新华TiSNet-XDC800 DCS系统在某纸业蒸发工段的应用

一、工程概述
　　XX纸业蒸发工段是黑液全逆流流程，稀液首先进入Ⅴ效板式降膜蒸发器蒸发，然后依次进入Ⅳ效板式降膜蒸发器→Ⅲ效板式降膜蒸发器→Ⅱ效板式降膜蒸发器→Ⅰ效板式降膜蒸发器，从Ⅰ效板式降膜蒸发器出浓黑液，从Ⅰ效浓黑液闪蒸罐出浓黑液送浓黑液槽贮存。
　　蒸汽流程为Ⅰ效板式降膜蒸发器→Ⅱ效板式降膜蒸发器→Ⅲ效板式降膜蒸发器→Ⅳ效板式降膜蒸发器→Ⅴ效板式降膜蒸发器，末效产生的二次蒸汽由板式冷凝器冷凝，板式冷凝器冷却水采用工厂清水，冷却水送提取工段洗浆，其中除Ⅰ效使用新鲜蒸汽作为热源外，其余各效均采用二次蒸汽作为热源。
　　根据项目特点选用了新华TiSNet-XDC800 DCS系统。
二、新华TiSNet-XDC800 DCS系统的特点
　　TiSNet-XDC800为第四代DCS（第四代DCS的体系结构主要分为四层结构：现场仪表层、控制装置单元层、工厂（车间）层和企业管理层。），

图一、TiSNet-XDC800 DCS控制柜

TiSNet-XDC800不但是一个以控制功能为主的控制系统，而且也是一个具有信息管理功能的综合平台。TiSNet-XDC800通过网络提供了从现场到设备，从设备到车间，从车间到工厂，从工厂到企业集团的整个信息通道。将整个生产过程纳入统一的分布式集成信息系统。形成一个具有信息管理的控制与管理一体化系统。管理层通过IE浏览器可在Internet网上浏览生产工况。
　　TiSNet-XDC800将以太网通讯网络、现场总线通讯网络集成，融合为过程控制系统的信息网络。还集成了PLC、RTU、FCS、各种多回路调节器、各种智能采集或控制单元等。
　　TiSNet-XDC800系统的多层面冗余结构，确保用户在关键控制场合使用的可靠性。系统以其高可靠性的硬件设计和内嵌专业化的控制算法，冗余的以太网通讯网络和现场总线通讯网络，适用于中大型控制工程项目，是面向整个生产过程的先进过程控制系统。
OnXDC软件包的特点：
　　(1) 具有IE浏览器方式人机界面，通过权限设置，管理层可在Internet网上方便浏览现场生产工况。
　　(2) 新华DCS系统的控制器编程软件和监控软件采用整体性设计，应用方便，功能强大，并且易移植、易扩展。
　　(3) 新华DCS系统软件采用了精简优化设计，其整个系统软件只有几M字节，而其生成的控制器代码文件只有几百K字节，这在所有国内外其它DCS产品中是最精简的。
　　(4) 全中文化窗口化操作平台，适合运行人员高效，方便的操作和上机培训，克服了进口DCS不能汉化、部分汉化等缺陷或因此给系统带来的不稳定因素。
　　(5) 全图形化开放式组态，所见及所得，符合国际IEC61131-3标准。简单易学易用，比其它DCS厂家的文本方式组态方便、直观。
　　(6) 采用新华研发的专业化嵌入式算法模块，实现了在线修改等功能，对控制程序的修改无需编译和再次下装等步骤，确保了用户的连续性生产。
　　(7) 新华DCS系统具有动态虚拟控制器技术进行功能仿真、逻辑验证、用户培训的DCS系统。
　　(8)具有强大的系统自诊断功能，诊断功能可以达到通道级。
三、XX纸业蒸发的控制策略。
　　本系统配置了两个TiSNet-XDC800控制柜，两台操作员站和一台工程师站，AB双控制网结构。

图二、XX竹纸业蒸发的网络布局

蒸发工段的控制目标是稳定浓黑液的浓度和降低蒸汽的消耗。影响浓黑液浓度的主要因素是进效黑液的浓度和流量以及蒸发设备各效的总有效压差。稳定有效差压首先要稳定进第Ⅰ效的新鲜蒸汽的压力和末效的二次蒸汽的真空度。

图三、1效控制画面

图四、1-5效控制画面

(1)蒸汽介质
　　蒸汽压力指示控制及联锁（单回路PID调节）
蒸发的加热原件不能受蒸汽的冲击，因此蒸汽控制阀需加斜坡控制，以保证蒸汽缓慢进入加热元件。
　　当Ⅰ效黑液达到低低液位时，关闭蒸汽控制阀。因为黑液过低会造成的加热元件断流。如果不停蒸汽，加热元件会干烧，而造成加热元件结垢。
　　Ⅰ效与Ⅱ效温差过大，关闭蒸汽控制阀。因为冷凝水系统不正常会造成Ⅰ效与Ⅱ效温差过大，此时应关闭蒸汽控制阀，以免形成水锤损坏加热元件。

图四、冷凝水控制组态

（2）黑液介质
　　各效黑液液位指示调节（单回路PID调节）
　　进出站黑液流量指示积累调节（单回路PID调节）

图五、黑液液位控制组态

(3)冷凝水介质
　　Ⅰ效冷凝水电导指示报警切换各效冷凝水液位指示报警调节（单回路PID调节）
四、效果总结
　　XX纸业生产规模大，单条生产线设备日产能力高，新华TiSNet-XDC800 DCS控制系统为单机工艺设备以及整条生产线提供极为完善的安全保护。TiSNet-XDC800 DCS系统自身有极高的运行稳定性和可靠性，有很强的故障诊断能力和修复能力，从而大大缩短停机时间，提高了生产经济效益。