DCS安装、调试中经常出现的问题及改进措

第一篇：DCS安装、调试中经常出现的问题及改进措

DCS安装、调试中经常出现的问题及改进措施

摘要：分散控制系统(DCS)的安装、调试工作，对于保证机组高质量完成168h试运、移交生产、争创精品工程具有十分重要的作用。通过对若干电厂的DCS在使用中经常出现的问题的分析，提出一些有针对性的改进措施。

从热控技术的发展趋势看，今后新建及改造的大机组都将采用分散控制系统(DCS)。DCS的安装、调试工作从厂用受电前开始到机组移交生产，贯穿机组调试工作的始终，对于保证机组高质量完成168h试运、移交生产、争创精品工程具有十分重要的作用。本文重点介绍有关DCS的安装、调试中经常出现的问题及改进措施。

一、DCS的安装要求 1.1 DCS对环境的要求

安装DCS设备时，安装环境对DCS的运行状况有很大的影响，因此要十分重视安装DCS设备的环境。安装DCS设备必须在其安装位置的室内装修、消防、空调等安装工作结束，环境清洁，温度、湿度适宜，必要时能投用空调的情况下才能开始，以避免因温度损伤和积尘脏污造成以后的设备运行隐患。计算机系统附近不应用较大的动力电器设备，不应在计算机室内使用较大功率的对讲机、手提电话等，即环境磁场强度应限制在计算机系统规范所允许的最小磁场强度以下。在华能福州电厂二期工程1号机组的试运过程中曾发生过因在电子设备间使用对讲机造成信号抖动的现象。 1.2 DCS对接地的要求

控制系统的接地是为了给整个系统提供一个统一的、公共的、以大地为零的基准电压参考点。当供电或设备出现故障时，通过有效地接地系统承受过载电流，并迅速传至大地。还可以为DCS设备提供屏蔽、消除干扰。因此，正确的接地是保证控制系统能够稳定、安全运行的关键之一。DCS对接地有非常严格的要求。经验表明，在调试、试运阶段，很多热控系统的故障是由于接地不当引起的。

在接地系统中，比较容易出现的问题有：(1)连接头未压焊或焊接不牢造成虚焊；(2)螺栓连接点因震动而引起松动；(3)连接点因腐蚀引起接触不良；(4)接地极电阻增大，接地极同电网断开；(5)地线布线不合理。 1.3 对电缆敷设的要求

在新疆红雁池第二发电有限责任公司一期工程1号机组的调试过程中，发现DCS端子柜公共端有电压被抬高现象，除去正常工作电压外仍有80～180V交流感应电压，致使部分设备无法正常操作，甚至正常运行的设备莫名其妙跳闸。经过仔细分析和检查，发现电动门开关状态线因与操作电源220V线公用1根电缆，造成开关状态线带上很高的感应电压。经与各单位协商后，将电动门开关状态线单放在1根电缆中，与操作电源分开，此问题才彻底解决。

实践证明，电磁干扰已成为影响仪表显示、自动投入和保护正确动作的重要因素。在抗电磁干扰的诸多方法中，行之有效的措施之一是严格按照强、弱电电缆分层排放的原则进行电缆安装敷设。另外，电缆的走向应尽量远离和避开热源，以免损坏电缆。 1.4 对接、改线的要求

DCS的接、改线工作是实现全厂设备自动化的重要环节。为保证接、改线工作的顺利进行必须注意以下事项：(1)DCS所有外部接、改线工作均由施工单位完成，内部接、改线工作由DCS厂家完成；(2)施工单位在接、改线前应通知调试单位拔出相关模件；(3)已经传动完的接线，施工单位在改动时必须征得调试单位的同意。 1.5 对电源系统的要求

一些小型组在此方面常常有所忽略，甚至部分控制系统只有1路电源。例如，新疆红雁池第二发电厂1号机组的FSSS只有1路电源，后在调试单位的强烈要求下，厂家才对电源系统做了改进。热控控制系统对电源系统的最基本要求是必须有2路电源，且2路电源之间可以正常切换。这样，才能保证控制系统的正常运行。

二、DCS调试中的主要问题 2.1 DCS的静态调试

2.1.1 在DCS调试过程中首先要做的是DCS的受电工作。如果受电工作做得不够仔细，可能造成模件、CPU，甚至主机的损坏。

受电前应主要注意的事项：(1)检查电源回路的绝缘；(2)系统的接地电阻是否满足要求；(3)各分路电源开关应在断开位置；(4)全部功能模件应在拔出位置；(5)必要时应对供电电源波形进行检查。

受电中应主要注意的事项：(1)受电顺序应从总电源开关，机柜电源开关，到模件和子模件逐级进行；(2)受电应逐机柜、逐系统进行，待一个机柜／系统受电测试完毕且恢复正常后，方可给下一机柜／系统受电；(3)受电过程中如遇问题发生，应立即停止受电工作，待分析查明原因，排除故障后再行恢复受电。

2.1.2 在调试过程中经常遇到烧损模件的情况。虽然烧损模件的原因很多，但最主要的还是由于接线错误或就地一些原因导致外回路强电窜入。为防止模件烧损，应注意以下事项：

(1)模件I／O通道测试前，先将模件的外部接线断开，松开模件的电源保险，再插入模件，送上电源保险。模件测试工作完成后，必须将模件推出。

(2)DCS与外接设备传动试验前，先检查端子柜与外回路的接线应正确无误，用万用表检查该设备对应模件所有背针的接地情况以及对地交、直流电压，不应有强电窜入。检查无问题后再插入模件进行试验，试验结束后将模件推出。如该模件上另一设备需要传动时重复上述工作。只有该模件上的所有设备均做过传动试验后方可将模件置于插入位置。

(3)对于未做传动或系统调试的模件，不应在插入位置。

(4)尽量不要带电插拔模件。

(5)加强安装与调试的协调工作，避免同一系统的交叉作业。 2.2 DCS的动态试运

2.2.1 计算机死机的问题 

在国华准格尔发电有限责任公司1号机组和宁夏国电石嘴山发电有限责任公司1号机组调试过程中，均遇到SIEMENS TXP系统中的AP死机问题。其主要原因是：(1)在调试过程中做了大量修改，使得AP内积存了大量垃圾；(2)某些功能区分配不合理，计算机负荷过重等。因此，在机组动态试运中应尽可能对组态不进行任何修改，如确需修改，一定要报请试运指挥部批准后方可进行。修改组态要有记录并由DCS厂家完成。另外，由于TXP系统在运行过程中会自动生成一些垃圾文件，因此要求系统管理员对系统定时进行清理。 2.2.2 缺陷处理 

在华能上安电厂1号机组的168h试运过程中，安装单位热控调试班1个人去就地处理送风机的1个温度测点，不慎将另外1个好的温度测点的线解除，导致机组跳闸。可见机组运行过程中缺陷的处理一定要非常慎重。缺陷处理前，应先填写缺陷处理单，同运行人员联系并经过批准后再进行处理。 2.2.3 信号隔离 

在很多现场的调试过程中，发现凡是就地电动调节执行机构的电动调门在指令回路中均需加装隔离器。主要原因是由于DCS中指令的电源接地直接接至大地，而电动调门的地线不接地，导致电源不匹配使得调门不能正常动作。加装隔离器后DCS的电源浮空，与就地一致。常见的有送风机动叶、引风机静叶、一次风机导叶等，均需加装隔离器。 2.2.4 逻辑问题 

(1)“汽包水位高、低”，“炉膛压力高、低”发MFT信号，最好加2～5s的延时。其目的主要是为了防止信号受到干扰，况且加短暂延时不会对机组产生危害。

(2)MFT逻辑中经常会有“2台火检冷却风机均跳闸”发MFT，而2台火检冷却风机之间也有联锁关系，最基本的一点就是1台火检冷却风机跳闸会联启另外1台风机。但1台风机跳闸在联启另外1台风机的过程中会瞬时出现2台风机都跳闸的状态，这时就有可能导致MFT的发生。因此需要在“2台火检冷却风机均跳闸”发MFT的信号中加延时，延时的长短以能保证2台风机正常联锁的最短时间为宜。类似的情况还有密封风机、空预器等自身跳闸后会影响其他设备运行安全的设备，这些设备的逻辑都要注意严谨。

(3)热控专业在试运值班期间的主要任务之一是设备跳闸后的问题查找及分析。为快速准确找到问题所在，建议重要辅机均做出“首出逻辑”，主要包括MFY逻辑、ETS逻辑、给水泵跳闸逻辑、磨煤机跳闸逻辑等跳闸条件较多的设备。这样，会给事故分析带来便利，利于机组快速启动。另外，问题查明后应尽快汇报给当值项目经理。 2.2.5 其他常见问题 

(1)汽包水位的显示问题。在很多现场都会遇到在额定工况下汽包水位在DCS的显示与电接点的显示偏差较大，达50～100mm。经过压力、温度修正的DCS中显示应该是最准确的。而电接点未经过修正且电极有可能受污染可损坏等原因造成显示不准确。

(2)PLC与DCS之间、旁路系统与DCS之间、DEH与DCS之间的通讯常常会出现中断的现象。这在现场的调试过程中要加以注意。

(3)宁夏国电石嘴山发电有限责任公司1号机组调试过程中经常发生循环水泵PLC控制柜失电的情况。经过仔细查找发现是PLC输入信号的公共端为地线。一旦就地电缆或接点发生接地现象，保险熔断，造成整个PLC柜失电。后来将I／O柜输入回路电源的火、地线反接，避免了烧保险的现象。

(4)旁路系统保护投入问题。根据多个电厂旁路系统运行经验，由于管道及支吊架系统设计以及疏水、暖通管道设计或操作不当等原因，曾多次发生当旁路快开时管道强烈振动乃至损坏事故。故许多电厂旁路快开联锁处于切除状态。例如，石嘴山发电厂1号机组旁路系统在试运过程中，由于高旁快开导致锅炉汽包产生“虚假”高水位而引发MFT。

(5)火检问题。火焰检测器的好坏，是火焰保护能否投入的关键。目前使用的火焰检测器都存在一些问题，主要是火焰检测器“偷看”或“漏看”现象严重及随燃烧工况的变化火焰检测器输出信号不稳定，导致锅炉部分主保护无法正常投入。要解决此问题，在调试过程中就要对火焰检测器不断进行调整，以求达到最理想的效果。对油火焰检测器宁可“漏看”也不允许“偷看”，即提高油火焰检测器的稳定性适当降低灵敏度，以免造成燃油未着而喷入炉膛。对煤火焰检测器宁可“偷看”也不允许“漏看”，即适当提高煤火焰检测器的灵敏度，因为投粉时炉温一般已经较高，煤粉几乎都能燃着。另外，煤火焰检测器的“偷看”显示逻辑可以稍做修改：对应给煤机运行信号和煤火焰检测器探头检测到有火信号“与”后，才在CRT上显示该煤火焰检测器检测有火，否则显示无火。从控制逻辑上解决了显示方面的“偷看”现象，从某种程度上避免了运行人员的误判断。以上方法在宝鸡第二发电厂、华能福州电厂、徐州彭城电厂等都得到了较好的应用。

第二篇：DCS安装、调试中经常出现的问题及改进措施

DCS安装、调试中经常出现的问题及改进措施

从热控技术的发展趋势看，今后新建及改造的大机都将采用分散控制系统（DCS）。DCS的安装、调试工作从厂用受电前开始到机组移交生产，贯穿机组调试工作的始终，对于保证机组高质量完成168h试运、移交生产、争创精品工程具有十分重要的作用。本文重点介绍有关DCS的安装、调试中经常出现的问题及进措施。

一、DCS的安装要求 1.1 DCS对环境的要求

安装DCS设备时，安装环境对DCS的运行状况有很大的影响，因此要十分重视安装DCS设备的环境。安装DCS设备必须在其安装位置的室内装修、消防、空调等安装工作结束，环境清洁，温度、湿度适宜，必要时能投用空调的情况下才能开始，以避免因温度损伤和积尘脏污造成以后的设备运行隐患。计算机系统附近不应用较大的动力电器设备，不应在计算机室内使用较大功率的对讲机、手提电话等，即环境磁场强度应限制在计算机系统规范所允许的最小磁场强度以下。在华能福州电厂二期工程1号机组的试运过程中曾发生过因在电子设备间使用对讲机造成信号抖动的现象。1.2 DCS对接地的要求

控制系统的妆地是为了给整个系统提供一个统一的、公共的、以大地为零的基准电压参考点。当供电或设备出现故障时，通过有效地接地系统承受过载电流，并迅速传至大地。还可以为DCS设备提供屏蔽、消除干扰。因此，正确的接地是保证控制能够稳定、安全运行的关键之一。DCS对接地有非常严格的要求。经验表明，在调试、试运阶段，很多热控系统的故障是由于接地不当此起的。

在接地系统中，比较容易出现的问题有：(1)连接头未压焊或焊接不牢造成虚焊；(2)螺栓连接点因震动而引起松动；(3)连接点因腐蚀引起接触不良；(4)接地极电阻增大，接地极同电网断开；(5)地线布线不合理。

1.3 对电缆敷设的要求

在新疆红雁池第二发电有限责任公司一期工程1号机机组的调试过程中，发现DCS端子柜公共端有电压被抬高现象，除去正常工作电压外仍有80～180V交流感应电压，致使部分设备我法正常操作，甚至正常运行的设备莫名其妙跳闸。经过仔细分析和检查，发现电动门开关状态线因与操作电源220V线公用1根电缆，造成开关状态线带上很高的感应电压。经与各单位协商后，将电动门开关状态线单放在1根电缆中，与操作电源分开，此问题才彻底解决。

实践证明，电磁干扰已成为影响仪表显示、自动投入和保护正确动作的重要因素。在抗电磁干扰的诸多方法中，行之有效的措施之一是严格按照强、弱电电缆分层排放的原则进行电缆安装敷设。另外，电缆的走向应尽量远离和避开热源，以免损坏电缆。1.4 对接、改线的要求

DCS的接、改线工作是实现全厂设备自动化的重要环节。为保证接、改线工作的顺利进行必须注意以下事项：(1)DCS所有外部接、改线工作均由施工单位完成，内部接、改线工作由DCS厂家完成；(2)施工单位在接、改线前应通知调试单位拔出相关模件；(3)已经传动完成的接线，施工单位在改动时必须征得调试单位的同意。

1.5 对电源系统的要求

一些小型机组在此方面常常有所忽略，甚至部分控制系统只有1路电源。例如，新疆红雁池第二发电厂1号机组的FSSS只有1路电源，后在调试单位的强烈要求下，厂家才对电源系统做了改进。热控控制系统对电源系统的最基本要求是必须有2路电源，且2路电源之间可以正常切换。这样，才能保证控制系统的正常运行。

二、DCS调试中的主要问题 2.1 DCS的静态调试

2.1.1 在DCS调试过程中首先要做的是DCS的受电工作。如果受电工作做得不够仔细，可能造成模件、CPU，甚至主机的损坏。

受电前应主要注意的事项：(1)检查电源回路的绝缘；(2)系统的接地电阻是否满足要求；(3)各分路电源开关应在断开位置；(4)全部功能模件应在拔出位置；(5)必要时应对供电电源波形进行检查。受电中应主要注意的事项：(1)受电顺序应从总电源开关，机柜电源开关，到模件和子模件逐级进行；(2)受电应逐机柜、逐系统进行，待一个机柜／系统受电测度完毕且恢复正常后，方可给下一机柜/系统受电；(3)受电过程中如遇问题发生，应立即停止受电工作，待分析查明原因，排除故障后再行恢复受电。2.1.2 在调试过程中经常遇到烧损模件的情况。虽然烧损模件的原因很多，但最主要的还是由于接线错误或就地一些原因导致外回路强电窜入。为防止模件烧损，应注意以下事项：

(1)模件I／O通道测试前，先将模件的外部接线断开，松开模件的电源保险，再插入模件，送上电源保险。模件测试工作完成后，必须将模件推出。

(2)DCS与外接设备传动试验前，先检查端子柜与外回路的接线应正确无误，用万用表检查该设备对应模件所有背针的接地情况以及对地交、直流电压，不应有强电窜入。检查无问题后再插入模件进行试验，试验结束后将模件推出。如该模件上另一设备需要传动时重复上述工作。只有该模件上的所有设备均做过传动试验后方可将模件置于插入位置。

(3)对于未做传动或系统调试的模件，不应在插入位置。(4)尽量不要带电插拔模件。

(5)加强安装与调试的协调工作，避免同一系统的交叉作业。2.2 DCS的动态试运

2.2.1 计算机死机的问题

在国华准格尔发电有限责任公司1号机组和宁夏国电石嘴山发电有限责任公司1号机组调试过程中，均遇到SIEMENS TXP系统中的AP死机问题。其主要原因是：(1)在调试过程中做了大量修改，使得AP内积存了大量垃圾；(2)某些功能区分配不合理，计算机负荷过重等。因此，在机组动态试运中应尽可能对组态不进行任何修改，如确需修改，一定要报请试运指挥部批准后方可进行。修改组态有记录并由DCS厂家完成。另外，由于TXP系统在运行过程中会自动生成一些垃圾文件，因此要求系统管理员对系统定时进行清理。

2.2.2 缺陷处理

在华能上安电厂1号机组的168h试运过程中，安装单位热控调试班1个人去就地处理送风机的1个温度测点，不慎将另外1个好的温度测点的线解除，导致机组跳闸。可见机组运行过程中缺陷的处理一定要非常慎重。缺陷处理前，应先填写缺陷处理单，同运行人员联系并经过批准后再进行处理。2.2.3 信号隔离

在很多现场的调试过程中，发现凡是就地电动调节执行机构的电动调门在指令回路中均需加装隔离器。主要原因是由于DCS中指令的电源接地直接接至大地，而电动调门的地线不接地，导致电源不匹配使得调门不能正常动作。加装隔离器后DCS的电源浮空，与就地一致。常见的有送风机动叶、引风机静叶、一次风机导叶等，均需加装隔离器。2.2.4 逻辑问题

(1)“汽包水位高、低”，“炉膛压力高、低”发，MFT信号，最好加2～5s的延时。其目的主要是为了防止信号受到干扰，况且加短暂延时不会对机组产生危害。

(2)MFT逻辑中经常会有“2台火检冷却风机均跳闸”发MFT，而2台火检冷却风机之间也有联锁关系，最基本的一点就是1台火检冷却风机跳闸会联启另外1台风机。但1台风机跳闸在联启另外1台机机的过程中会瞬时出现2台风机都跳闸的状态，这时就有可能导致MFT的发生。因此需要在“2台火检冷却风机均跳闸”发MFT的信号中加延时，延时的长短以能保证2台风机正常联锁的最短时间为宜。类似的情况还有密封风机、空预器等自身跳闸后会影响其他设备运行安全的设备，这些设备的逻辑都要注意严谨。

(3)热控专业在试运值班期间的主要任务之一是设备跳闸后的问题查找及分析。为快速准确找到问题所在，建议重要辅机均做出“首出逻辑”，主要包括MFY逻辑、ETS逻辑、给水泵跳闸逻辑、磨煤机跳闸逻辑等跳闸条件较多的设备。这样，会给事故分析带来便利，利于机组快速启动。另外，问题查明后应尽快汇报给当值项目经理。2.2.5 其他常见问题

(1)汽包水位的显示问题。在很多现场都会遇到在额定工况下汽包水位在DCS的显示与电接点的显示偏差较大，达50～100mm。经过压力、温度修正的DCS中显示应该是最准确的。而电接点未经过修正且电极有可能受污染可损坏等原因造成显示不准确。

(2)PLC与DCS之间、旁路系统与DCS之间、DEH与DCS之间的通讯常常会出现中断的现象。这在现场的调试过种中要加以注意。

(3)宁夏国电石嘴山发电有限责任公司1号机组调试过程中经常发生循环水泵PLC控制柜失电的情况。经过仔细查找发现是PLC输入信号的公共端为地线。一旦就地电缆或接点发生接地现象，保险熔断，造成整个PLC柜失电。后来将I／O柜输入回路电源的火、地线反接，避免了烧保险的现象。

(4)旁路系统保护投入问题。根据多个电厂旁路系统过行经验，由于管道及支吊架系统设计以及疏水、暖通管道设计或操作不当等原因，曾多次发生当旁路快开时管道强烈振动乃至损坏事故。故许多电厂旁路快开联锁处于切除状态。例如，石嘴山发电厂1号机组旁路系统在试运过程中，由于高旁快开导致锅炉汽包产生“虚假”高水位而引发MFT。

(5)火检问题。火焰检测器的好坏，是火焰保护能否投入的关键。目前使用的火焰检测器都存在一些问题，主要是火焰检测器“偷看”或“漏看”现象严重及随燃烧工况的变化火焰检测器输出信号不稳定，导致锅炉部分主保护无法正常投入。要解决此问题，在调试过程中就要对火焰检测器不断进行调整，以求达到最理想的效果。对油火焰检测器宁可“漏看”也不允许“偷看”，即提高油火焰检测器的稳定性适当降低灵敏度，以免造成燃油未着而喷入炉膛。对煤火焰检测器宁可“偷看”也不允许“漏看”，即适当提高煤火焰检测器的灵敏度，因为投粉时炉温一般已经较高，煤粉几乎都能燃着。另外，煤火焰检测器的“偷看”显示逻辑可以稍做修改：对应给煤机运行信号和煤火焰检测器探头检测到有火信号“与”后，才在CRT上显地该煤火焰检测器检测有火，否则显示无火。从控制逻辑上解决上显示方面的“偷看”现象，从某种程度上避免了运行人员的误判断。以上方法在宝鸡第二发电厂、华能福州电厂、徐州彭城电厂等都得到了较好的应用。

现场4台泵的控制逻辑：

按时间轮询启动泵，并且时间到后自动切到运行累计时间最少的泵（当运行时间都一样时随机启动），当运行的泵故障时自动启动其它3台中运行累计时间最少的泵。

只要你在程序中计算每台泵的用时，然后比较输出。当故障时比较其他三个就可以了。运动时间不可能一样，主要是你用秒还是分钟、小时计时的。

生产系统DCS、ESD、PLC功能及使用 #1 一．自动化控制系统概述（10）1．自动化控制基础 简单的回路控制模型 图

（液位控制比喻）

a)传感器用于生产过程参数检测的检测与变送仪表 b)被控过程和对象 c)控制器 d)执行机构

e)报警保护和连锁等其他部件 2．控制系统的发展

四个发展阶段，即仪表控制系统，数字直接控制系统（DDC，Direct Digital Control）集散控制系统（Distributed Control System）场总线控制系统FCS(Feildbus Control System)二．DCS（Distributed Control System）

集散控制系统又叫“分散控制系统”、“分布式控制系统”。英文：“Distributed control system”简写成“DCS”

集散控制系统特点：以微处理器为基础的采用分散控制、集中显示和操作的新一代控制系统。1.DCS系统的基本结构

DCS系统有三大部分组成： 1)分散过程控制装置

功能：生产过程的各种变量通过它转化为操作监视的数据，操作的各种信息业通过过程控制装置送到各执行机构，对输入输出量进行A/D,D/A转换以及滤波等运算

组成：AI AO DI DO PI PO等功能板，CPU、电源、端子板等 2)操作管理装置

功能：操作员可以通过他了解生产能够过程的运行状况，并通过它发出操作指令给生产过程 组成：人机界面等 3)通信系统

功能：在分散过程控制装置与操作管理装置之间完成数据交换和传递 组成：线缆和接口

2、现场总线控制系统FCS(Feildbus Control System)DCS未来发展的趋势

现场基金会FF（Fieldbus Foundation）

1994年成立10月成立，120成员单位，中国有冶金部自动化研究所、北京华控技术有限公司、中国仪器仪表协会等单位加入。

基金会现场总线是在多台智能化现场设备及自动化系统间的有数字化的双向的多站通信连结而成的一种网络，取代了4--20mA模拟信号标准，用于连结智能现场总想仪表和控制室设备的双向数字多站通信协议。

产品有碳一空分使用的honeywelltdc3000醋酐使用的浙大中控JX-300XP，以及新碳一甲醇使用的emerson的DeltaV等等

3.DCS的系统组成和结构形式 1)DCS的层次结构图

2)结构各部分的组成 3)DCS硬件介绍 主介控制机柜（）

电源，CPU，I/O卡件，通讯卡件，安全栅，继电器等 4)冗余的概念

4CS软件介绍。DeltaV 5.统安全防护（接地防雷）6.应用和故障分析 二．ESD 1.SIS和 ESD 《石油化工安全仪表系统设计规范》（SH/T 3018-2003）安全仪表系统safety instrumented system(SIS)用仪表实现安全功能的系统。系统包括传感器，逻辑运算器，最终执行元件及相应软件等.“安全仪表系统(SIS)也称为紧急停车系统(ESD)、安全停车系统(SSD)、安全联锁系统(SIS)或安全保护系统(SPS).安全仪表系统宜采用经权威机构认证的可编程序控制系统。” 2.ESD简介

ESD是英文Emergency Shutdown Device紧急停车系统的缩写。当工艺过程某些变量发生异常时，由控制系统指令工艺过程紧急地安全地停止生产，以免造成巨大财产损失和人员伤亡事故。

ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求，独立于DCS集散控制系统，其安全级别高于DCS。在正常情况下，ESD系统是处于静态的，不需要人为干预。作为安全保护系统，凌驾于生产过程控制之上，实时在线监测装置的安全性。只有当生产装置出现紧急情况时，不需要经过DCS系统，而直接由ESD发出保护联锁信号，对现场设备进行安全保护，避免危险扩散造成巨大损失。具有关资料，当人在危险时刻的判断和操作往往是滞后的、不可靠的，当操作人员面临生命危险时，要在60s内作出反应，错误决策的概率高达99.9%。因此设置独立于控制系统的安全联锁是十分有必要的，这是作好安全生产的重要准则。该动则动，不该动则不动，这是ESD系统的一个显著特点。

为何要独立设置ESD系统呢？当然一般安全联锁保护功能也可由DCS来实现。但是对于较大规模的紧急停车系统应按照安全独立原则与DCS分开设置，这样做主要有以下几方面原因：

（1）降低控制功能和安全功能同时失效的概率，当维护DCS部分故障时也不会危及安全保护系统;（2）对于大型装置或旋转机械设备而言，紧急停车系统响应速度越快越好。这有利于保护设备，避免事故扩大；并有利于分辨事故原因记录。而DCS处理大量过程监测信息，因此其响应速度难以作得很快；（3）DCS系统是过程控制系统，是动态的，需要人工频繁的干预，这有可能引起人为误动作；而ESD是静态的，不需要人为干预，这样设置ESD可以避免人为误动作。典型压力筛的DCS控制设计 设备原理

筛选是纸浆制造过程中的重要工段,该工段的作用是除去浆中的泥沙、铁丝、垢块、沉淀物及化学浆中的未蒸解物、粗纤维束等杂物以获取良浆。为了获得高质量的纸浆，除了要有合理的筛选流程，性能良好的筛选设备，还必须有好的控制方案和策略。

压力筛又称立式离心筛，因叶片断面似机翼，又称旋翼筛，基本原理如图1所示。纸浆自上而下进入压力筛，旋翼以365～740r/min的速度旋转，在流动过程中良浆通过筛板排出，粗渣从底部排出。

图1 压力筛的基本原理图 基本工艺

汉阳晨鸣纸业公司的10万吨/年苇浆系统的筛选部分工艺合理，设备选用维美德公司的压力筛，控制系统采用北京和利时系统工程股份有限公司的DCS，达到了很好的控制效果。其简易流程如图2所示。蒸煮后的浆液进入喷放槽，由浆泵打入粗晒，粗晒后的尾浆进入跳筛后回到蒸煮。粗晒良浆与一定量的黑液在混和箱混和后打入一段晒；良浆进入真空洗浆机后进入漂白工段，其尾浆去除砂器，经除砂后进入二段晒，二段晒的良浆进入一段晒重新筛选。

图2 压力筛简易流程图 控制要点及策略

压力筛的生产能力大，体积小，可以在较高浓度和温度下工作。但筛选系统是密闭的，所以一旦堵塞筛板就要停车处理，控制的重点也就要围绕稳定生产和防止堵塞筛板进行。因粗晒、一段晒、二段晒的控制基本相同，故选取一段压力筛为例来说明其控制方案，如图3所示。

图3 压力筛控制方案

(1)压力筛的设计有一定的工作压力，只有在合适的压力下才能达到最佳工作状态。故在纸浆进入压力筛以前装有压力变送器，有进口阀实现压力的常规PID控制（图示3回路①）。

(2)进入压力筛的纸浆的浓度应该保持相对稳定，这样可以保证在一定的流量下，单位时间进入压力筛的绝干浆量是稳定的，同时也防止中间槽内纸浆过浓而导致浆泵无法稳定打浆。浓度计安装在浆泵后，而稀释黑液由浆泵前进入。稀释黑液阀和浓度计构成单回路PID（图示3回路②）。

(3)进浆流量的控制牵一发而动全身，在前端它直接影响中间槽的液位，它的流量必须和进中间槽的纸浆量相匹配；在后端，它的流量必须和压力筛的处理能力相匹配；所以该方案选择良浆出口阀来控制进浆量。压力筛的进口和出口压力之差反映了压力筛的工作状态，前后压力差保持在0.01~0.02MPa时压力筛正常工作，压力过大则很可能筛孔堵塞，压力过小则没有正向流量，即没有或者有很少的良浆产出；而良浆出口阀又直接影响压力筛的前后压差。综合考虑中间槽液位、进浆流量、压力筛前后压差，其最佳方案为：中间槽液位与进浆流量串级后输出，该输出与处理后的压力筛压差进行减法比较，其较小者输出控制良浆出口阀。这样在压差较稳定时候自动选择控制液位和流量，在液位和流量比较稳定时自动选择控制压差，达到自动兼顾的控制目的（图示3回路③）。

(4)尾浆的流量非常重要，尾浆率太低会使筛渣浓度过高，造成糊筛甚至挤破筛板；尾浆率太高则降低了压力筛的工作效率。所以尾浆流量要和进浆量按比例控制，尾浆率一般控制在15％～20％的范围内（图示3回路④）。

(5)稀释黑液量必须和尾浆的排出量相匹配，故在控制上选择稀释黑液量与尾浆排量按比例控制（图示3回路⑤）。

此外，压力筛为贵重易损坏设备，它的保护也非常重要。除了对进浆要严格去除砂子等杂质外还要有很多的停机连锁条件，不同的设备厂家有不同的要求，但要求密封水不可中断。控制效果 该控制方案在汉阳晨鸣纸业10万吨/年苇浆和山东晨鸣12万吨/年苇浆的生产工艺上得到成功实践，使制浆工艺的重点和难点工段成为整个工艺过程的亮点。