富士電機于1975年10月發布DCS系統，是世界上最早研發出DCS系統的廠家之一。AX-2000集散控制系統是富士的第五代產品系統，是開放的新一代綜合控制系統，智能可靠的Process I／O 單元同時也被橫河的CS3000系統所采用。AX-2000系統具有良好的控制性能、實時靈活的通訊能力、直觀清晰的人機接口，系統擴展方便，獲得用戶較高評價。目前AX-2000系統廣泛應用與鋼鐵、化工、紙業、學校、醫院、汽電共生、發電廠等過程。

    臺塑企業自1954年起，即投入PVC相關過程的生產，歷經五十余年之努力，目前ＰＶＣ粉年產能已達二佰八十七萬噸，不僅是臺灣最大生產廠商，且是世界上最大的ＰＶＣ粉生產廠商之一。為爭取大陸內銷市場，臺塑企業積極進行大陸布局，并于大陸寧波經濟技術開發區規劃一石化專區。臺塑集團離子膜燒堿產能達235萬噸/年，其中最大的裝置為120萬噸/年。整廠的自動化控制采用了AX-2000系統，本系統有效融合了高可靠性的技術和符合當代自動化發展要求的通用技術，既能發揮開放性系統優點又能有效避免開放性系統缺點。

 

 

    離子膜制堿工藝是以離子膜的選擇滲透性為基礎的一種制堿方法，它具有節能降耗、生產出的產品質量高等特點。離子膜制堿生產主要包括鹽水、電解和脫氯3部分。通過化學處理方法制備的一次精制鹽水經過碳素管過濾器再次脫除鹽水中所含的固體懸浮物，送人離子交換塔進一步脫除鹽水中的多價陽離子制成二次精制鹽水；電解工序也可劃分為3個部分：陽極液循環部分、陰極液循環部分、電解部分，陽極液循環將二次精制鹽水加酸后連續不斷送人電解槽用以保持電解鹽水的濃度，同時將電解生產出來的氯氣送到下游工序；陰極液循環將保持恒定濃度的成品堿送至貯槽，并將電解生產的H，送至下游工序；電解后的淡鹽水送至脫氯工序脫除游離氯后送化鹽工序。離子膜法燒堿生產對工藝參數要求嚴格，要求二次鹽水所含Ca、Mg、Fe、AI、Ni離子的質量濃度分別為0．02 mdL以下，氯氣和氫氣的純度大于99％，嚴格的工藝指標對控制提出更高的要求。

 

 

    在工業常規控制中，應用最常見的是PID 控制，在DCS系統中，要把PID控制進行離散化處理，以便實現計算機控制。在化工生產中，溫度、壓力、流量通常采用PID調節控制已能滿足工藝要求。而離子膜制堿生產中鹽水的pH 值調節，由于存在系統反饋滯后的影響，常使控制產生擾動，使pH值難以整定。在離子膜制堿生產中，二次鹽水工序的樹脂塔吸附、再生過程按照預計設定的時間實現自動控制。在離子膜法電解工藝中，入槽鹽水和入槽純水的流量需要嚴格控制。電槽氣相壓力的控制是電槽最關鍵的控制，電槽的運行壓力和陰、陽極的壓差要求非常穩定，避免電槽壓差波動引起的膜的機械損傷。離子膜制堿工藝過程十分復雜，對控制方面提出了很高的要求。如果某些工藝參數出現異常，而不能及時得到控制，會對整個裝置造成破壞性影響。為了確保電槽的安全運行，需要在生產裝置中設置了一系列聯鎖動作系統，無論工藝、電氣、儀表三個方面哪一方出現事故狀態，都可以通過聯鎖系統自動切斷電解槽直流供電，關閉加鹽酸閥，保護電槽和離子膜的安全。

 

 

該系統采用中央監視和分散控制的原理。

數據庫站(ADS－PC2000)——對數據庫進行一元化管理。

操作站(AOS－PC2000)——用于設備監控。

控制站(ACS－PC2000)——用于設備控制。控制站通過有效結合EI(電氣和儀表)兩種機能結構。能自由提取在監視控制系統中存儲數據，想得到的數據可隨時被取出。

控制局域網(FL—net相對應)，用于連接控制站，數據庫站，操作站，形成網絡，使得數據得以傳輸。

另外，系統與商用軟件包相連也很簡單，能實現信息的高效率使用。

 

 

 

沉降過程添加劑及沉降后雜質控制

懸浮物濃度控制(二段過濾)

活性碳過濾控制

鈉鎂離子濃度控制(樹脂塔)

整流器及極化整流器聯機控制

槽電壓(大槽)電流自動升降載控制

32%液堿濃度控制

陰、陽極液壓差控制(氫氯氣壓力平衡)

陰/陽極液循環系統

電解槽效率最佳化

槽電壓(小槽)電流、電壓監視系統

a.氯氣冷卻/干燥控制系統

氫氣壓縮控制系統

氫氣純化控制系統

 

   a.鹽酸合成控制系統

   a.廢氣吸收/海波系統

a.工業鹽出料需求演算

b.添加物需求演算

c.懸浮物及鈉鎂離子脫除程序自動化

d.電解槽電力配置演算

4.10. 單組件及儀表設備控制   

4.11. 與DCS/PLC(L1)及特殊儀器(LO)通信

4.12. 與其它計算機系統通信

4.13. 制程數據收集/紀錄功能

 

 

    AX系統運轉穩定正常，系統各項功能按照設計方案即全部投人自動運行，其控制精度和穩定性完全滿足生產的要求。

 

 

參考文獻：