关键词：JX-300X OPC 联网 数据库
2005年4月中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司(简称燕化公司)开发能源实时监控与信息管理系统，该系统是燕化公司对水、电、汽、燃料等重要能源数据进行集中管理的有效手段，可对主要能源的生产、传输、供给、平衡以及指标进行测算；对公司能源的合理调度和成本核算；对及时掌握能源损失，实施有效的节能措施提供有效的数据保证。
一 能源实时监控与信息管理系统简介
能源实时监控与信息管理系统具有查看实时数据、查看历史数据、形成各种报表和曲线；定时自动采集各现场数据采集系统下挂仪表的重要时间点数据，实时采集任一仪表数据；自动生成日月水、电、汽报表，母线平衡报表，站损、变损报表及各种图形、曲线，自动计算、分析地区线损；GPS时钟对主站校时，主站自动对现场数据采集设备校时，现场数据采集设备自动对下挂仪表校时；对旁带、换表、换CT传来的电量信息做自动累计处理；系统具有在线诊断和监视功能，监视设备和通道的运行状况，发现故障及时报警及记录；系统具有对仪表远程参数设置功能；联接原有的MIS，在授权级别下实现数据共享等功能。
该系统主要由现
点击看原图 二 JX-300X DCS系统应用于 动力事业部 1. 三电站DCS系统 目前三电站的1～2＃锅炉、1＃汽轮机、脱硫系统均使用SUPCON JX-300X DCS。2004年动力事业部对1＃汽轮机进行了DCS改造，系统由两个控制站(包括热网控制站和汽轮机控制站)，一台工程师站、两台操作员站构成。 JX-300X DCS采用3层网络通信结构，如图2所示。但根据当时实时情况，系统没有构筑管理层网络，只有中间控制层(SCnet II)和底层I/O总线(SBUS内部网络)。 点击看原图 下面就比较复杂的两点进行介绍。 a. 电动阀门操作盘的接入 由于原1＃汽轮机与热网中电动阀门操作盘老化严重，而且没预留接入DCS的接点，在1＃机DCS改造中决定对其进行更换。 DCS中组态跟阀门盘配套，KA为阀门盘电源状态、LSO1全开状态、 LSC1全关状态、KO开阀操作、KC关阀操作，KO、KC信号由DCS根据LSO1、LSC1状态进行自保持。 在接线时，现场部分电动头中没有可单独引出的LSO1、LSC1状态。DCS得不到阀门的行程状态将无法操作，更换电动阀门则需要增加成本。经过讨论，DCS中的行程状态由阀门盘中取KAO、KAC(即在指示灯上并1个继电器)，DCS操作阀门时只输出脉冲信号，由阀门盘实现自保持。考虑到通过KAO、KAC的状态可判断出阀门盘是否有电，DCS中不再单独接电源指示KA。经过这种改造保证了电动阀的正常使用，并节约了成本。 点击看原图 b. 流程图中同步器点动操作的实现 同步器是汽轮机调整负荷的重要装置，1＃汽轮机同步器有电调装置但一直没有使用过，本次改造的目标是把它接入DCS，实现远方控制。DCS操作同步器只需输出两个DO量控制同步器电机的正反转即可。 为实现同步器的远程增减操作，最初同步器操作设计为在流程图上绘制两个开关量，直接操作开关量(如增负荷时，点击流程图弹出操作面板，将开关量置为增，观察负荷满足需求时再将开关量置为停)。 在联机调试中发现，由于同步器行程较短，同步器电机变化较小，即使操作人员操作同步器后立即停止，但由于指令的执行有一定的通信延迟，使得调节幅度的控制难度增加。 考虑到同步器调整需要缓慢、精确的特点，改进操控方式如下： 点击操作按钮对中间变量置值，由中间变量发出一个固定时长的短脉冲信号，脉冲结束时对中间变量复位，一个操作周期结束，操作员观察负荷变化后可再次操作。同步器如果频繁操作会导致电机过热烧毁，因此，输出脉冲的长短既要保证同步器一定的精度又不能过短导致频繁操作。经过计算和试验脉冲时长确定为0.5s。 点击看原图 2. 脱硫系统 脱硫系统在2003年实施技改，采用JX-300X DCS控制，从2004年9月至年底，已连续运行2500h，烟气SO2含量由装置投用前的1300mg/Nm3降至65mg/Nm3，环保效益明显，达到了设计值和北京市环保排放要求。 3#锅炉为水煤浆(CWM)锅炉。控制水煤浆锅炉烟气的SO2排放量是水煤浆锅炉推广的关键之一，但CWM锅炉投产后，发现由于采用炉内钙法脱硫，炉膛温度偏高钙离子失效致使脱硫率远达不到设计值。为早日达到北京市环保排放要求，经在国内多家公司考察论证，于2003年初开始对CWM锅炉进行了脱硫系统改造。 脱硫系统于2003年7月18日竣工投入运行，
a. 脱硫系统工艺
含硫烟气经烟道送入脱硫塔下段，经3组石灰浆喷头喷淋后低温脱硫烟气经脱硫塔上段进入烟囱排出。反应后的CaCO3、CaSO3、CaSO4等副产品由真空皮带机送入石膏厂房进行进一步脱水、脱色产出副产品石膏。
在滤液泵出口至制浆罐的管线上安装有气动调节阀，用以控制制浆罐液位。为保证石灰浆的密度，在定量给料机上安装变频器，通过调整定量给料机的转速保证石灰浆液的密度。在制浆泵出口至供浆罐的管线上安装有气动调节阀，用以控制供浆罐液位。在冲洗水罐的新鲜水补水管上安装气动调节阀，用以控制冲洗水罐液位。在滤液罐的新鲜水补水管上安装气动调节阀，用以控制滤液罐液位。通过调整循环泵后的气动调节阀，调整循环浆液流量最终保证吸收塔出口SO2浓度值。通过调节供浆泵后的气动调节阀，调整石灰浆流量最终保证吸收塔排出浆pH值。
b. 脱硫系统仪表及控制
采用SUPCON JX-300X DCS。系统构
水煤浆锅炉备有烟气在线监测系统一套，SO2在线分析仪一套。其中烟气在线分析系统主要提供锅炉烟气排放过程中主要污染物排放数据，包括烟尘、SO2、NO、NO2、CO等组分。所有数据由上位机经过拨号网络提供给北京市环保局、燕化公司安全环保部及动力事业部安全环保部。
SO2分析仪采用稀释法，依靠固定稀释比测量稀释所用标准零气量反算SO2含量。烟尘浓度依靠激光发射端、接收端测量烟尘对指定波长光吸收量计算烟气中烟尘含量。氮氧化物和CO分别靠化学发光法和气体滤光法测得。系统投用初期问题较多，主要表现在：烟尘测量探头和光源装在烟道两侧，由于烟道振动使照射点偏离，影响计算精度。脱硫系统投用后，由于烟气含水量增加使烟气中的微水对测尘量产生干扰。同时，氧量测量的不稳定也给SO2含量计算造成误差。后经在算法中进行修正，基本解决上述问题。
脱硫系统的部分在线仪表由于工艺包的问题在运行中无法正常使用。在线密度计主要测量石灰浆液的密度，最初用的是音叉式密度测量仪表，但由于系统运行中管线结垢较为严重，造成仪表误差较大，影响石灰浆液流量的控制。2004年经系统改造，更换为一台Texas Nuclear的γ源密度计，能满足系统控制需要。
总的看来，JX-300X充分利用最新信号处理、高速网络通信、软件设计和现场总线技术，并采用高性能的微处理器和先进的控制算法，系统兼具高速可靠的数据输入、输出、运算、过程控制功能和联锁功能，比较适应复杂的应用要求，可称得上是一个全数字、现场化、结构灵活、功能完善、用户界面友好的新型开放式分散控制系统。运行几年来，性能卓越、安全可靠、维护方便、易于扩充，较全面地满足了工艺要求。
三 中石化对管理的新要求
2003年12月26日，公司开始实施综合办公业务处理系统工作。
本项目概括起来是建设两个平台、两个门户：综合办公业务处理平台、数据交换和数据展示平台，企业内部信息门户和企业对外信息门户。
数据交换和展示平台：该平台的建设可把燕化公司生产经营管理活动中的各种信息按照统一规范进行整合。平台处理内容包括：DCS实时数据、实验室管理数据、生产经营计划、销售采购、设备管理、企业人员信息，客户关系管理、供应链管理等多种信息。工程师可对以上数据进行处理，从而实现数据的有效整合，更好了解生产过程各环节情况，及时提供决策数据，提高企业核心竞争力。
系统原2层网络，为将数据采入管理层，同时考虑到其他厂家DCS/PLC数据的采入，采用OPC接口技术，单台JX-300X联入能源系统，结构如图3所示。
其中数据采集现场服务器、通信工作站、远程桌面服务器采用高档普通台式机。配置：Intel 3.0G CPU，1024kM内存，80G硬盘，网卡为主板集成。
全厂共有7套DCS/PLC控制系统，OPC服务器/OPC客户端分布图如图4：
(1)一电站：一套PLC；
(2)二电站：一套DCS、一套PLC；
(3)三电站：现运行的4套DCS有3个品牌：1～2＃锅炉、1＃汽轮机、脱硫系统使用JX-30OX DCS，3＃锅炉使用日本山武Harmonas basic系统，2＃汽轮机使用澳大利亚Citect RTP2200系统。
(4)二供水车间：一套DCS
数据采集现场服务器1#通过安装OPC服务器的工程师站将实时数据通
过iFix的触发器，写入本地Oracle9i服务器。再通过采集器模拟软件将从oracle数据库中读出的数据通过通信工作站写入主控室Oracle数据库。Web用户通过网页查看实时/历史数据和作相应统计报表。高级用户通过远程桌面服务器查看DCS/PLC的流程画面和实时数据。(见图5)。点击看原图
