1、DCS在濕法冶煉中運用摘要：本文在分析鎢濕法冶金特點的基礎上，結合郴州市金剛石鎢制品有限公 司的實際情況，系統介紹了集散控制系統在鎢濕法冶金中的應用。本文主要采用 自動控制技術對傳統的鎢冶煉行業進行了改造。由于鎢濕法冶金過程控制回路多， 連續運行，因此對控制系統的安全穩定提出了更高的要求。在本文中為了滿足生 產過程的需要，提高產品質量，提高生產線的自動化控制水平，提高系統的安全 性和經濟效益，決定采用先進的DCS控制系統代替傳統的儀表控制系統，對鎢濕 法冶金全過程進行監控。關鍵詞：DCS；濕法治煉；運用引言由于鎢濕法冶金過程中控制回路多，連續運行，對控制系統的安全穩定提出 了更高的要求。故障率

2、高，安全性低，不能滿足生產工藝要求。分布式控制系統 （DCS）是一種基于微處理器的分布式綜合控制系統。它集計算機技術、網絡通 信技術和自動控制技術于一體。采用多層次、多層次結構的冗余、自診斷等先進 技術，可以滿足現代生產控制和管理的要求。它已成為工業過程控制的主流系統。1公司背景簡介株洲硬質合金集團有限公司前身是株硬集團鎢治煉廠，是上世紀50年代的國 家建設重點項目之一。公司至今已經發展了半個多世紀。技術和生產能力在國外 處于領先地位。2001年，為整合資源優勢，對郴州石竹園鎢冶煉項目進行了改造。 以APT、AMT、藍鎢等鎢制品為主要產品，采用加壓萃取、結晶、煅燒”工藝， 擁有年產1萬噸鎢制品

3、生產基地。為了充分利用鎢資源，提高回收率，節約能源， 降低消耗和成本，充分發揮技術進步的效益，鎢冶煉行業迫切需要成熟、先進的 計算機技術和網絡技術。經過調查研究，經過多次論證比較，我們決定采用浙江大學中央控制公司的 SUPCON-300X型DCS，并根據公司工廠布局與浙江大學中央控制公司的技術人員 合作。論述了生產過程控制的要求和公司未來的發展方向。通過反復論證，確定 了集散控制系統的結構、規模和最優控制方案。2基本工藝及控制方案公司的鎢濕法冶金生產工藝主要有壓力沸騰、浸出、提純、除雜、萃取0、 蒸發結晶、0干燥、煅燒等，最終產品為純氧化鎢。下面簡要介紹了相關工藝設 計及相應的DCS控制方案。

4、2.1壓煮工序在加壓沸騰過程中，鎢精礦通過螺旋給料機進入球磨機。球磨機達到一定尺 寸后，進入細倉。進料機進入配料池，加入液堿和硝石配料。將料漿送到壓煮槽 內加溫加壓后浸出。浸出后，將鎢酸鈉溶液泵入壓濾機過濾，濾液泵入凈化槽凈 化。在壓力沸騰過程中，需要檢測和控制參數的主要系統有：配料系統、壓力控 制系統（溫度、壓力檢測和控制、超溫、超壓報警）、堿液軟化槽液位控制、硫 酸鎂計量槽自動投料、硫酸鎂計量槽液位控制。硫酸鎂用量、溫控二次洗滌槽、 軟化槽白鎢礦；聯鎖保護控制球磨機。潤滑冷卻油系統、收塵袋自動控制回路、 白鎢礦球磨機給水流量調節等。2.2凈化、調酸工序粗鎢酸鈉溶液經加壓浸出過濾后仍含有大量

5、雜質。將凈化后的鎢酸鈉溶液泵 入硫化槽，加入硫酸鎂去除雜質，然后將凈化后的鎢酸鈉溶液泵入硫化槽，對粗 鎢酸鈉溶液進行硫化。硫化后，在酸浴中加入硫化鈉除去鉬。通過加入硫酸調節 pH值，然后用壓濾機過濾調酸液。主要控制電路有溫度控制、酸度控制、液位控制、劑量控制等。在凈化過程 中，硫酸鎂計量槽可根據工藝要求自動控制進料量，并可與輸送泵聯鎖自動補充。 在調酸過程中，應嚴格控制運行溫度，采用單回路PID算法通過調節汽門開度來 控制運行溫度。通過控制硫酸的積累來控制酸度。采用酸度計在線測量酸調節過 程的pH值。在調酸過程中，由于檢測機構與執行機構的滯后，當實際偏差為零 時，硫酸調節閥關閉。pH值與設定值

6、相反。為了消除這種現象，控制方案采用比 例微分控制方法。在實際應用中，應注意選擇合適的壓差參數（過大的壓差作用 會導致閥門過早關閉，過小的壓差作用會導致過多的加酸）。液位由泵在液位（即高液位停泵,低液位啟泵）啟停的上下限控制。2.3萃取工序除鉬后，將調酸液泵入高位槽中調酸，再泵入萃取槽與有機相混合。溶液中 的鎢酸鹽混合成有機相，雜質用純水洗滌。洗滌后，加載的有機相進入汽提塔， 有機相中的鎢離子以鎢酸銨的形式進入水相，從而將鎢酸鈉轉化為鎢酸銨，并將 其與有機相分離。萃取過程中需要測試和控制的主要參數有：各物料高位槽液位的控制、調酸 液流量的調節、洗滌水、氨水的調節、有機相溶液的裝載等。2.4結晶

7、、干燥、煅燒工序以鎢酸銨溶液為原料，采用蒸發結晶法制備了鎢酸銨（APT）。為了獲得不同 粒徑的APT產品，采用連續結晶和分批結晶的方法。干燥后的APT進入干燥爐， 經螺旋給料機從料倉均勻輸送至分解爐，加熱后還原為氧化鎢。在連續結晶過程中，主要控制回路有液位控制、連續結晶器溫度控制和出料 密度控制。液位控制是通過變頻器控制給水泵的轉速來控制水位，建立了由溫度 和蒸汽溫度組成的連續結晶器串級控制系統。通過控制蒸汽調節閥的開度來控制 結晶器的溫度，可以提高結晶過程中蒸汽的利用率，達到節能降耗的目的。通過 壓差變送器計算出模具內物料的平均密度，并與工藝要求的排放密度設定值進行 比較，從而控制流量控制閥

8、的開度，實現對排放密度的控制。3系統組成SUPCON JX-300X DCS采用先進的計算機硬件技術和成熟可靠的軟件。具有完 善的過程控制功能、數據采集監控功能和先進的控制算法。具有開放性好、擴展 方便、可靠性高的特點。具有國際先進水平的石油化工行業有許多成功案例。3.1系統結構金剛石鎢制品公司的分散控制系統由一個工作站、七個工作站（各車間冗余、 操作系統工作站和ES工作站）、三個控制臺和過程控制網絡分布在三個車間和 質量控制樓。對生產線進行監控。3.2系統控制規模系統的模擬和開關總容量接近1200。3.3系統冗余及可靠性為滿足生產過程的控制要求，進行了以下冗余配置：控制站冗余、通信網絡 冗余

9、等；控制站電源、主控制卡、數據轉發卡冗余、部分控制回路I/O卡冗余。 冗余配置可自動、及時切換，無干擾，各卡具有靈活插拔功能，滿足系統運行維 護要求。控制站通過SBU網絡形成更加分散的控制結構，提高了系統的可靠性。系統 各卡具有專用CPU，負責卡的控制、檢測、計算、處理和故障診斷。提高了各卡 的自一致性，提高了系統的可靠性和安全性。所有的信號都是磁和光電隔離的， 以防止系統干擾。通道間的隔離消除了信號間的干擾，提高了信號處理的可靠性。 為了抑制交流電源的噪聲干擾，采用低通濾波器和屏蔽變壓器將控制站與其它供 電線路隔離。同時，邏輯電路和模擬電路盡量分開，為直流電源提供了良好的去 耦電路。系統具有

10、完善的自診斷功能，故障卡自動隔離，故障自動恢復和實時插 件，故障診斷到卡級并在CRT上顯示，報警及卡上LED顯示，插件在線更換。系 統具有自恢復處理功能，程序恢復后數據不會丟失。4系統功能4.1控制功能I/O處理，系統能完成數據采集、模擬控制和順序控制，包括溫度、壓力、流 量、液位、密度、ph檢測、監控、PID調節和各種復雜調節、各種閥門和泵的啟 動順序控制、運行狀態監控和聯鎖保護。對各種設備，也可以做一些更復雜的操 作。更具體的控制功能。4.2畫面功能系統的強大功能主要體現在以下幾個方面：（1）流程圖畫面。在生產過程中顯示狀態、區域、工藝參數、測量值、設定 值、控制方式（手動/自動狀態）、高

11、低報警等概念。系統將有24頁的流程圖， 再現生產現場設備的各種狀態信息，并能在儀表室中完成大量的控制功能，極大 地改善了員工的工作環境。（2）分組畫面。它可以根據預設值和多個控制回路的顯示信息進行劃分，如 過程參數變量、調節器設置、輸出值、控制方法等，分組是任意的。（3）趨勢畫面。它可以顯示任意數據點的趨勢，可以自由選擇參數變量、不 同的顏色和不同的時間間隔，也可以任意顯示數據軸。具有實時歷史圖像顯示功 能。該系統有55頁趨勢圖，可記錄400多條信息，為指導生產提供了有力保障。（4）報警畫面。它可以顯示所有正在進行的過程參數報警和硬件故障報警， 并根據最新報警順序、報警優先級和狀態的報警時間序

12、列以不同顏色閃爍未授權 報警。（5）自我診斷畫面。選擇控制站查看相應的主卡、數據轉發卡、I/O卡和通 信故障診斷信息。4.3報表功能系統可以打印預格式化的報表，根據需要采集和打印報表數據，定義和修改 打印格式。系統還開發了鍋爐房蒸汽自動計量應用程序。通過記錄壓力變送器在某一特 定時間點的累積流量數據，并在不同的時間段內進行計算和計數，可以得到直接 讀取能力強的數據，為后續的測量和檢驗提供第一手數據。結論該系統操作簡單，維護方便，配置簡單，軟件功能豐富，易于實現一些復雜 的控制方案。該系統在郴州市金剛石鎢制品有限公司運行兩年，控制效果穩定， 軟硬件性能穩定，可靠性高，故障率低。可滿足鎢冶煉企業生產線控制、優化和 管理的需要。大大降低了操作人員的勞動強度，達到了節約人力的目的。提高產