作者：杭州浙江大学电机系（310027） 姚 维 杭州浙江大学控制系（310027） 徐义亨 杜 维来源：《电子技术应用 》

s9000/r150系统在顺酐装置上的应用 摘 要： 描述美国honeywell公司的s9000/r150 dcs系统在顺酐生产过程中的应用，详细介绍了控制系统的总体结构及其组态软件的开发。实际运行结果表明：系统稳定可靠，控制精度高，满足了生产工艺的要求。

关键词： 顺酐 dcs 硬件 软件

１ 工艺简介

顺酐（ｃ４ｈ２ｏ３）全称顺丁烯二酸酐，是一种重要的基本有机化工原料，广泛用于农药、医药、合成树脂等工业领域，主要采用苯氧化法生产。

苯氧化法生产的基本原理是：苯蒸气和空气（或氧气）在催化剂上气相催化氧化生成顺酐。该反应是一个由平行——连串反应组成的强放热反应过程，其化学反应方程式为：

苏州合成化工厂4000t/a顺酐生产工艺流程如图１所示，整个工艺过程包括氧化工序、洗涤工序、精馏工序、蒸汽热水系统和造粒包装工序五个部分。

原料苯和预热后的空气以一定的比例混合后，进入装有催化剂的列管式固定床反应器的顶部，苯氧化生成顺酐，同时放出大量反应热，反应生成气经冷却后，约60%的顺酐在后冷器中冷凝，经分离后送粗酐贮罐等待进一步处理。未分离的含顺酐气体送洗涤塔用工艺水吸收，生成顺酸进入顺酸槽，供后工序精制，尾气排空。精馏塔间隙操作，分批将产品脱水精制。先将邻二甲苯（o－x）灌入精馏塔，再将顺酸送进精馏塔，用邻二甲苯作共沸剂，共沸精馏，脱除水分，再脱邻二甲苯，最后精制顺酐，去掉头尾组分，取中间的顺酐作为合格产品。液态顺酐送成型机制成颗粒状固体产品，经称量包装作为最终产品。

根据生产工艺要求，整个顺酐生产过程的输入／输出信号点数为304点，具体分布见表1。

２ dcs系统组成

顺酐生产过程的ｄｃｓ系统采用了美国honeywell公司的s9000/r150系统，并下挂udc3000单回路控制器的总体结构方案。

honeywell-p.htm" target="_blank" title="honeywell货源和pdf资料">honeywell公司推出的r150版dcs是建立在s9000控制器、620逻辑控制器和pc486监控站平台之上的模块化开放式系统，它采用国际标准的以太网通讯(masnet)，并在windows环境下为用户提供了有效而方便的监控手段，集回路、逻辑控制于一体，增强了绘图、显示、趋势、报警和报表等多种监控功能，使组态更方便，使用操作更灵活。

系统选用三台intel 586工控机作监控站，除具备编程、组态、系统生成功能外，还具备了操作站的所有操作及显示功能。其中1#监控站主要监控氧化、洗涤工序，2#监控站主要监控精馏工序，3#监控站主要监控蒸汽热水、包装工序，三个监控站之间采用以太网通讯，互为热备。此外，系统还配备了一台打印机，定时或随机打印各种报表、图形和报警信息。

系统控制站选用了s9000中的9100e型控制器，它具有32个pid回路控制，640点i/o能力。鉴于每台9100e控制器最大模拟量输入为96点，所以系统选配了两台9100e控制器以及相应的i/o扩展箱，其中一台用于氧化和洗涤工序的数据采集和控制，另一台用于精馏、蒸汽热水和包装工序的数据采集和控制。监控站和控制站之间采用标准的以太网通讯，通讯速率可达10mbps,dcs系统的总体结构如图2所示。

为了保证生产过程的安全可靠，系统除了所有的回路输出均配有手操器外，对生产过程中的重要控制回路采用了udc3000单回路控制器作热备。一旦s9000系统发生故障，可用udc3000进行自动控制或用手操器操作，避免停车。此外，通过组态相应的软件，实现了dcs系统对氧化反应器、精馏塔等重要设备的安全联锁保