摘要 介紹了一種新的蒸發(fā)工段DCS控制方法，采用S7PLC CPU 414-2DP，連接ET200系列的分布式I/O系統(tǒng)及標準伺服系統(tǒng)所組成的DP控制網(wǎng)絡(luò)，對堿回收蒸發(fā)工段實施集散控制的優(yōu)化控制方案缕陕。

關(guān)鍵詞 堿回收 蒸發(fā) 集散控制

The Application of PLC to evaporation workshop on

alkali Recovery

(ZHAO Kai-kun WANG Jing Li Ming-hui)

(1. Shaan Xi Science And Technology University,China)

Abstract:This paper introduces a new control method. It applies S7 PLC CPU412-2DP and connects DP controlled network that is formed by distributed input & output (I/O) system belongs to ET200 series and standard auto server system .Using the method, The evaporation workshop about recycling allali can be integratedly and dispersedly controlled.

Key Words:recycling alkali , evaporation ,integrated and dispersed control.

0引言

　　黑液蒸發(fā)把洗選工段產(chǎn)生的副產(chǎn)品------稀黑液高度濃縮后送燃燒工段處理，堿回收設(shè)備的工況十分惡劣，尤其是腐蝕性和黑液結(jié)垢問題很為棘手扛邑，平穩(wěn)整個工藝過程的運行怜浅，使設(shè)備工作在合理，最優(yōu)的工藝參數(shù)范圍內(nèi)是減慢結(jié)垢速度蔬崩、延長設(shè)備使用壽命的有效方法恶座。

　　由于后續(xù)工段燃燒的要求，蒸發(fā)站的出濃液濃度不能低于某個極限舱殿，但出濃液濃度偏高也會帶來許多問題奥裸，如蒸汽消耗大险掀、結(jié)垢速度加快沪袭，管道阻力大，易堵樟氢，惡化燃燒工段許多設(shè)備如圓盤蒸發(fā)器的工況等冈绊。我國制漿造紙堿回收設(shè)備中，對黑液蒸發(fā)濃度實施自動控制的比例很小埠啃，而不熟練的手工操作易出現(xiàn)出濃液深度偏低或偏高的情況死宣，使設(shè)備工作在不合理的工況。本文簡要介紹作者在河南白云紙業(yè)五效蒸發(fā)站實施計算機集散控制的控制方案吮蒜。

1控制方案

　　黑液蒸發(fā)的主要設(shè)備是蒸發(fā)器跷碰。蒸發(fā)器串聯(lián)組成蒸發(fā)站。本設(shè)計中所控制的蒸發(fā)站是由五臺板式降膜蒸發(fā)器串聯(lián)組成催岔。除此之外谎后，還有一些輔助的蒸發(fā)設(shè)備，如降膜板式冷凝器惑叶，溫水槽古种，稀黑液槽, 閃蒸罐，液位罐等旭绝。在黑液蒸發(fā)過程中包含以下三個基本的工藝流程绷荔，即蒸汽流程，黑液流程桨皂，冷凝水流程茄码。本蒸發(fā)站中，外網(wǎng)來低壓蒸汽(0.4Mpa 151℃)衰屡，首先進入I效蒸發(fā)器绿相，I效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)閃蒸罐閃急蒸發(fā)后，再引入II效辩棒，為II效蒸發(fā)器提供熱源膳殷，以此類推直至末效。末效二次蒸汽經(jīng)冷凝后成冷凝水排出致稀，不凝氣體則由真空泵排空冈闭。而黑液則采用逆流供液方式俱尼，即制漿車間來稀黑液，首先進入稀黑液槽,經(jīng)稀黑液泵進入末效蒸發(fā)器萎攒，然后再到IV效遇八，III效，以此類推耍休，直至I效刃永。與蒸發(fā)流程反向而行。這樣隨著黑液濃度的提高羊精，蒸發(fā)溫度也提高斯够，而黑液粘度增加緩慢。蒸汽流與黑液流反向而行的供液方式太汹，不僅可節(jié)省蒸汽消耗榕华，部分程度上也可緩解黑液結(jié)垢問題。

　　在本蒸發(fā)工段的主要控制目標是穩(wěn)定濃黑液的深度和降低蒸汽消耗窗项，影響濃黑液波美度的因素主要是進效稀黑液的濃度和流量及蒸發(fā)設(shè)備各效的總有效差壓粮忍。穩(wěn)定有效差壓首先要穩(wěn)定進第I效的新鮮蒸汽的壓力和末效二次蒸汽的真空度，即穩(wěn)定總壓差帮声。然后盡量減少和穩(wěn)定蒸發(fā)過程中的壓差損失肄蓄，因此，必須要控制下列參數(shù)：

進效稀黑液的濃度和流量专散；

（1）出效濃黑液的濃度偷瀑；

（2）進效新鮮蒸汽的壓力和流量；

（3）末效的二次蒸汽的真空度湃足；

（4）出效黑液的液位猩缺；

（5）出效冷卻水液位；

　　所以剂户，我們選取壓力泣爷、流量、溫度奉狈、液位為主要的控制對象卤唉，共設(shè)置了8路壓力、6路流量仁期、21路溫度桑驱、16路液位總計51個測控點。為防止流送過程中跛蛋，因電機啟停不當而造成的不良后果熬的，我們又對所使用的22臺電機實行連鎖控制。

1.1系統(tǒng)硬件設(shè)計

1.1.1本自動控制系統(tǒng)采用西門子先進的S7-400可編程控制器。它是西門子公司開發(fā)的適合當代計算機技術(shù)發(fā)展的新一代可編程控制系統(tǒng)押框。它具有更高的控制能力岔绸、運算速度、網(wǎng)絡(luò)功能和更優(yōu)的性能價格比橡伞。通過PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線可與ET200M I/0站相連盒揉。ET200M 可置于MCC低壓柜旁邊，從而可方便將電機和泵類的控制納入DCS中去兑徘。

1.1.2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)以太網(wǎng)刚盈。其優(yōu)點：

　　抗干擾能力強，不需特殊的接地要求嘹征，不對其它電子設(shè)備產(chǎn)生影響蓄梯。

　　中央處理單元型號為CPU 414-2DP。系統(tǒng)的輸入輸出模板的型號和數(shù)量由現(xiàn)場電氣和儀表信號的類型和數(shù)量決定泰锦。具體如下：

圖1 硬件控制系統(tǒng)示意圖

　　DI模板主要用于顯示電機啟停和過載指示绅踪；DO模板用于控制電機啟停沼惹；AI模板主要用于對電動機電流诗实、功率以及各測控點如溫度、壓力遥浑、流量昆饲、液位進行采樣顯示。DO模板在實際應(yīng)用中為提高抗干擾能力和控制容量要通過中間繼電器隔離捞勿，由中間繼電器觸點去控制電氣設(shè)備（如接觸器etc）蝗袄。模擬量輸入模板在使用前要通過跳線組態(tài)成本方案所需要的輸入方式。

　　各模板的型號私周、數(shù)量確定后贮爹，再選擇放置模板的框架的型號和數(shù)量以及電源的型號和數(shù)量。最終選用長為530mm的導(dǎo)軌育勺。據(jù)模板的數(shù)量選取擇4個機架但荤，考慮到成本問題而選取用了3個S7-300機架，1個S7-400機架涧至，一個為主框架（含3個機架腹躁、一個S7-400機架、2個S7-300機架）放在蒸發(fā)主控制拒中南蓬，另一個遠程控制I/O框架(含一個S7-300機架)放在ET200蒸發(fā)控制柜中纺非。

2控制措施

　　紙機堿回收控制中濃黑液在線測量一直是一個難題，而濃度控制是堿回收蒸發(fā)工段的最終控制目標赘方，其控制效果的好壞對后續(xù)燃燒工段起著舉足輕重的作用烧颖，雖然濃黑液的濃度無法直接測量，但在本項目中可利用黑液的沸點在一定的壓力下隨其濃度的增大而升高的特性進行間接測量。即D= F（P炕淮，T）其中 D：濃度P：壓力T：溫度科贬。為了使系統(tǒng)更穩(wěn)定，對濃黑液的濃度和進效蒸汽實施串級控制方案鳖悠。事實證明在對駐馬店遂平白云紙業(yè)的工程中不但效果穩(wěn)定而且節(jié)能渺广。如圖：

圖2 濃黑夜?jié)舛瓤刂品桨?/font>