HONEYWELL PKS系統(tǒng)在濕法脫硫項目中的應用

張吉強 王 強 左 兵

（藍天環(huán)保設備工程股份有限公司，浙江 杭州 310012）

1 簡介

中國鋁業(yè)中州分公司環(huán)保排放設備改造項目是對1-5#鍋爐進行煙氣脫硫，其中#1～3爐合用一個塔，＃4～5爐合用一個塔，采用“石灰-石膏法”煙氣脫硫工藝，建設兩套脫硫系統(tǒng)，石灰漿液制備和脫硫渣處理為公用部分，6＃鍋爐煙氣采用雙堿法脫硫技術。采用HONEYWELL（霍尼韋爾）的PKS C300 DCS系統(tǒng)實現(xiàn)每套脫硫系統(tǒng)以及公用系統(tǒng)的自動化控制。

2 Honeywell EPKS C300系統(tǒng)的特點

Honeywell公司的控制系統(tǒng)采用了容錯以太網(wǎng)技術，對生產(chǎn)的穩(wěn)定運行起到了保障作用，同時Honeywell公司的控制系統(tǒng)在硬件，軟件上都有其優(yōu)勢。

2.1 系統(tǒng)硬件

C300控制器和C系列I/O卡件占用很小的空間，每個C300最多支持64個冗余I/O模件。

C300控制防火墻，在已有可靠的網(wǎng)絡架構基礎上，增加另外一層高安全防護以實現(xiàn)拒絕接收所有控制器不需要的信息，如果通訊速度變慢，將對那些不重要的信息流進行控制。

機柜內(nèi)排布和接線的垂直設計更有利于散熱管理，減少“熱點”。實現(xiàn)更有效現(xiàn)場接線，從頂部和底部進線，具備更自然接線端子，沒有大的線纜彎曲，實現(xiàn)了更加緊湊的空間設計。

容錯以太網(wǎng)FTE用于系統(tǒng)服務器，操作員站和控制器之間的數(shù)據(jù)通信。Honeywell專利技術為PKS量身定制開發(fā)的FTE驅(qū)動突破以太網(wǎng)瓶頸實現(xiàn)優(yōu)先級選擇，使得商用的100Mbps以太網(wǎng)實現(xiàn)容錯。FTE以先進的多路由選擇替代雙網(wǎng)結構傳統(tǒng)冗余模式網(wǎng)絡。C系列卡件及PMIO收集現(xiàn)場信息，通過IOTA的IOLINK送達到控制器，控制器進行判斷和執(zhí)行。

2.2 系統(tǒng)軟件

EPKS R301是針對EPKS C300所有采用的軟件系統(tǒng)，它提供了C300卡件運行的軟件平臺。

Experion的企業(yè)模型提供了完善的數(shù)據(jù)以支持操作員和工程師。允許用戶在Experion平臺上顯示企業(yè)結構。Experion企業(yè)模型由兩個獨特的部分構成，資產(chǎn)模型和報警組。Experion的控制策略用Control Builder生成。Control Builder是一個圖形化、面向?qū)ο蟮墓ぞ?，工作在控制?zhí)行環(huán)境（CEE）下，支持Experion的過程控制器、應用控制器及仿真控制器。

PKS系統(tǒng)組態(tài)軟件的標準算法庫可以非常方便編寫各種控制邏輯方案，除了標準算法庫之外，PKS還支持各種特殊的算法庫，并分別有各自的許可證，如AGA流量計算模塊。

3 硬件配置

根據(jù)工程需要，整個脫硫系統(tǒng)機柜按#1、#2脫硫和公用系統(tǒng)（含遠程I/O站）、6＃爐脫硫系統(tǒng)分為四組。該控制系統(tǒng)包括：三臺操作員站、兩臺工程師站（兼歷史數(shù)據(jù)站）、冗余交換機、DCS控制模件柜（包括：冗余DPU、電源模件）、DCS輸入輸出模件柜（ 包括I/O模件、功能模件、端子、繼電器）、AC220V電源配電柜、打印機及連接電纜、全部的系統(tǒng)軟件、監(jiān)控軟件和應用軟件等。

4 軟件和畫面配置

服務器上安裝了Windows server 2003操作系統(tǒng)，Console station安裝了Windows XP操作系統(tǒng)，是操作員用來與服務器進行通信，獲得工廠實時信息和進行實時操作的接口，還提供了從控制器，IOLIM和 ACE節(jié)點直接獲得過程數(shù)據(jù)，報警和消息的通道。

5 主要控制特點

5.1 DCS控制范圍

a.脫硫系統(tǒng)

主要包括：擋板門 煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)循環(huán)泵 排漿泵 除霧器 氧化風機 吸收系統(tǒng)檢測儀等。

b.公用系統(tǒng)

主要包括：石灰漿液制備系統(tǒng) 脫水系統(tǒng)工藝水系統(tǒng)等

5.2 典型應用

EPKS提供了多種功能塊，能完成幾乎所有控制要求，如電磁閥控制，變頻電機的控制，PID控制，接近開關控制等。而且其增強的功能及所提供的摸板塊，使在新程序組態(tài)時減少大量重復性的工作，工作量相對減少。

DEVCTL塊是一種多輸入多輸出點，它提供對馬達、泵、開關閥等離散型設備控制的功能塊。在脫硫系統(tǒng)中設備主要是電機以及電動執(zhí)行器。而通過DEVCTL功能塊的控制點，就可以達到對設備的各種控制要求，比如自動啟動停止，聯(lián)鎖保護以及故障報警等等。

在吸收塔漿液池的下部，沿塔徑向布置三臺側進式攪拌器，其作用是使?jié){液的固體維持在懸浮狀態(tài)，同時分散氧化空氣。

在P[1]輸入上連接的是攪拌器的啟動條件。根據(jù)工藝要求，攪拌器只有在塔里液位高于設定值，且無故障以及在遠程位置才能啟動，在這些條件不滿足的情況下是無法啟動的。輸入O[0]和O[1]上連接的是自動啟停。在聯(lián)鎖投入的情況下，塔內(nèi)液位高于設定值攪拌器就會自動運行。相反在液位低于設定值時，為了保護設備，攪拌器會自動停止運行。在右邊的CMDDISALM.FL輸出是一個報警。當啟動信號發(fā)下去后，在設定的時間內(nèi)運行信號沒有反饋過來，就會產(chǎn)生一個報警。

SCM可以控制生產(chǎn)過程按一定的步驟順序執(zhí)行，以完成生產(chǎn)更高一層的自動化，智能化，如鍋爐的啟動過程，過濾機的水洗過程等等。它主要包括句何時執(zhí)行該條件的條件塊，步驟的執(zhí)行塊及跳轉(zhuǎn)塊等。需要注意的是條件塊和執(zhí)行塊需要交替進行，不允許兩個條件塊直接連接，而步驟塊在R300中是允許直接連接的。在該塊中可以對執(zhí)行的時間進行設置，氛圍最小等待時間及最長執(zhí)行時間，后者用來表示在STEP塊報警生成前，該塊可以執(zhí)行的最長周期。

使用EPKS系統(tǒng)中的順序控制回路（SCM），可以簡單方便的實現(xiàn)除霧器的控制邏輯。

在條件滿足的情況下，啟動除霧器的順控程序。程序在執(zhí)行完一步后根據(jù)要求，在時間滿足的情況下進行下一步的執(zhí)行，直到整個運行周期結束。

6 結論

HONEYWELL EPKS控制系統(tǒng)強大的功能模塊和其優(yōu)越性能保證了裝置按照設計方案在預定時間內(nèi)順利運行。該EPKS系統(tǒng)自2010年10月投用以來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，沒有因DCS系統(tǒng)本身的題目對生產(chǎn)造成過影響，而且由于該系統(tǒng)的開放性、靈活性、易操縱性等優(yōu)越性能，能夠根據(jù)生產(chǎn)需要自主的進行一些過程點的組態(tài)操作，如一些控制方案的增改、聯(lián)鎖關系的變動，都能夠在不影響正常生產(chǎn)的前提下在線修改。