摘要：本文介紹了IS8000甲醇控制系統(tǒng)的組成、所用各種模塊的性能、特點，所用上位、下位軟件的組態(tài)、操作，并介紹了IS8000甲醇控制系統(tǒng)在息縣化肥廠的成功應用所帶來的節(jié)能降耗的明顯效果。 河南息縣化肥廠是一家有著30多年歷史的氮肥企業(yè)，合成氨年生產(chǎn)能力8萬多噸，尿素12萬多噸，碳銨4萬多噸。2004年初為了進一步調整產(chǎn)品結構、挖潛降耗，投資1500萬元開工興建了5萬噸聯(lián)醇項目, 我們在考察多家甲醇生產(chǎn)廠家后，對比多種DCS控制系統(tǒng)，借鑒當前計算機控制系統(tǒng)的飛速發(fā)展，考慮技術的先進超前性和高可靠性、穩(wěn)定性、高性價比，最后通過招標最終選擇北京思創(chuàng)公司的IS8000甲醇控制系統(tǒng)。2004年12月建成投產(chǎn)，一次開車成功。經(jīng)過幾個月以來的運行，運行穩(wěn)定、操作方便、安全可靠,深受廣大生產(chǎn)及操作、技術人員的歡迎與好評。 一 、IS8000甲醇控制系統(tǒng)的構成 IS8000甲醇控制系統(tǒng)由通訊網(wǎng)絡、操作站及控制站構成。其中控制站包括兩個I8837控制器和兩個87K8兩個擴展單元，兩個控制器一主一從互為冗余，兩個擴展單元插有十個模塊，提供全部的數(shù)據(jù)采集及PID控制功能。 操作站由二臺工業(yè)控制機組成，其操作功能相同，互為冗余，用于過程監(jiān)測控制 (一) 具體硬件配制如下： －DELL Dimension系列 －奔騰4處理器2.8GHz －256M DDR內存,80G高速硬盤 －操作系統(tǒng)為Windows 2000中文版 －16XDVD光驅, －10M/100M以太網(wǎng)卡 －22英寸1600X1200高分辨率的DELL顯示器 －帶鼠標鍵盤及工業(yè)鍵盤 IS8000甲醇控制系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡是以10M/100M以太網(wǎng)為基礎的的局域網(wǎng)（LAN）。系統(tǒng)的所有節(jié)點（操作站及控制器）均通過超五類屏蔽雙絞線直接連接到8口10M/100M 集線器（HUB）上。簡單靈活的網(wǎng)絡結構可支持就地和遠程操作站及控制設備。最多可以同時帶6臺操作站。 (二) 軟件配置 (1) 控制站組態(tài)軟件ISAGRAF是一種功能強大而又十分直觀的圖形化組態(tài)軟件，用戶可采用FBD(功能塊圖)、LD（梯形圖）、ST（結構化文本）、SFC（順控圖）FC（流程圖）、IL（指令表）六種符合IEC61131-3標準的編程和組態(tài)方式；能實現(xiàn)各種復雜的連續(xù)和邏輯控制方案，通過組態(tài)能實現(xiàn)故障診斷、數(shù)據(jù)采集、實時控制、仿真模擬等各種功能。基于WINDOWS2000界面，簡單易學，也很直觀。 (2) 監(jiān)控軟件采用澳大利亞希雅特公司的Citect5.4,性能卓越。該軟件離線組態(tài)及實時運行均基于WINDOWS2000平臺,用戶界面十分友好，3D顯示效果，使用得心應手，用于完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、圖形顯示、設備操作、報警趨勢記錄、報表管理及打印功能。還可以與其它WINDOWS軟件進行動態(tài)數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、控制優(yōu)化等，并且可以與其它管理級計算機構成全廠調度系統(tǒng)。 二、IS8000甲醇控制系統(tǒng)的特點 （1） 分散性：IS8000甲醇控制系統(tǒng)采用臺灣漲格公司生產(chǎn)的I8837控制器作控制核心，87K8擴展單元帶I-8000系列的I/O模塊，系統(tǒng)的可靠性高，系統(tǒng)安裝方便，可根據(jù)需要將控制站的控制器及其I/O分開安裝在不同的地方。從而實現(xiàn)I/O數(shù)據(jù)采集與控制的真正意義上的分散，如配用I-7000系列的模塊可以實現(xiàn)最遠距離1200米的I/O數(shù)據(jù)采集控制；通過使用屏蔽雙絞線通訊而且還能實現(xiàn)低價格的控制站、操作站在地域上分散，真正實現(xiàn)DCS本來要求的全分散功能。其控制示意圖如下：  （2）簡易性： IS8000甲醇控制系統(tǒng)硬件種類少，配置簡單靈活，容易實施。操作員站的高性能軟件組符合Microsoft標準。Microsoft的特性如窗口、圖形、拖放、剪切和粘貼等使系統(tǒng)的組態(tài)工作更容易，使您能夠將精力集中于控制策略的設計而不是過程控制系統(tǒng)的組態(tài)過程和組態(tài)方法。 （3） 冗余性：IS8000甲醇控制系統(tǒng)從控制站、操作站以及通訊真正做到全方位的冗余，控制站設用兩個I8837控制器一主一從，正常時間主控制器工作，一旦主控制器出現(xiàn)故障時，從控制器可以在兩秒內迅速啟動來接替主控制器工作從而避免了傳統(tǒng)DCS因為控制器失靈從而導致停車事故；操作站配用兩臺戴爾工控機，裝有相同的操作軟件都能實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的I/O過程控制以及組態(tài)編程；通訊的冗余，通過兩臺控制器設有兩條相同的以太網(wǎng)線接入集線器HUB，并且兩臺控制器也用一條RS485通訊線相連接，從而保證了通訊的可靠性； （4） 通用性：IS8000甲醇控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)結構完全符合國際電工委員會IEC61131-3標準，能接受多種信號，目前的4-20mA信號、0-20mA信號、0-10V信號、-10V－+10V信號、-5V－+5V信號、0-5V信號、PT100鉑電阻信號、Ni120電阻信號、PT1000鉑電阻信號、Ni1200電阻信號、熱電偶的各種信號（E型、K型、J型、S型）、各類開關量信號; （5）開放性：上位軟件Citect不僅可與I8837控制器通訊，也能與其它PLC、DCS通訊，而且可與其它信息管理系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。IS8000甲醇控制系統(tǒng)的開放性為與其它系統(tǒng)（如生產(chǎn)調度管理系統(tǒng)、實時數(shù)據(jù)庫等）集成為一體提供了可靠保證。 （6） 可維護性：系統(tǒng)硬件種類少且系統(tǒng)硬、軟件均為模塊化結構，組態(tài)、調試、修改策略均十分方便。I/O模塊均有4通道、8通道、16通道、32通道等多種配置，方便用戶選擇，根據(jù)規(guī)模可選大選小；系統(tǒng)對電源的要求比較寬，10-30 DC均可工作，無需關斷電源。 （7）友好性：系統(tǒng)運行界面友好，中文顯示，3D動畫效果，操作輕松自如。 （8）高穩(wěn)定性： 系統(tǒng)投運以來，加上調試熱運行已經(jīng)穩(wěn)定運行3個多月無故障。 三、IS8000甲醇控制系統(tǒng)功能 (1) 控制功能 該系統(tǒng)具有連續(xù)控制功能、批量控制功能、順序控制功能、可編程控制和監(jiān)督控制等復雜的控制方法,它能實現(xiàn)常規(guī)PID控制、串級控制、前饋制,還可以實現(xiàn)給定值和輸出跟蹤、線性化、過程報警、數(shù)學運算、累積運算、無擾動切換等。 (2) 監(jiān)控及管理功能 該系統(tǒng)除具有現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、流程圖顯示操作、過程報警、歷史及實時趨勢記錄與顯示、儀表圖顯示與操作、報表打印等功能外,還提供了與其他WINDOWS軟件進行動態(tài)數(shù)據(jù)交換、實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、控制優(yōu)化等接口能力,并且可以與其他管理級計算機構成全廠調度系統(tǒng)。 四、IS8000甲醇控制系統(tǒng)使用效果 我廠甲醇裝置自從2004年12月投運以來, IS8000甲醇控制系統(tǒng)以其穩(wěn)定高效的特性深受廣大生產(chǎn)及操作、技術人員的歡迎與好評。 (1) 該系統(tǒng)功能先進,自動化程度高 和兄弟廠家相比,該系統(tǒng)的投運使我廠甲醇的裝置水平達到了國內先進水平,它實現(xiàn)了溫度、壓力、液位等的自動控制與調節(jié)。 (2) 系統(tǒng)運行安全可靠 該系統(tǒng)自投運以來,一直運行穩(wěn)定、安全可靠,因為其從控制站、操作站以及通訊真正做到全方位的冗余,所以為系統(tǒng)安全、可靠的運行提供了保障。 (3) 該系統(tǒng)的投運為甲醇的穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質提供了重要保證 系統(tǒng)投運后,不僅降低了整個合成氨系統(tǒng)的壓力，也減輕了變換、精煉工段的負荷，由于目前前工段氣量不足，現(xiàn)日產(chǎn)基本上穩(wěn)定在70噸左右,并達到兩氨平衡,而且粗醇濃度最高可以達到95%以上。 (4) 降低工人勞動強度,提高勞動效率 由于實現(xiàn)了生產(chǎn)全過程的自動控制與監(jiān)視,大大減輕了崗位操作量,操作工再不需要頻繁地到現(xiàn)場調節(jié)閥門,只需坐在操作室,輕輕地拖動鼠標即可完成全過程的操作與監(jiān)視。每班只需正副兩位操作工即可。 五、經(jīng)濟效益分析 (1) IS8000甲醇控制系統(tǒng)的投運,省去了所有二次儀表,維修量極小,每年可節(jié)約維修費用數(shù)十萬元。 (2) 該系統(tǒng)的投運,使整個合成氨系統(tǒng)工藝指標得了優(yōu)化,提高了工藝指標的合格率以及車間的管理水平,減少了事故的發(fā)生,保證了甲醇裝置長周期、高負荷、安全穩(wěn)定運行,達到了節(jié)能降耗的目的，因此也達到了保護甲醇觸媒的目的。通過近期來看，該系統(tǒng)投運后，精煉、合成系統(tǒng)壓力下降了2Mpa多，降低了壓縮機的負荷，節(jié)約了電耗；由于提高了變換工段后CO指標，也改善了變換工段的操作條件，減少了正面蒸汽的添加量,噸氨較以前節(jié)約了蒸汽200Kg左右；提高了氫氮氣的凈化質量，目前出甲醇后CO百分含量為0.02%降低了精煉的負荷，較以前少開一臺的銅泵，節(jié)約了電耗噸氨電耗較以前下降150度左右；而且折合合成氨日產(chǎn)較以前提高了20M3以上。同時,提高了企業(yè)的自動化水平和生產(chǎn)管理水平,生動直觀的操作畫面,使操作人員監(jiān)視和操作都比較方便,減輕了操作人員的勞動強度,改善了操作環(huán)境與操作條件,促進了職工文化素質的提高。 (3) IS8000甲醇控制系統(tǒng)的投運,每年可產(chǎn)生經(jīng)濟效益約300萬元。 二零零五年三月一日