1、背景分析

　　鹽業(yè)是國民經濟體系中特殊而又重要的行業(yè), 其產品既是化學工業(yè)的基礎原料, 被廣泛地應用于各種工業(yè)、農業(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, 井礦鹽生產裝置的現代化、大型化、鹽產品品種多樣化及鹽業(yè)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(yè)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(yè)工作會議強調要始終以科學發(fā)展觀統(tǒng)領工業(yè)發(fā)展, 促進工業(yè)由大變強。并通過制定行業(yè)的產業(yè)政策和發(fā)展規(guī)劃, 把走新興工業(yè)化道路和科學發(fā)展觀具體化。在“十五”期間, 還要淘汰、關閉行業(yè)中產能落后的大量企業(yè), 提高行業(yè)的自動化水平已成為當務之急。

2、自動化系統(tǒng)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(zhí)行器

2.2、控制系統(tǒng)概述

2.2.1、控制系統(tǒng)構架

　　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(tǒng)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(tǒng)后, 實現過程控制站控制策略的組態(tài)設計、控制站硬件狀態(tài)的監(jiān)測、控制程序的下載、在線監(jiān)測、參數修改等功能,適用于系統(tǒng)開發(fā)/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(tǒng)后, 是現場操作人員實現生產監(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(tǒng)的核心部分�？刂撇呗杂涩F場控制站具體實現, 是整個系統(tǒng)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(jié)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(xié)議可能略為不同。第一級一般使用工業(yè)以太網絡, 使用現今通用、開放的TCP/IP網絡協(xié)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(tǒng)設計應用

　　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、可擴展性的設計實現,完成的系統(tǒng)功能等。系統(tǒng)配置如圖1 :

圖1 　系統(tǒng)網絡配置圖