西门子产品在变压吸附法气体收集装置PCS 7控制系统中的应用

上海某化工有限公司的前身为原上海某化工总厂，该厂是中国第一座自己设计、自己制造设备和建设的大型氮肥厂，始建于1961年6月。1995年该公司从BP公司引进全套醋酸生产工艺，该套装置的醋 酸生产工艺采用了BP公司的专利技术——一氧化碳、甲醇羟基法合成。依照此项工艺，生产的主要原料是甲醇和一氧化碳，每生产1吨醋酸约需甲醇0.5吨、一氧化碳600立方米，每天需耗费一氧化碳8000立方米。
    该套装置在反应后时产生大量的尾气，尾气的主要成份是一氧化碳和其它少量的可燃性气体。在尾气的处理上原先厂方采用放空火炬燃烧的方法，这样一方面厂家要以很高的成本购入一氧化碳而另一方面又要在尾气处理时浪费大量的一氧化碳（据估算每小时燃烧掉的一氧化碳达2000立方米），同时也对环境有一定的污染。针对这一情况，上海某化工有限公司决定投资建设一套尾气吸收装置，以提高原料的使用效率，起到节能、环保的效果。
    在比较了诸多备选方案后最终选择以变压吸附法为原理的尾气吸收方案。变压吸附法就是利用吸附剂在各种不同的压力下对各种不同的气体能选择性吸收的特性，在不同的工艺罐中创造不同的压力环境，使吸附剂逐步吸收除一氧化碳以外的气体，最终能够输出纯度在99％以上的一氧化碳作为醋酸主装置的原料气。  
控制系统组成
    在本套装置的控制系统中，中央控制室内配置了1台AS416作为主控制器，1台用于组态和编程的工程师站，1台用于监视和控制整个流程的操作员站。控制器与工程师站、操作员站之间以PROFIBUS FMS连接。在现场设备部分运用了先进的现场总线技术，变送器、阀门定位器与控制器之间的通信全部以总线方式进行而不再以传统的 4～20mA方式传送数据。由于现场有防爆要求，因此上述设备通过PROFIBUS PA连接。 总共配有20台Profibus-PA 总线型压力变送器，15台Profibus-PA总线型差压变送器，5台Profibus-PA总线型温度变送器和25台SIPART PS2总线型阀门定位器。另外在系统中还选用了P＋f 本安型的总线式I/O模块，用于控制现场防爆区内的68个程控阀。连接现场 设备的 Profibus PA总线经过IM157 DP/PA接口模块处理后可与Profibus DP 网络相连，最终再由Profibus DP连接AS 416。 IM157 DP/PA接口模块与AS416之间的 Profibus DP 网络以光缆方式连接：在AS 416 一侧和IM 157 一侧各使用了一个 OLM （光缆链路模块），两个OLM 之间使用两对互为冗余的光缆，传输距离 约350米。在 Profibus DP 网络上安装了两个ET200M 远程I/O站，用于处理非防 爆区内的信号。项目的系统配置图如图1所示：

功能实现
    PCS7系统是面向工业过程的分布式的全集成控制系统。它综合了DCS，PLC及现场总线的技术。开放式系统网络、开放式操作系统、以及开放式接口使公司范围也即从生产级到管理级的整个信息系统集成最优化。它采用模块化结构，可按系统进行配置。
工程师站（ES）
    项目中配备一台工程师站，工程师站提供将整套装置的设备结构传送至PCS 7，并将它们绘制入对象如流程图、报告、操作画面等的方法。在工程师站上安装 PCS 7 Toolset V4.02 软件，该软件除包含STEP 7编程软件外还集成了多个特殊的用于组态和编程的软件包。根据变压吸附法收集尾气的特点，整个生产流程基本可分为顺序控制和非顺序控制两部分。在流程中某一工段内各个设备的运行会遵循某种相对固定的规律，整个过程周而复始，这样的步骤就认为是顺序控制。而其它无特定规律的部分就认为是非顺序控制。针对这两种不同类型的控制方式，所用的编程方式也有所不同：
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