化工中水酸水实时管网平衡的设计与实践

吉春山，周 韬，王凌岳,丁丰梅,白 艳,赵延钢

(1.镍钴资源综合利用国家重点实验室，甘肃 金昌 737100;2.金川镍钴研究设计院，甘肃 金昌 737100;3.金川集团股份有限公司，甘肃 金昌 737100)

0 引 言

中水酸水管网平衡管理是中水酸水(此处统称酸性废水)生产、污水处理、生产环保管理部门比较棘手的问题。在环保压力日益加大的今天，做好生产任务和环保指标的平衡显得非常重要。某集团公司二厂区化工中水酸水管网管理还停留在电话管理阶段，存在生产信息比较分散、传递滞后的问题，不能对中水酸水产出端和净化处理端的关键参数进行及时掌控，没有实现集中监视，管网平衡没有统一决策依据，严重影响了生产任务和环保指标的完成。

化工中水酸水产出量和接收量的主要信息来自多套不同的PLC和DCS系统。产出端涉及亚钠、铜硫酸30万53万系统、镍硫酸48万70万系统；接收端主要为污水站酸水应急工序,其中亚钠是浙江中控的DCS系统，硫酸采用的是和利时的DCS系统，污水站采用的是AB的PLC系统。

国际标准数据采集协议包括OPC(OLE for Process Control)、Modbus、IEC60870-101/102/103/104、DNP3、DLT645、BACnet等，本系统主要采用OPC数据采集协议。其中PLC系统自带OPC Server授权，DCS系统需要安装与调试OPC Server。

本文针对以上问题，设计一种中水酸水管网平衡实时监视方法并进行实践应用[1-2]。

1 关键参数实时数据采集

1.1 中水酸水实时数据采集的设计

实时监视系统包括数据采集网络模块[3-4]、实时数据采集模块、实时数据库平台模块。数据采集网络模块采用双网设计，包括工控网和数采网，对工控系统进行有效隔离保护，专网专用。具体数据采集网络如图1所示。

图1 中水酸水实时数据采集网络Fig.1 Real-time data acquisition network of reclaimed water and acid water

1.2 中水酸水产出端重点参数采集

中水酸水产出端重点参数主要包括亚钠、铜硫酸30万53万系统、镍硫酸48万70万系统相关工艺的中水、酸水瞬时流量等。

1)在运行某公司的DCS软件JX-300XD的亚钠系统工控机上，用一种OPCSserver测试软件Fsclient，连接OPCServer：SUPCON.AdvOPCServer.1， 亚钠系统中水瞬时流量FI112、酸水瞬时流量FI111的值进行测试，确保以上数值在Fsclient运行值和工控上运行的数值一致，然后打开某公司的数据采集转发软件OPC2TCP，进行参数配置，运行该软件。

2)分别在年产量为53万t、30万t、48万t、70万t硫酸系统工控机上，运行Fsclient测试中水、酸水的瞬时流量值，53万t的FI7113,FISS204；30万t的FI67105,FISS104；48万t的FI191005,FI41003;70万t的FI41001,FI4901；确保以上数值在Fsclient运行值和工控上运行的数值一致，按照1)中的方法对数据采集转发软件进行类似配置，注意IPAddr和ProgID有所不同。

3)相关数据的实时数据库端组态。

1.3 中水酸水接收处理端实时数据采集

实现中水酸水接收处理端酸水应急工序的关键参数数据采集：

包括1#输送泵电流值SSDL101，压力值SSPT101，变频SSHZI101；2#输送泵电流值SSDL102，压力值SSPT102，变频SSHZI102；3#输送泵电流值SSDL103，压力值SSPT103，变频SSHZI103；4#输送泵电流值SSDL104，压力值SSPT104，变频SSHZI104。具体的数采网关数据采集结果如图2所示。

图2 酸水应急工序重点参数数据采集Fig.2 Data acquisition of key parameters in acid water emergency process

2 中酸水关键参数信息集成

基于OPC的实时数据采集，把不同工艺的分布式控制系统DCS和可编程逻辑控制器PLC数据进行集成，本部分实现中水酸水产出和处理工序全流程画面组态，主要包括如下3个步骤：

1)不同工艺的分布式控制系统DCS和可编程逻辑控制器PLC数据集成；

2)中水酸水产出和处理工序全流程画面组态；

3)虚拟位号编程实现酸水中水平衡。

a)化工酸水总量VB组态

Sub sumacidwater

Dim tag1

dim tag2

dim tag3

dim tag4

dim tag5

Set tag1= AdvPlant.FindTag("FI111_SN")

Set tag2= AdvPlant.FindTag("FISS204_YL")

Set tag3= AdvPlant.FindTag("FISS104_YL")

Set tag4= AdvPlant.FindTag("FI41003_SL")

Set tag5= AdvPlant.FindTag("FI4901_SL")

Call tag1.Read

Call tag2.Read

Call tag3.Read

Call tag4.Read

Call tag5.Read

dim sumacidwater

Set sumacidwater= AdvPlant.FindTag("sumacidwater")

Call sumacidwater.Read

if tag1.value < 0 then

tag1.value =0

else

end if

if tag2.value < 0 then

tag2.value =0

else

end if

if tag3.value < 0 then

tag3.value =0

else

end if

if tag4.value < 0 then

tag4.value =0

else

end if

if tag5.value < 0 then

tag5.value =0

else

end if

sumacidwater.Value=tag1.value+tag2.value+tag3.value+tag4.value+tag5.value

sumacidwater.TimeStamp =Now

sumacidwater.Quality =192

Call sumacidwater.Write

Set sumacidwater=Nothing

End Sub

b)化工中水总量VB组态

Sub sumtest

Dim tag1

dim tag2

dim tag3

dim tag4

dim tag5

Set tag1= AdvPlant.FindTag("FI7113_YL")

Set tag2= AdvPlant.FindTag("FI67105_YL")

Set tag3= AdvPlant.FindTag("FT3901_SL")

Set tag4= AdvPlant.FindTag("FI41001_SL")

Set tag5= AdvPlant.FindTag("FI112_SN")

Call tag1.Read

Call tag2.Read

Call tag3.Read

Call tag4.Read

Call tag5.Read

dim sumtest

Set sumtest= AdvPlant.FindTag("sumtest")

Call sumtest.Read

if tag1.value < 0 then

tag1.value =0

else

end if

if tag2.value < 0 then

tag2.value =0

else

end if

if tag3.value < 0 then

tag3.value =0

else

end if

if tag4.value < 0 then

tag4.value =0

else

end if

if tag5.value < 0 then

tag5.value =0

else

end if

sumtest.Value=tag1.value+tag2.value+tag3.value+tag4.value+tag5.value

sumtest.TimeStamp =Now

sumtest.Quality =192

Call sumtest.Write

Set sumtest=Nothing

End Sub

3 Web发布实现管网监视以及调度平衡

监视画面组态完成后，进行Web发布，随后相关用户通过登录管理网分配网址，可以实现实时监视，通过浏览相关数据，实现中水酸水调度，达到产出接收端的管网平衡[5-6]。具体的发布流程如图3、4所示。

图3 酸水处理流程Fig.3 Flow chart of acid water treatment

图4 酸性废水处理系统Fig.4 Acid wastewater treatment system

4 结 论

1)设计了一套中水酸水数采互联网，通过数采网关实现了工控网和数据采集网的隔离保护，完成多套不同的PLC和DCS的数据采集；

2)实现了中水酸水产出和接收端信息的集成共享，解决了中水酸水的统一调度监视问题等；

3)使用了数采平台自带的虚拟位号，进行软件开发，实现中水、酸水产出端总量的累计实现；

4)实现了整个中水酸水管网的调度平衡，进而保证了生产任务和环保达标。

5 结 语

本文设计了一种中水酸水管网平衡实时监视方法，实现了不同平台、基于PLC和DCS系统的参数实时数据采集并统一集成；实现中水酸水产出和处理工序全流程画面组态；实现了信息共享，为中水酸水管网平衡提供了决策依据。生产调度人员通过把控产出和处理端的中水酸水流量以及处理端应急池的液位进行调度平衡。后期计划在此基础上，开发一套管网配套模型实现自动生产调配。