离子膜树脂塔程控在CENTUM CS3000中的实现
1 项目系统概述
南宁化工离子膜烧碱DCS项目使用横河CENTUM-CS3000系统，烧碱年生产能力26万吨，其中隔膜法烧碱10万吨，离子膜烧碱16万吨。本项目计划采用新型节能、环保技术建设4万吨/年自然循环复极式离子膜法烧碱电解装置，代替部分隔膜法烧碱电解装置，保持烧碱总生产能力26万吨规模不变，但使离子膜法烧碱总生产能力达到20万吨。离子膜由日本旭化成设计院设计，其中控制的难点就在于树脂塔的程控，本文主要介绍一下树脂塔程控在CS3000中的实现。 2 树脂塔自动控制系统介绍
从一次盐水工段送来的NaCl含量为305/l温度为50℃的过滤盐水，以一定的流速送入过滤盐水槽，再以过滤盐水泵送经盐水加热器中升温至60℃后送入离子交换树脂塔。通过离子交换，使盐水中Ca2+、Mg2+等多价离子的含量小于规定值。从离子交换树脂塔出来的二次精制盐水通过盐水高位槽进入电解工序。 离子交换树脂塔一般为3台，塔内装填有螯合树脂。三台离子交换树脂塔轮回式运转，两台在线运转，剩下的一台离线进行螯合树脂再生。第一台离子交换树脂塔的作用是除去多价离子，第二台起保护作用。离子交换树脂塔一般每隔24小时进行—次运转和操作的自动切换。螯合树脂再生需使用31wt%的HCl、
32wt%的NaOH和纯水。螯合树脂再生过程中，31wt%的HCl与纯水混合后通过程控阀送入离子交换树脂塔。溶液浓度由流量测量系统控制。32wt%的NaOH以同样方式处理。再生过程中所排出的酸性以及碱性废液送到界区外处理。 2.1 管理程序流程
树脂塔操作的管理流程如下：
第一步：选择需要进行再生的塔，这里为A塔或B塔或C塔，这步操作只能在手动模式下才能进行操作；
第二步：选择再生塔运行时开始的步，从水洗一、反洗、盐酸溶液再生、水洗二、氢氧化钠溶液再生、水洗三、静置一、盐水充填和静置二中选择一步，这步操作只能在手动模式下才能进行操作；
第三步：进行运行模式选择，共有自动（AUTO）、半自动（SEM-AUTO）及手动（MAN）三种模式进行选择；
第四步：通过点击开始按钮并确认后，程序开始运行。 以上操作步骤必须按这四步的顺序进行。 2.2 树脂塔的三种运行状态 2.2.1 AUTO状态运行流程
从选择再生塔开始运行后，另两塔进行盐水充填的过程。当选择的塔完成再生过程后，程序自动切换到下一塔进行再生，如此循环。其中每个塔的生产步骤都从水洗一、反洗、盐酸溶液再生、水洗二、氢氧化钠溶液再生、水洗三、静置一、盐水充填和
静置二的步骤进行。
AUTO状态的中止条件为直到点击停止按钮或紧急停止条件发生。
2.2.2 SEM-AUTO状态运行流程
从选择再生塔开始运行后，另两塔进行盐水充填的过程。当选择的塔完成再生过程后，程序不切换到下一塔进行再生，程序停止。
SEM-AUTO状态中止条件为再生塔的静置二结束后或直到点击停止按钮或紧急停止条件发生。 2.2.3 MAN状态运行流程
从选择再生塔开始运行后，别两塔进行盐水充填的过程。当选择的塔完成选择的开始步后，程序不切换到下一步，也不切换到下一塔进行再生，程序停止。
MAN状态中止条件为再生塔的选择眇结束后或直到点击停止按钮或紧急停止条件发生，程序停止后，另外两塔处于盐水充填的状态。
2.3 DCS的实现过程 2.3.1 程序主框架
程序主框架使用SFC的SEBOL语言的框架结构，SFC通过使用步、移动及连接线3个要素进行记述。SFC的处理流程，其基础是从上开始对步里定义的动作按顺序进行执行的顺序控制。一个步的处理一旦完成，通过移动部分判定是否将处理移动到下一
个步。在SFC处，通过并列记述多个步，可以将步的处理进行分支选择顺控。另外，还可以通过插入标签处理，对中断步的执行进行记述。
SFC块是FCS控制功能之一，是执行SFC记述的程序功能块。SFC块在规模较大的顺序控制、批量控制及设备控制中使用。通过SFC，工程进程管理（状态显示）则转化得更为容易。SFC中步的记述方法可采用SEBOL，顺控表及逻辑图这三种方式，十分灵活。
该项目以顺控表结合SEBOL语言做为步的记述方法，相比较只用SEBOL语言或逻辑图更便于程序设计人员设计，操作人员操作，并可更好的实现跳步及暂停等功能。其中水洗一、反洗、盐酸溶液再生、水洗二、氢氧化钠溶液再生、水洗三、静置一、盐水充填和静置二这九步的子程序都由顺控表来完成，在这个程序框架里做为步进行调用。 2.3.2 步的实现过程
下面以A塔水洗一（WASH-I）为例介绍具体实现过程，采用ST16功能块完成其程控的编制过程以A0，A1，A2…A6为主要程序步骤，B1，B2为子程序步骤。这个程控完成了水洗一的一个生产过程，根据自定义的内部变更的标志位来判断是走Auto模式还是MAN模式的程序走向，这个标志位是一开始程序运行前对运行模式选择后产生的。A塔的其它几步与水洗一只是在工艺上有所不同，具体的程控编制方法和处理过程基本都是一样的，在
这也不做详细叙述。切换过程中的联锁也比较简单在这里不做叙述。 3 结语
树脂塔程控中应用的SFC程序框架结构已成为离子膜项目的程序模版，国内新上离子膜项目大部分都为日本旭化成设计，采用以上的实现思路来完成，可大大提高设备运行的可靠性，提高产品的产量及质量并大大缩短了离子膜项目的制作周期，化繁为简。
离子膜树脂塔程控在CENTUM CS3000中的实现-2019年文档资料
