最新【精品】范文参考文献专业论文DCS控制系统在煤气生产过程中的应用DCS控制系统在煤气生产过程中的应用摘要：本文阐述了以DeltaV为代表的集散式控制系统在煤气生产中的实际应用，并简单地介绍了如何实现以DeltaV系统为代表的DCS控制系统在煤气生产过程中的成功应用。关键词：DCS控制系统；生产过程；应用中图分类号：TF526文献标识码：A文章编号：引言近30年来，DCS产品虽然在基本原理和产品市场定位上没有根本上的改变，但随着技术的进步、外界环境和市场需求的变化，设计思想也相应发展，如横河公司为了生存，从1975年发表的CENTVM系统至现在的CENTVMCS3000R3，已经有16代了，其它公司也是如此。从宏观上看，DCS经历了3代，即1975年至1980年前期、80年代中期至90年代前期和90年代中期到21世纪初。3代产品的区别可以从DCS的三大部分，即控制站、操作站和通信网络的发展来判断。l工艺简介煤气厂二期煤气生产的主要制气阶段发生在改质阶段。改质阶段是过热蒸汽与碳氢化合物发生的水煤气反应阶段，主要生成H2和CO。改质煤气中的热量被后续的1．6MPa锅炉利用后转化成1．6MPa蒸汽，用于驱动透平风机和提供改质反应所需的蒸汽，过剩的蒸汽供给蒸汽管网。改质煤气经过16MPa锅炉冷却后进入CO变换反应器以降低改质煤气中的CO含量。通过CO变换反应器的煤气经过0．6MPa锅炉冷却后进入激冷水封，水封可以防止煤气储罐内的煤气回流到制气装置。煤气经过激冷水封后进入冷却塔与冷却水直接接触换热，将煤气温度冷却至大约36℃，最后送人煤气储柜。2控制系统选型①操作环境、数据总线和网络通信为封闭的系统，在平台开放性方面功能较弱；②RS3系统逐步被主导产品所取代，备件供应困难、价格昂贵、维护成本高；③RS3系统受到内部功能和结构的限制，存在扩展性能差等缺点。DeltaV系统是Emerson公司在传统DCS系统优势基础上结合上世纪90年代的现场总线技术，并基于用户的需求开发的新一代控制系统。它具有开放的网络结构与OPC标准，系统可实现真正的在线扩展等技术特点。因此，DeltaV系统成为二期控制系统的主要选择。但也存在几个难点，如新老系统的无缝集成、控制策略和人机界面的重新开发等。经过认真的技术交流和综合分析，从工厂长远发展利益，保持系统先进性、可扩展性及整体性考虑，我们最终选择了原一期RS3控制系统改造升级，新建二期DeltaV控制系统，一二期两个操作界面统一的方案。3控制系统构成煤气厂二期控制系统的构成主要包括控制站、操作站、工程师站、新老系统的接口、通信网络和软件等。系统拓扑如图1所示。由于二期扩建并不是新建项目中所有的工艺装置，有些设备将成为一二期系统的公用设备，有些原来由RS3系统控制的设备并不接入DeltaV系统，但控制策略需要在DeltaV中实现。这样一来，势必需要在RS3系统与DeltaV系统之间建立起控制器间的通信。我们采用了Modbus通信和OPCMirror数据镜像2种方式来实现。①Modbus通信Modbus协议支持传统的RS-232串口、RS-422串口、RS-485串口和以太网设备”。我们通过在RS3和DeltaV的Modbus模块之间建立Modbus连接，来实现RS3与DeltaV之间的通信。新老系统之间的Modbus通信如图2所示。②OPCMirror数据镜像OPC定义了应用Microsoft操作系统在基于PC的客户机之间交换自动化实时数据的方法。我们通过在一台服务器上安装DeltaVOPCServer和AtrikonOPCServerforRS3RNI，建立OPCMirror中转，以实现RS3与DeltaV的数据交换。新老系统之间的OPCMirror数据镜像如图3所示。Modbus通信方式与硬件相关，较为可靠但数据传输量较少，适合用来交换较为重要的控制数据；OPCMirror通信方式需要通过OPC软件中转数据，适合不太重要或数据量大的交换。因此，我们将一二期控制系统需要交换的生产数据进行了如下分类：①指示生产过程实时状态的温度、压力、流量等模拟量数据；②调节阀输入、输出模拟量数据；③与安全连锁控制相关开关阀及泵类输入、输出值；④与安全连锁控制无关开关阀及泵类输入、输出值；其中，①、②、③类数据对生产装置的安全运行和实时监控起关键作用。因此，我们采用Modbus通信方式进行交换；④类数据则利用OPCMirror方式进行交换。4生产循环程序一个完整的煤气生产循环包括8个步骤。为了描述循环步骤，做如下定义：开，表示着通向烟囱的主阀门打开，没有气体进入煤气系统；关，表示通向烟囱的主阀门关闭，煤气通过激冷水封进入煤气储罐。煤气生产循环步骤具体描述如下。