1、背景分析

　　鹽業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)體系中特殊而又重要的行業(yè), 其產(chǎn)品既是化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)原料, 被廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)、農(nóng)業(yè)及牧業(yè)。又是人民生活必不可少的營養(yǎng)素。

　　在我國, 鹽的生產(chǎn)已有五六千年的悠久歷史。新中國成立之后, 我國的鹽業(yè)獲得飛速發(fā)展, 井礦鹽生產(chǎn)裝置的現(xiàn)代化、大型化、鹽產(chǎn)品品種多樣化及鹽業(yè)資源綜合利用等制鹽生產(chǎn)技術(shù)取得了長足的進(jìn)步, 使得我國鹽業(yè)跨入了一個(gè)嶄新的階段。

　　全國2005 年鹽的總產(chǎn)量為4850 萬噸, 制鹽生產(chǎn)能力達(dá)到5500 萬噸。2006 年的全國鹽業(yè)工作會議強(qiáng)調(diào)要始終以科學(xué)發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)工業(yè)發(fā)展, 促進(jìn)工業(yè)由大變強(qiáng)。并通過制定行業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策和發(fā)展規(guī)劃, 把走新興工業(yè)化道路和科學(xué)發(fā)展觀具體化。在“十五”期間, 還要淘汰、關(guān)閉行業(yè)中產(chǎn)能落后的大量企業(yè), 提高行業(yè)的自動化水平已成為當(dāng)務(wù)之急。

2、自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1、現(xiàn)場儀表選型

　　真空制鹽工藝需要進(jìn)行溫度、壓力、流量、液位的信號檢測和閥門的自/ 手動控制。

　　溫度儀表: 選用E 分度熱電偶或Pt100 熱電阻
　　壓力儀表: 壓力變送器和壓力表
　　流量儀表: 孔板流量計(jì)和電磁流量計(jì)
　　液位儀表: 靜壓法蘭液位變送器和磁翻柱液位計(jì)
　　閥門控制: 電動/ 氣動執(zhí)行器

2.2、控制系統(tǒng)概述

2.2.1、控制系統(tǒng)構(gòu)架

　　控制系統(tǒng)由工程師站、操作員站、過程控制站、IO 站和通訊網(wǎng)絡(luò)組成。雖然國內(nèi)外各廠家的產(chǎn)品眾多, 對于硬件部分稱謂略有不同, 但整個(gè)構(gòu)架卻基本一致。因而, 通過下面的介紹, 便于我們了解整個(gè)控制系統(tǒng)的構(gòu)架、設(shè)計(jì)思路以及軟硬件實(shí)現(xiàn)的各種功能。

(1) 工程師站

　　由高性能計(jì)算機(jī)組成, 接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)后, 實(shí)現(xiàn)過程控制站控制策略的組態(tài)設(shè)計(jì)、控制站硬件狀態(tài)的監(jiān)測、控制程序的下載、在線監(jiān)測、參數(shù)修改等功能,適用于系統(tǒng)開發(fā)/維護(hù)人員使用。通過安裝人機(jī)界面軟件后, 可兼作操作員站使用。

(2) 操作員站

　　由高性能計(jì)算機(jī)組成, 接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)后, 是現(xiàn)場操作人員實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)監(jiān)控的操作平臺, 顯示美觀的各種工藝流程畫面、系統(tǒng)控制功能畫面、現(xiàn)場檢測參數(shù)畫面等, 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)警、存貯、查詢和管理, 提供報(bào)表打印等功能。

(3) 現(xiàn)場控制站

　　由控制器電源、控制器、通訊模件組成, 是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部分�？刂撇呗杂涩F(xiàn)場控制站具體實(shí)現(xiàn), 是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)計(jì)算和處理中心。

(4) IO 站

　　由IO 站電源、通訊模件、信號輸入/輸出模件等組成(分為: AI/AO2模擬量輸入/輸出, DI/DO2開關(guān)量輸入/輸出, RTD/TC2熱電阻/熱電偶輸入等) 。外部輸入信號經(jīng)過IO 站調(diào)理后提供給現(xiàn)場控制站處理, 并接受現(xiàn)場控制站的命令, 把控制信號輸出到現(xiàn)場調(diào)節(jié)儀表。

(5) 通訊網(wǎng)絡(luò)

　　由兩級通訊總線組成, 第一級為工程師站/ 操作員站與現(xiàn)場控制站通訊, 第二級為現(xiàn)場控制站與IO站通訊。

　　不同廠家雖然結(jié)構(gòu)一致, 但通訊協(xié)議可能略為不同。第一級一般使用工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò), 使用現(xiàn)今通用、開放的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議, 便于不同廠家產(chǎn)品之間的通訊。第二級使用國際標(biāo)準(zhǔn)的Profibus、Modbus、Can 等總線或廠家專用通訊總線。

2.3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用

　　以某鹽廠30 萬噸/ 年真空制氧DCS 控制系統(tǒng)為例, 使用美國GE 公司的90 - 30 控制系統(tǒng)來敘述系統(tǒng)的組成配置方法, 可靠性、可擴(kuò)展性的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),完成的系統(tǒng)功能等。系統(tǒng)配置如圖1 :

圖1 　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置圖