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SIEMENS潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司

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黑液蒸發(fā)把洗選工段產(chǎn)生的副產(chǎn)品------稀黑液高度濃縮后送燃燒工段處理，堿回收設(shè)備的工況十分惡劣，尤其是腐蝕性和黑液結(jié)垢問題很為棘手，平穩(wěn)整個(gè)工藝過程的運(yùn)行，使設(shè)備工作在合理，優(yōu)的工藝參數(shù)范圍內(nèi)是減慢結(jié)垢速度、延長設(shè)備使用壽命的有效方法。

　　黑液蒸發(fā)的主要設(shè)備是蒸發(fā)器。蒸發(fā)器串聯(lián)組成蒸發(fā)站。本設(shè)計(jì)中所控制的蒸發(fā)站是由五臺板式降膜蒸發(fā)器串聯(lián)組成。除此之外，還有一些的蒸發(fā)設(shè)備，如降膜板式冷凝器，溫水槽，稀黑液槽, 閃蒸罐，液位罐等。在黑液蒸發(fā)過程中包含以下三個(gè)基本的工藝流程，即蒸汽流程，黑液流程，冷凝水流程。本蒸發(fā)站中，外網(wǎng)來低壓蒸汽(0.4Mpa 151℃)，首入I效蒸發(fā)器，I效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)閃蒸罐閃急蒸發(fā)后，再引入II效，為II效蒸發(fā)器提供熱源，以此類推直至末效。末效二次蒸汽經(jīng)冷凝后成冷凝水排出，不凝氣體則由真空泵排空。而黑液則采用逆流供液方式，即制漿車間來稀黑液，首入稀黑液槽,經(jīng)稀黑液泵進(jìn)入末效蒸發(fā)器，然后再到IV效，III效，以此類推，直至I效。與蒸發(fā)流程反向而行。這樣隨著黑液濃度的提高，蒸發(fā)溫度也提高，而黑液粘度增加緩慢。蒸汽流與黑液流反向而行的供液方式，不僅可節(jié)省蒸汽消耗，部分程度上也可緩解黑液結(jié)垢問題。

　　在本蒸發(fā)工段的主要控制目標(biāo)是穩(wěn)定濃黑液的深度和降低蒸汽消耗，影響濃黑液波美度的因素主要是進(jìn)效稀黑液的濃度和流量及蒸發(fā)設(shè)備各效的總有效差壓。穩(wěn)定有效差壓首先要穩(wěn)定進(jìn)I效的新鮮蒸汽的壓力和末效二次蒸汽的真空度，即穩(wěn)定總壓差。然后盡量減少和穩(wěn)定蒸發(fā)過程中的壓差損失，因此，必須要控制下列參數(shù)：

　　所以，我們選取壓力、流量、溫度、液位為主要的控制對象，共設(shè)置了8路壓力、6路流量、21路溫度、16路液位總計(jì)51個(gè)測控點(diǎn)。為防止流送過程中，因電機(jī)啟停不當(dāng)而造成的不良后果，我們又對所使用的22臺電機(jī)實(shí)行連鎖控制。

　　1.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　1.1.1本自動(dòng)控制系統(tǒng)采用西門子的S7-400可編程控制器。它是西門子公司開發(fā)的適合當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的新一代可編程控制系統(tǒng)。它具有更高的控制能力、運(yùn)算速度、網(wǎng)絡(luò)功能和更優(yōu)的性能價(jià)格比。通過PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線可與ET200M I/0站相連。ET200M 可置于MCC低壓柜旁邊，從而可方便將電機(jī)和泵類的控制納入DCS中去。

　　DI模板主要用于顯示電機(jī)啟停和過載指示；DO模板用于控制電機(jī)啟停；AI模板主要用于對電動(dòng)機(jī)電流、功率以及各測控點(diǎn)如溫度、壓力、流量、液位進(jìn)行采樣顯示。DO模板在實(shí)際應(yīng)用中為提高抗干擾能力和控制容量要通過中間繼電器隔離，由中間繼電器觸點(diǎn)去控制電氣設(shè)備（如接觸器etc）。模擬量輸入模板在使用前要通過跳線組態(tài)成本方案所需要的輸入方式。

　　各模板的型號、數(shù)量確定后，再選擇放置模板的框架的型號和數(shù)量以及電源的型號和數(shù)量。終選用長為530mm的導(dǎo)軌。據(jù)模板的數(shù)量選取擇4個(gè)機(jī)架，考慮到成本問題而選取用了3個(gè)S7-300機(jī)架，1個(gè)S7-400機(jī)架，一個(gè)為主框架（含3個(gè)機(jī)架、一個(gè)S7-400機(jī)架、2個(gè)S7-300機(jī)架）放在蒸發(fā)主控制拒中，另一個(gè)遠(yuǎn)程控制I/O框架(含一個(gè)S7-300機(jī)架)放在ET200蒸發(fā)控制柜中。

　　2控制措施

　　本系統(tǒng)采用西門子公司的S7-300系列產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)當(dāng)中，根據(jù)設(shè)備測控點(diǎn)的情況和廠方用戶的要求，系統(tǒng)以S7314-2DP控制器為核心，通過PROFIBUS-DP總線與2個(gè)ET200M遠(yuǎn)程站相連（如圖2 所示），用于采集現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)信息和控制算法的實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字量輸入輸出，、模擬量輸入輸出都留有部分備用，已備系統(tǒng)將來擴(kuò)充的需要。西門子公司的ET200系列是采用PROFIBUS-DP協(xié)議的分布式I/O，應(yīng)用時(shí)，S7PLC作為DP主站，通過帶有集成DP接口的CPU315-2DP接到PROFIBUS總線，而ET200作為DP從站接到PROFIBUS。整個(gè)控制系統(tǒng)采用兩個(gè)控制柜（主柜和副柜）。S7主站、#1 ET200M從站放在主柜，采集系統(tǒng)的模擬信號；#2 ET200M從站放在副柜，用來采集工段的電動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位反饋信號及輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)信號。系統(tǒng)采用主站加從站的結(jié)構(gòu)，可使系統(tǒng)造價(jià)降低，并且擴(kuò)展靈活。

　　西門子PLC S7-200

　　針對低性能要求的模塊化的小控制系統(tǒng)，他多可有7個(gè)模塊的擴(kuò)展能力，在模塊中集成背板總線，他的網(wǎng)絡(luò)連接有RS-485通訊接口和PROFIBUS兩種，可以通過編程器PG訪問所有模塊，帶有電源、CPU和I/O的一體化單元設(shè)備。

　　其擴(kuò)展模塊（EM）有以下幾種：數(shù)字量輸入模塊（DI）——24VDC和120/230VAC;數(shù)字量輸出（DO）——24DC和繼電器;模擬量輸入模塊（AI）——電壓、電流、電阻和熱電偶；模擬量輸出模塊——電壓和電流。還有一個(gè)比較的模塊-通信處理器（CP）——該模塊的功能是可以把S7-200作為主站連接到AS-接口（傳感器和執(zhí)行器接口），通過AS-接口的從站可以控制多大248個(gè)設(shè)備，這樣就可以顯著的擴(kuò)展S7-200的輸入和輸出點(diǎn)數(shù)。

　　CPU設(shè)計(jì)

　　有3種手動(dòng)選擇模式：STOP——停機(jī)模式，不執(zhí)行程序；TERM——運(yùn)行程序，可以通過編程器進(jìn)行讀/寫訪問；RUN——運(yùn)行程序，通過編程器僅能進(jìn)行讀操作。

　　狀態(tài)指示燈（LED）：SF——系統(tǒng)錯(cuò)誤（和）CPU內(nèi)部錯(cuò)誤；RUN——運(yùn)行模式，綠燈;STOP——停機(jī)模式，黃燈；DP——分布式I/O（僅對CPU-215）。

　　存儲器卡——用來在沒電的情況下不需要電池就可以保存用戶程序。

　　PPI口用來連接變成設(shè)備、文本顯示器或其他CPU。

　　西門子PLC S7-300

　　相比較西門子PLC S7-200，西門子PLC S7-300針對的是中小系統(tǒng)，他的模塊可以擴(kuò)展多達(dá)32個(gè)模塊，背板總線也在模塊內(nèi)集成，他的網(wǎng)絡(luò)連接已比較成熟和流行，有MPI（多點(diǎn)接口）、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)，使通訊和編程變的簡單和多選性，并可以借助于HWConfig工具可以進(jìn)行組態(tài)和設(shè)置參數(shù)。