横河电机CS3000 DCS在钾碱装置中的应用

　　横河电机CS3000 DCS控制系统以其稳定可靠的控制性能，友好的人机界面赢得了国内外众多用户的信赖，河北金能邢台矿业集团金牛钾碱分公司是全国最大的钾碱生产厂家之一，经二期技改扩建之后生产能力达到6．4万t／a，自建厂以来一直使用横河电机DCS系统至今，生产运行良好。
1 CENTUM CS3000 DCS特点
　　横河电机CENTUM CS3000集散控制系统（DCS）是一个结构真正开放的系统，较前几代产品在性能上有很大的提高。该系统主要特点如下：（1）采用Windows XP标准操作系统，支持DDE／OPC。（2）独家采用了4 CPU冗余容错技术的现场控制站，实现了在任何故障及随机错误产生的情况下进行纠错与连续不问断地控制。（3）采用横河公司的V—NET控制总线，该控制总线速度可高达100 Mbps。满足了用户对实时性和大规模数据通讯的要求。（4）较好的可扩展性和与既有系统的兼容性。
2 钾碱装置中的控制难点及具体实施方案
　　由于盐水二次精制工序为电解槽提供符合技术指标精盐水，而氯氢压差控制和进槽盐水调节是关系电解槽平稳运行及全厂安全的重要环节，因此以上几个工段控制方案比较复杂。
2．1 螯合树脂塔的运行控制
　　螯合树脂塔再生步骤见图1。

　　控制模式可以选择手动、半自动、全自动3种方式。
　　（1）手动方式。可选择其中一塔的再生步骤，然后按启动按钮，该再生步骤开始运行，可以手动对各个阀门进行操作，直到再生结束，期问另外一塔保持正常运行。（2）半自动方式。先在手动状态下选择再生塔及再生起始步，然后再选择自动再生开始，一直运行到该塔再生结束，完成后可人工选择下一塔进行再生。（3）全自动方式。在此模式下整个再生过程全部由程序控制，A塔再生完成后，自动进行到B塔再生，B塔再生完成后，自动进行到A塔再生，一直按程序执行每一步骤。
　　不同的控制模式用来满足不同条件下的生产需要，从而保障生产的安全正常运行。
2．2 进槽盐水的流量调节
　　在复极式电解工艺中，进电解槽盐水流量需要严格控制。盐水流量依据电解槽电流大小，自动进行调节，图1表示进电解槽盐水流量调节工艺控制流程。

　　对进电解槽精盐水和淡盐水来说，这是一个双闭环比值调节。精盐水流量为主动量，淡盐水流量为从动量。其中，电解槽整流电流和盐水流量之间，有一个固定的函数关系。
　　要实现这样复杂调节系统，DCS系统是最佳的选择，相对于使用常规仪表，不但节省投资和减少维护量，而且系统运行可靠。
2．3 氯氢压差的自动调节
　　为了保证阴极室和阳极室之间的正常压差，电解后产生的氯气和氢气压力，需要进行调节。这个调节系统的工艺控制流程图与进槽盐水流量控制相似。氯气、氢气各自组成调节回路。氯气压力一方面通过自己的回路，作为氢气调节回路的给定。该控制回路由一个定调节的主动回路和一个属于随动调节的从动回路所组成。氯气压力在调节系统中是主动量，氢气压力为从动量。这个复杂的调节系统对确保装置正常运转，起到非常重要的作用。一旦控制失灵，氯、氢气压力失常，生产装置就会自动停车。
3 装置运行情况
　　2008年4月河北金能邢台矿业集团金牛钾碱分公司的二期技改工程投运以来，运行稳定，控制功能完全满足工艺要求。（1）实现了氢氢化钾生产的全自动控制，使全厂所有工序具有了很强的协调调度能力。（2）控制系统运行平稳，岗位操作人员的劳动强度大大减轻，产品完全符合技术指标。（3）系统设计非常完善，数据记录和快速反应能力强，便于处理各种意外事故，有效保护各个工艺设备。