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(yīng)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(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、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(shù)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(shù)人員的歡迎與好評。 一 、IS8000甲醇控制系統(tǒng)的構(gòu)成 IS8000甲醇控制系統(tǒng)由通訊網(wǎng)絡(luò)、操作站及控制站構(gòu)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(nèi)存,80G高速硬盤 －操作系統(tǒng)為Windows 2000中文版 －16XDVD光驅(qū), －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(luò)是以10M/100M以太網(wǎng)為基礎(chǔ)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(luò)結(jié)構(gòu)可支持就地和遠程操作站及控制設(shè)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(jié)構(gòu)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(fù)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(xué)，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(yīng)手，用于完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、圖形顯示、設(shè)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(gòu)成全廠調(diào)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?qū)⒕杏诳刂撇呗缘脑O(shè)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(shè)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(nèi)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(dǎo)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(shè)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(jié)構(gòu)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(guān)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(diào)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(jié)構(gòu)，組態(tài)、調(diào)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)?？蛇x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(guān)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(diào)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(fù)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(xué)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(gòu)成全廠調(diào)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(shù)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(nèi)先進水平,它實現(xiàn)了溫度、壓力、液位等的自動控制與調(diào)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(zhì)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(diào)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(zhì)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(zhì)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