1、背景分析

　　鹽業是國民經濟體系中特殊而又重要的行業, 其產品既是化學工業的基礎原料, 被廣泛地應用于各種工業、農業及牧業。又是人民生活必不可少的營養素。

　　在我國, 鹽的生產已有五六千年的悠久歷史。新中國成立之后, 我國的鹽業獲得飛速發展, 井礦鹽生產裝置的現代化、大型化、鹽產品品種多樣化及鹽業資源綜合利用等制鹽生產技術取得了長足的進步, 使得我國鹽業跨入了一個嶄新的階段。

　　全國2005 年鹽的總產量為4850 萬噸, 制鹽生產能力達到5500 萬噸。2006 年的全國鹽業工作會議強調要始終以科學發展觀統領工業發展, 促進工業由大變強。并通過制定行業的產業政策和發展規劃, 把走新興工業化道路和科學發展觀具體化。在“十五”期間, 還要淘汰、關閉行業中產能落后的大量企業, 提高行業的自動化水平已成為當務之急。

2、自動化系統設計

2.1、現場儀表選型

　　真空制鹽工藝需要進行溫度、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: 孔板流量計和電磁流量計
　　液位儀表: 靜壓法蘭液位變送器和磁翻柱液位計
　　閥門控制: 電動/ 氣動執行器

2.2、控制系統概述

2.2.1、控制系統構架

　　控制系統由工程師站、操作員站、過程控制站、IO 站和通訊網絡組成。雖然國內外各廠家的產品眾多, 對于硬件部分稱謂略有不同, 但整個構架卻基本一致。因而, 通過下面的介紹, 便于我們了解整個控制系統的構架、設計思路以及軟硬件實現的各種功能。

(1) 工程師站

　　由高性能計算機組成, 接入網絡系統后, 實現過程控制站控制策略的組態設計、控制站硬件狀態的監測、控制程序的下載、在線監測、參數修改等功能,適用于系統開發/維護人員使用。通過安裝人機界面軟件后, 可兼作操作員站使用。

(2) 操作員站

　　由高性能計算機組成, 接入網絡系統后, 是現場操作人員實現生產監控的操作平臺, 顯示美觀的各種工藝流程畫面、系統控制功能畫面、現場檢測參數畫面等, 實現數據報警、存貯、查詢和管理, 提供報表打印等功能。

(3) 現場控制站

　　由控制器電源、控制器、通訊模件組成, 是整個控制系統的核心部分。控制策略由現場控制站具體實現, 是整個系統的數據計算和處理中心。

(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開關量輸入/輸出, RTD/TC2熱電阻/熱電偶輸入等) 。外部輸入信號經過IO 站調理后提供給現場控制站處理, 并接受現場控制站的命令, 把控制信號輸出到現場調節儀表。

(5) 通訊網絡

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

　　不同廠家雖然結構一致, 但通訊協議可能略為不同。第一級一般使用工業以太網絡, 使用現今通用、開放的TCP/IP網絡協議, 便于不同廠家產品之間的通訊。第二級使用國際標準的Profibus、Modbus、Can 等總線或廠家專用通訊總線。

2.3、系統設計應用

　　以某鹽廠30 萬噸/ 年真空制氧DCS 控制系統為例, 使用美國GE 公司的90 - 30 控制系統來敘述系統的組成配置方法, 可靠性、可擴展性的設計實現,完成的系統功能等。系統配置如圖1 :

圖1 　系統網絡配置圖