摘要：本文介绍了某冶炼厂铜电解过程的自动化开发过程及MACSVDCS系统在某冶炼厂铜电解车间检测中的应用。详细介绍了电解东扩DCS系统的设计方案，实现原理和经验总结。实施过程中遇到的问题和解决方案。希望本项目案例的实施有助于并有助于DCS系统在未来相关改造项目中的应用。
关键词：DCS系统；湿法电解车间；应用
1 DCS功能简介
1.1 DCS概述
分布式控制系统（DCS）是英文缩写(Distributed control system)的缩写。在国内汽车工业中，它被称为分布式控制系统（DCS），也就是所谓的分布式控制及集散系统。它与集中控制系统相比，它是由集中式控制系统演变而来的。基本思想是分散控制，集中操作，分层管理，配置灵活，配置方便。
1.2 DCS实现的主要功能
1.2.1数据采集功能
数据采集系统（DAS）使用多层显示结构来根据过程和操作要求确定显示层的数量。这允许操作员轻松翻阅页面以获得操作所需的细节并分析特定的操作条件。DAS系统连续收集和处理与烟气有关的所有重要测量点信号和设备状态信号，包括过程变量的扫描和处理，历史数据的存储和检索，性能计算等，这是主要的监测手段。整个系统。在启动，停止，正常运行和事故的情况下。通过LCD操作显示，组显示，条形显示，报警显示等，最终通过打印机等人机界面设备完成表格打印，包括一般记录打印，事件记忆打印，事故序列记录打印，报警记录打印，操作员操作记录打印，设备操作记录打印。一旦发生，报警的任何异常工作条件和时间都会增加烟气设备的供应。
1.2.2模拟量控制功能
模拟控制系统（MCS）或闭环控制系统是确保稳定效率的重要手段。该项目主要包括7个闭环控制回路：增压风机进口压力调节，液位调节，石灰石浆液流量调节，石灰石浆液浓度调节，脱水石膏厚度调节，磨削再生槽液位调节，给水湿磨。石灰石浆液流量的调节与效率的控制密切相关。合理的石灰石浆料流速可以使吸收塔反应塔中的液体环境保持在合理的PH范围内，一般在5.5左右。闭环控制回路是级联控制。在第一次调整之后，引入石灰石浆料供应阻尼器以快速响应烟雾负荷的变化并最小化PH的变化。当单位负荷变化很大时，在不考虑PH值的情况下修改控制回路。主回路仅调节泥浆流量。当单位负荷稳定时，将实际测量的PH值与设定值进行比较，并由PH控制器产生校正因子以校正所需的CaCO3流量。将通过PH校正的碳酸钙流量与实际碳酸钙流量进行比较，并且通过PID控制器控制石灰石浆料调节阀的开度。xdps-400e具有精心设计的调制器模块，因此编程配置非常快。
2项目介绍
某公司是一家大型国有铜冶炼企业。年生产能力为70万吨和120万吨。30万t电解项目它于2012年10月完工并投入生产。不锈钢永久阴极工艺，包括铜电解精炼，电解液净化，循环水，道路和管道。该项目采用先进的技术和设备，先进的控制策略和控制设备进行自动控制。国内同行业的自动化水平处于领先地位。流程图如图1所示。DCS控制系统用于监控生产控制系统，提高生产自动化水平和生产效率，为企业更好，更快的发展奠定基础。
3 DCS系统设计
3.1仪表选型
铜电解质通常具有腐蚀性并且具有恶劣的现场环境。温度计使用热敏电阻和分体温度变送器，需要现场数字显示。电解液是腐蚀性介质，使用耐腐蚀的温差。根据不同的要求，使用压力表，智能压力变送器和法兰隔膜压力变送器。根据不同的工况，选用雷达液位计，超声波液位计，电容液位计、音叉液位开关。根据不同介质的不同要求，采用电磁流量计，电能表，PH计和电导率计。执行器采用气动执行器，气动调节阀和气动截止阀。
3.2 DCS系统配置
电解过程控制使用先进的分布式控制系统（DCS）。DCS控制系统采用集中控制方式，仪表控制与电子控制共用一个控制系统。测试了电气设备的所有工艺参数和操作条件。该系统实现数据采集，模拟控制，顺序控制，联锁保护以及与PLC的通信。
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3.3网络结构的设计
该系统主要控制电解装置，硫酸铜装置，一次和二次除铜装置以及空压机站。
系统的网络结构分为两层。第一级是工厂级网络，通过工业以太网连接工程师站，操作员站和控制站。第二层是将控制站连接到现场仪表的控制网络。在第二层网络中，现场总线控制模式使用FF总线表。HART协议和硬接线仪表是硫酸铜，第一和第二除铜装置和空气压缩机站。
3.4DCS与第三方设备通讯
3.4.1精密过滤机
在铜电解过程中，精密过滤器主要过滤电解液中的悬浮杂质，以确保阴极铜的质量。精密过滤器具有单独的DCS控制系统。将数据连接到电解过程的DCS系统。单击子进程的精度过滤器，显示控制界面，设置操作条件界面。可以根据具体的操作条件轻松调整工艺参数。
3.4.2硫酸铜真空蒸发系统
硫酸铜真空蒸发系统是一个独立的分布式控制系统。生产操作数据被传输到主控制室，并且电解期间的DCS系统，电解质的输入和输出以及蒸汽消耗在线显示。整个湿法电解车间方便协调生产操作。
4 DCS在湿法电解车间中的应用
在相同电解过程的控制中，主要监测电解质的温度，不同电解槽的位置，不同过程介质的流速，设备的运行状态以及过程数据的处理。
4.1钛板加热器温度控制。在铜电解过程中，电解质温度控制在60/65℃，电解质由钛板热交换器蒸汽加热，建立单回路板式换热器温度控制系统。通过热电偶测量出口电解质的温度，并且通过DCS的PID控制模块执行PID操作。进气阀的开度自动调节。加热器出口温度稳定在设定值，电解液温度自动调节。
4.2液体监控。在整个电解系统中，根据现场环境使用雷达和超声波液位计测量每个罐。为了确保铜电解过程中阴极铜的质量，必须在电解质中连续添加骨胶和盐酸等添加剂。一般来说，工人在规定的时间内准备，而且误差非常大。现在通过观察液位曲线，您可以准确地了解进给速率并及时调整速度。在电解槽下，操作者打开和关闭阳极泥浆中间罐以控制液位。雷达液位计用于控制混合器电机和出口泵的启动，实现液位的自动控制，降低工人的劳动强度。设置高低报警值以及高低报警值。当液位异常时，系统自动报警，提醒操作人员操作，实现液位的远程监控。
4.3计量和测量。在铜电解过程中，为了便于生产统计，有必要准确测量大量的过程介质。流量计安装在所有经过测试的过程管道上，数据实时输入DCS控制系统。DCS控制界面实时显示并设置警报线。发生异常时，控制系统会自动发出提示。生产调整是及时和快速的。
4.4设备控制。
湿式电解车间的全泵控制柜可实现手动按钮操作和远程主机操作。为了具有泵的双重控制功能，在低压电气柜上安装了一个双位旋转开关。开关控制点是本地和远程控制。在DCS系统中，当各种设备正常运行时，需要设置电流和频率转换参数。当system中发生异常时，系统将显示异常提示，否则设备链将自动停止运行。
4.5生产数据处理。在铜电解过程中，需要收集，计算和分析大量数据，为未来的生产调整和生产成本核算提供依据。DCS系统实时显示液体转化率和能耗，并可编程自动化生产报告。由上位机每日自动生成报表，以准确，快速，及时地获取生产数据。
结论
该厂30万吨铜电解项目DCS系统自2012年10月投入运行以来，运行正常，稳定。经过铜电解DCS过程的集中监控，生产数据可以反映生产运行和设备运行状态。及时。主控室监控每台设备的启停操作和相关操作参数，方便查找故障，改善设备管理和维护。采用过程控制DCS系统，提高生产效率，节省人力物力，降低生产成本，提高企业经济效益。
参考文献：
[1]大冶有色300kt/a铜电解设计与生产实践[J].乐安胜,许卫,马登峰,刘毅.中国有色冶金.2015(04)
[2]免疫智能控制算法在JX-300DCS中的应用[J].王君红,刘宝,瞿虎,高娟.化工自动化及仪表.2017(03)
作者简介：李恩萍（1979-），女，汉族，籍贯：马关，学历：大专，职称：电气工程师，研究方向：电气自动化、电子技术
论文作者:李恩萍
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：控制系统论文; 操作论文; 系统论文; 电解质论文; 过程论文; 设备论文; 石灰石论文; 《电力设备》2019年第6期论文;