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摘 要:氢氧化锂重结晶工序,重溶解釜是主要设备。为了在控制重溶解釜内温度的同时,还控制夹套的压力,保证重溶解夹套在设计压力以内,因此采用了超驰控制。
关健词:超驰控制;低选器;DCS;和利时
氢氧化锂重结晶工序,是对氢氧化锂车间产出的工业级氢氧化锂进行提纯,生产电池级氢氧化锂。整个装置采用和利时DCS系统,接收现场仪表的信号,并监控整个生产过程。生产过程中,用0.7MPa蒸汽,通过夹套对重溶解釜内物料进行加热;而重溶解釜夹套设计压力为0.4MPa,在控制重溶解釜内温度的同时,为了控制夹套的压力,保证重溶解夹套在设计压力以内,采用了超驰控制。
1 超驰控制系统简介
[JP2]超驰控制(overrides)又称取代控制,也称选择性控制系统;它的特点是:正常工况时,该参数不会超限,所以不考虑对它进行直接控制;而在非工况时,该参数会达到极限值,这又要求采取强有力的控制手段来避免超限。当控制系统接收到事故报警、偏差越限、故障灯异常信号时,超驰控制逻辑将根据事故发生原因立即执行自动切手动、优先增、优先减、禁止增、禁止减等逻辑功能,将系统转换到预定好的安全状态,并发出报警信号。[JP]
2 超驰控制系统的设计
a.控制阀开闭形式选择:为保证氢氧化锂重结晶溶解釜夹套的安全要求并结合实际工艺,此次选择的阀门TV5101为气开式的调节阀。
b. 控制规律的选择:正常情况下时使用温度控制器应选PID;非正常情况时应选择压力控制器且应选窄比例式(Kc很大)。[JP]
c.根据氢氧化锂重结晶溶解釜的特性和控制要求,控制器的正反作用选擇如下:压力调节器选反作用式,当夹套压力高于设定值时减小阀门开度;温度调节器选反作用式,当溶解釜内温度高于设定值时减小阀门开度,温度高于设定值时增加阀门开度。
d.选择器的类型选择:根据生产处于不正常情况时,所选的控制器输出信号高、低来确定。如果在非正常情况时超驰控制器输出应为高信号,则应选择高选器。如果在非正常情况时超驰控制器输出应为低信号,则应选择低选器。根据氢氧化锂重结晶溶解釜的特性和控制要求并出于对夹套的保护,使夹套的压力控制在设计压力以内,此处的高低选择器应选低选器。
e.本次超驰控制系统的具体控制图如下所示:
3 超驰控制系统的软件实现
3.1 和利时系统简介
[JP2]氢氧化锂重结晶使用的是和利时自动化有限公司的DCS系统。此DCS系统的硬件为K系列,软件版本为MACS V6.5.2 。[JP]
和利时DCS系统版本MACS V6.5.2 是和利时推出的最新一代的 MACS平台。MACS是集成在 HOLLiAS中的分布式控制系统,它是 HOLLiAS的基础子系统,所有的现场数据都来自于这里。MACS采用“平台+应用开发”的软件架构,平台软件负责采集和处理数据并提供各种接口和服务,再根据不同行业的特殊需求定制开发应用界面、算法库、符号库等组件,各版本共用一个平台。这使得该系统的适用性非常广泛。
MACS支持OPC协议和ModBus 协议,来与第三方系统连接。上位机通过和利时自主开发的工业以太网协议与下位机传递数据。下位机通讯采用 ProfibusDP总线,同时支持 HART总线。
3.2 DCS操作画面如下图:
4 小结
经过这几个月的实际应用,通过观察,只需在DCS显示画面上设定好控制温度及压力指标后,能自动进行温度控制和超压保护;使用超驰控制不但能将重溶解釜夹套压力控制在设计压力以内,还能快速的控制重溶解釜内物料的温度。基本不需人工再去操作,减轻了工人劳动强度,又提高了控制参数的品质,实现了自动化。
作者简介:胡敬(1987),男,汉族,江西新余渝水区良山镇人,本科,助理工程师,当前职务:仪表主管,研究方向:化工自动化。
关健词:超驰控制;低选器;DCS;和利时
氢氧化锂重结晶工序,是对氢氧化锂车间产出的工业级氢氧化锂进行提纯,生产电池级氢氧化锂。整个装置采用和利时DCS系统,接收现场仪表的信号,并监控整个生产过程。生产过程中,用0.7MPa蒸汽,通过夹套对重溶解釜内物料进行加热;而重溶解釜夹套设计压力为0.4MPa,在控制重溶解釜内温度的同时,为了控制夹套的压力,保证重溶解夹套在设计压力以内,采用了超驰控制。
1 超驰控制系统简介
[JP2]超驰控制(overrides)又称取代控制,也称选择性控制系统;它的特点是:正常工况时,该参数不会超限,所以不考虑对它进行直接控制;而在非工况时,该参数会达到极限值,这又要求采取强有力的控制手段来避免超限。当控制系统接收到事故报警、偏差越限、故障灯异常信号时,超驰控制逻辑将根据事故发生原因立即执行自动切手动、优先增、优先减、禁止增、禁止减等逻辑功能,将系统转换到预定好的安全状态,并发出报警信号。[JP]
2 超驰控制系统的设计
a.控制阀开闭形式选择:为保证氢氧化锂重结晶溶解釜夹套的安全要求并结合实际工艺,此次选择的阀门TV5101为气开式的调节阀。
b. 控制规律的选择:正常情况下时使用温度控制器应选PID;非正常情况时应选择压力控制器且应选窄比例式(Kc很大)。[JP]
c.根据氢氧化锂重结晶溶解釜的特性和控制要求,控制器的正反作用选擇如下:压力调节器选反作用式,当夹套压力高于设定值时减小阀门开度;温度调节器选反作用式,当溶解釜内温度高于设定值时减小阀门开度,温度高于设定值时增加阀门开度。
d.选择器的类型选择:根据生产处于不正常情况时,所选的控制器输出信号高、低来确定。如果在非正常情况时超驰控制器输出应为高信号,则应选择高选器。如果在非正常情况时超驰控制器输出应为低信号,则应选择低选器。根据氢氧化锂重结晶溶解釜的特性和控制要求并出于对夹套的保护,使夹套的压力控制在设计压力以内,此处的高低选择器应选低选器。
e.本次超驰控制系统的具体控制图如下所示:
3 超驰控制系统的软件实现
3.1 和利时系统简介
[JP2]氢氧化锂重结晶使用的是和利时自动化有限公司的DCS系统。此DCS系统的硬件为K系列,软件版本为MACS V6.5.2 。[JP]
和利时DCS系统版本MACS V6.5.2 是和利时推出的最新一代的 MACS平台。MACS是集成在 HOLLiAS中的分布式控制系统,它是 HOLLiAS的基础子系统,所有的现场数据都来自于这里。MACS采用“平台+应用开发”的软件架构,平台软件负责采集和处理数据并提供各种接口和服务,再根据不同行业的特殊需求定制开发应用界面、算法库、符号库等组件,各版本共用一个平台。这使得该系统的适用性非常广泛。
MACS支持OPC协议和ModBus 协议,来与第三方系统连接。上位机通过和利时自主开发的工业以太网协议与下位机传递数据。下位机通讯采用 ProfibusDP总线,同时支持 HART总线。
3.2 DCS操作画面如下图:
4 小结
经过这几个月的实际应用,通过观察,只需在DCS显示画面上设定好控制温度及压力指标后,能自动进行温度控制和超压保护;使用超驰控制不但能将重溶解釜夹套压力控制在设计压力以内,还能快速的控制重溶解釜内物料的温度。基本不需人工再去操作,减轻了工人劳动强度,又提高了控制参数的品质,实现了自动化。
作者简介:胡敬(1987),男,汉族,江西新余渝水区良山镇人,本科,助理工程师,当前职务:仪表主管,研究方向:化工自动化。