EPA在纯碱碳化装置中的应用.docx

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1、EPA在纯碱碳化装置中的应用在国家“863课题的支持下,浙江大学、浙大中控、中科院沈阳自动化研究所等多家单位,结合攻关,承当了国家标准化工程,在解决多项关键技术的根底上,起草了“用于工业测量与控制系统的EPAethernetforplantautomation系统构造和通讯标准,开发了“基于EPA的分布式控制系统,并在某化工厂的纯碱碳化消费装置上进展了试用,对（EPA标准）进展验证。1工艺简介碳化工序是纯碱消费中的重要工序,反响不稳定,滞后大,关联因素较多。其中,碳化塔的反响经过如下:由碳化塔底部进来的CO2气体逐渐上升,与自塔顶流下的CA母液充分接触,在塔的中部位置进展反响,反响产物经下部通

2、入的冷却水冷却到一定温度后结晶,从塔的下部流出,送至过滤岗位。经过中要不断地通入CO2气、CA液体、冷却水,放出尾气和碱液。碳化塔的工作状态分为制碱和清洗,主装置不变,只是改变了控制的阀门。其中制碱的消费流程图如图1所示。align=center图1纯碱碳化装置示意图/align清洗的主要目的是为了冲掉附着在塔壁上的碱垢,使塔恢复到最正确的消费状态,此时通入碳化塔的主要物质是下段气和CA母液,经过16h后,再次开场制碱。2EPA系统构造基于EPA的分布式网络控制系统体系构造如图2、图3所示。从图可以看出,EPA网络分为两个层次,即控制层网络和现场设备层网络,其中EPA控制层网络是系统的主干网,

3、用于连接控制室的操纵站、工程师站,与现场的各个控制区域,由通用以太网构成,通常可形成冗余环网,以进步系统可靠性。align=center图2EPA系统总体构造图/alignalign=center图3EPA系统构造示意图/align而现场设备网那么分置于控制现场,将控制现场划分为假设干个控制区域,各个控制区域内相关现场设备如完成一个独立功能的变送器、执行机构、现场控制器等均通过适用于工业控制现场的以太网络联接在一起,根据组态,互相协调工作,进而完成一定的控制功能。EPA现场设备层网络具有以下特点:现场设备层网络采用10M以太网分享式或者交换式,所采用的介质在一般情况下为屏蔽双绞线在设备相距较远

4、的情况下可使用光纤;EPA现场设备层网络那么采用由网络供电的以太网,EPA现场设备通讯模块通过EPA现场设备层网络取电;每个控制区域由EPA现场控制器、EPA-HUB、EPA变送器、EPA执行机构等组成,可实现互相之间的通讯,并可独立完成控制系统中某一局部的测量与控制功能;各个控制区域通过EPA现场控制器联接到主干网上,与控制室内的操纵站、工程师站交换经过测量与控制信息、组态信息等;每个控制区域均可以看成是通过现场设备层网络联接起来而形成的一个个子控制系统。这些分布于不同控制区域的子系统之间、子系统与控制室设备之间的通讯均通过控制区域内的现场控制器进展信息的转发;现场控制器还具有网络隔离的功能

5、,它对接收到的报文进展过滤,一方面使本控制区域外部的通讯流量不会进入本控制区域;另一方面本控制区域内EPA现场设备间的通讯流量也不会溢出到其他网段,不会影响其他控制区域和主干网的通讯流量,进而使各个网段的带宽利用率到达最优。3系统应用方案EPA系统试用工程选取了3套联碱碳化装置的中段气和下段气的压力、流量及其调节阀;尾气温度与压力;清洗A流量;清洗气压力、温度、流量;制碱气流量、压力;CA流量等共30多个I/O点等作为测量、控制对象。根据3套联碱碳化装置原有测点的实际情况,本系统将3套联碱碳化装置的I/O点划分为3个控制区域,如图4所示图中信号组,的信号连接情况列于表1:a.每个控制区域设置1

6、个EPA现场控制器、1个网络供电型EPA2HUB以及假设干个EPA输入/输出通讯模块;align=center图4EPA系统安装应用方案示意图/alignalign=center表1EPA系统安装应用方案中各信号组连接的I/O/alignb.每个控制区域通过EPA现场控制器联接到系统主干网上;c.操纵站、工程师站通过以太网交换机联接到主干网上。4应用系统特点4.1确保EPA通讯的实时性每个控制区域均通过EPA现场控制器与主干网相连,并通过EPA现场控制器与其他控制区域隔离,即每个控制区域内,EPA变送器、EPA执行机构以及EPA现场控制器之间的通讯流量包括播送信息不会占有其他区域和主干网的网络

7、资源。因此,每个控制区域的网络负荷均可以控制在较小的范围内5完毕语该系统自2003年4月初在某化工厂的3套纯碱碳化装置上投入运行,至今一直运行良好,稳定。随着对以太网应用于工业控制领域的研究越来越深化,应用也越来越广,如美国ARC公司最近的调查报告指出,今后5年工业以太网设备的市场将以平均84.1%的速度增长,从2002年的28.68万个节点上升到2007年600多万个节点。与此同时,国际上也开场了相关标准的制定,如最近IEC/SC65C刚成立两个工作小组,即工业网络化系统的安装导那么“installationguidanceforindustrialcablingsystem和基于ISO/IEC8802-3的通讯网络在实时应用中的行规“ProfilesforISO/IEC8802-3basedcommu2nicationnetworksinrealtimeapplications工作组。因此,有理由相信,在不远的将来,Ethernet将可以直接应用于工业现场控制,在工业现场控制系统中将起着非常重要的作用。0