HONEYWELL PKS系统在湿法脱硫项目中的应用

张吉强 王 强 左 兵

（蓝天环保设备工程股份有限公司，浙江 杭州 310012）

1 简介

中国铝业中州分公司环保排放设备改造项目是对1-5#锅炉进行烟气脱硫，其中#1～3炉合用一个塔，＃4～5炉合用一个塔，采用“石灰-石膏法”烟气脱硫工艺，建设两套脱硫系统，石灰浆液制备和脱硫渣处理为公用部分，6＃锅炉烟气采用双碱法脱硫技术。采用HONEYWELL（霍尼韦尔）的PKS C300 DCS系统实现每套脱硫系统以及公用系统的自动化控制。

2 Honeywell EPKS C300系统的特点

Honeywell公司的控制系统采用了容错以太网技术，对生产的稳定运行起到了保障作用，同时Honeywell公司的控制系统在硬件，软件上都有其优势。

2.1 系统硬件

C300控制器和C系列I/O卡件占用很小的空间，每个C300最多支持64个冗余I/O模件。

C300控制防火墙，在已有可靠的网络架构基础上，增加另外一层高安全防护以实现拒绝接收所有控制器不需要的信息，如果通讯速度变慢，将对那些不重要的信息流进行控制。

机柜内排布和接线的垂直设计更有利于散热管理，减少“热点”。实现更有效现场接线，从顶部和底部进线，具备更自然接线端子，没有大的线缆弯曲，实现了更加紧凑的空间设计。

容错以太网FTE用于系统服务器，操作员站和控制器之间的数据通信。Honeywell专利技术为PKS量身定制开发的FTE驱动突破以太网瓶颈实现优先级选择，使得商用的100Mbps以太网实现容错。FTE以先进的多路由选择替代双网结构传统冗余模式网络。C系列卡件及PMIO收集现场信息，通过IOTA的IOLINK送达到控制器，控制器进行判断和执行。

2.2 系统软件

EPKS R301是针对EPKS C300所有采用的软件系统，它提供了C300卡件运行的软件平台。

Experion的企业模型提供了完善的数据以支持操作员和工程师。允许用户在Experion平台上显示企业结构。Experion企业模型由两个独特的部分构成，资产模型和报警组。Experion的控制策略用Control Builder生成。Control Builder是一个图形化、面向对象的工具，工作在控制执行环境（CEE）下，支持Experion的过程控制器、应用控制器及仿真控制器。

PKS系统组态软件的标准算法库可以非常方便编写各种控制逻辑方案，除了标准算法库之外，PKS还支持各种特殊的算法库，并分别有各自的许可证，如AGA流量计算模块。

3 硬件配置

根据工程需要，整个脱硫系统机柜按#1、#2脱硫和公用系统（含远程I/O站）、6＃炉脱硫系统分为四组。该控制系统包括：三台操作员站、两台工程师站（兼历史数据站）、冗余交换机、DCS控制模件柜（包括：冗余DPU、电源模件）、DCS输入输出模件柜（ 包括I/O模件、功能模件、端子、继电器）、AC220V电源配电柜、打印机及连接电缆、全部的系统软件、监控软件和应用软件等。

4 软件和画面配置

服务器上安装了Windows server 2003操作系统，Console station安装了Windows XP操作系统，是操作员用来与服务器进行通信，获得工厂实时信息和进行实时操作的接口，还提供了从控制器，IOLIM和 ACE节点直接获得过程数据，报警和消息的通道。

5 主要控制特点

5.1 DCS控制范围

a.脱硫系统

主要包括：挡板门 烟气在线监测系统循环泵 排浆泵 除雾器 氧化风机 吸收系统检测仪等。

b.公用系统

主要包括：石灰浆液制备系统 脱水系统工艺水系统等

5.2 典型应用

EPKS提供了多种功能块，能完成几乎所有控制要求，如电磁阀控制，变频电机的控制，PID控制，接近开关控制等。而且其增强的功能及所提供的摸板块，使在新程序组态时减少大量重复性的工作，工作量相对减少。

DEVCTL块是一种多输入多输出点，它提供对马达、泵、开关阀等离散型设备控制的功能块。在脱硫系统中设备主要是电机以及电动执行器。而通过DEVCTL功能块的控制点，就可以达到对设备的各种控制要求，比如自动启动停止，联锁保护以及故障报警等等。

在吸收塔浆液池的下部，沿塔径向布置三台侧进式搅拌器，其作用是使浆液的固体维持在悬浮状态，同时分散氧化空气。

在P[1]输入上连接的是搅拌器的启动条件。根据工艺要求，搅拌器只有在塔里液位高于设定值，且无故障以及在远程位置才能启动，在这些条件不满足的情况下是无法启动的。输入O[0]和O[1]上连接的是自动启停。在联锁投入的情况下，塔内液位高于设定值搅拌器就会自动运行。相反在液位低于设定值时，为了保护设备，搅拌器会自动停止运行。在右边的CMDDISALM.FL输出是一个报警。当启动信号发下去后，在设定的时间内运行信号没有反馈过来，就会产生一个报警。

SCM可以控制生产过程按一定的步骤顺序执行，以完成生产更高一层的自动化，智能化，如锅炉的启动过程，过滤机的水洗过程等等。它主要包括句何时执行该条件的条件块，步骤的执行块及跳转块等。需要注意的是条件块和执行块需要交替进行，不允许两个条件块直接连接，而步骤块在R300中是允许直接连接的。在该块中可以对执行的时间进行设置，氛围最小等待时间及最长执行时间，后者用来表示在STEP块报警生成前，该块可以执行的最长周期。

使用EPKS系统中的顺序控制回路（SCM），可以简单方便的实现除雾器的控制逻辑。

在条件满足的情况下，启动除雾器的顺控程序。程序在执行完一步后根据要求，在时间满足的情况下进行下一步的执行，直到整个运行周期结束。

6 结论

HONEYWELL EPKS控制系统强大的功能模块和其优越性能保证了装置按照设计方案在预定时间内顺利运行。该EPKS系统自2010年10月投用以来，系统运行稳定，没有因DCS系统本身的题目对生产造成过影响，而且由于该系统的开放性、灵活性、易操纵性等优越性能，能够根据生产需要自主的进行一些过程点的组态操作，如一些控制方案的增改、联锁关系的变动，都能够在不影响正常生产的前提下在线修改。