憶暫停時相關(guān)設(shè)備閥門狀態(tài)，繼續(xù)運行時按照記憶狀態(tài)恢復(fù)設(shè)備閥門的狀態(tài)。調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)暫停發(fā)生在設(shè)備閥門狀態(tài)切換過程中時，如閥門由開狀態(tài)切換到關(guān)狀態(tài)時，不能識別閥門狀態(tài)。

（3）排隊等待問題。當(dāng)多臺過濾機主流程邏輯進入添加助濾劑、回流過程、進水反吹過程、排濃漿過程等需要調(diào)用公用設(shè)備的步序時需根據(jù)先后順序排隊等待。在邏輯設(shè)計中，三臺過濾機分別設(shè)置TIMER計時器，只要過濾機主流程邏輯在初步進料及恒壓過濾過程中就觸發(fā)TIMER計時器算法，再將三個計時器算法利用COMPARE比較算法兩兩比較，判斷出三臺過濾器優(yōu)先關(guān)系。

5 應(yīng)用效果

經(jīng)過邏輯優(yōu)化后的過濾系統(tǒng)，實現(xiàn)了過濾過程的自動控制。系統(tǒng)設(shè)備按照設(shè)定的工藝順序執(zhí)行動作，完成過濾過程全自動控制，并能實現(xiàn)故障時自動暫停，待故障處理完畢后，可自暫停時步序繼續(xù)運行，完成整個過濾流程全自動控制，實際應(yīng)用效果非常好。

參考文獻：

[1]北京國電智深控制技術(shù)有限公司.國電智深控制算法手冊[M]. 2010.

[2]宋顯洪，宋志黎.化工生產(chǎn)上的液體精密過濾與最新過濾技術(shù)[J].化工裝備技術(shù)，2003，24（03）：8-12

[3]宋顯洪，周志鶴.高分子精密微孔過濾技術(shù)及其工業(yè)應(yīng)用[J].有色金屬工程，2003，55（03）：84-86.endprint