工业控制系统（DCS）在HFC－134a生产中的应用

摘要：本文主要介绍日本山武Harmonas系统在HFC-134a生产中的应用。
关键词：HFC-134a DDE OPC MIS

一、 前言
HFC-134a（四氟乙烷）是目前全球公认的CFC-12（氟利昂）最佳环保替代产品，它具有优异的物化性能，无毒、无色、无味、不爆、不燃、臭氧耗损潜值（ODP）为0，广泛应用于汽车空调、冰箱、商业制冷行业的制冷剂，并可作为医药 、农药、化妆品、清洗等行业的起雾推进剂和阻燃剂及发泡剂。
二、 工艺流程简介
1 工艺原理
HFC-134a是由无水氟化氢（AHF）和三氯乙烯（TCE）在经过两步化学反应生成的产物。第一步是由AHF和TCE反应生产HFC-133a； 第二步是由HFC-133a和AHF反应生产HFC-134a。
2 工艺流程
工艺流程见下框图


本装置由反应、分离、粗分、精馏、提纯等工序组成。原料AHF和TCE通过泵打入反应系统，且AHF和TCE的进料量应保持一定的比例。反应是在高温催化的条件下进行的，利用电加热器加热使其温度保持在一定的范围内，且温度应均匀分布，否则会造成催化剂的失活。在分离、粗分、精馏、提纯等工艺过程就是利用不同分离组分的沸点不同而进行分离和精馏的。
三、 系统组成
Harmonas系统的上位机由两台操作站，一台工程师站构成，一台打印机组成。下位机由两个控制柜及相应的I/O模块构成。系统在控制器、重要的AO/AI（模拟量输入/输出）模块及系统通讯方面采用冗余技术，大大提高了系统的安全性。系统框图如下：


四、组态
Harmonas系统运行在WINNT SP4平台下，使用WANDERWARE的INTOUCH软件和山武公司图形画组态软件RTC-EDITOR进行组态。该系统的功能强大，界面友好，支持在线组态，方便用户根据实际需要修改组态，满足实际生产的需要。
1 系统组态
系统组态主要是对操作站、工程师站、控制器、I/O模块进行定义，确定操作站、工程师站、控制器的IP地址，确定I/O模块的类型和其地址。
2 点组态
点组态主要是对I/O模块上各通道（硬点）的位号、通道号、类型、量程、单位、报警界限等进行定义，还可以定义各种软点来对硬点进行各种运算。Harmonas系统提供各种算法，满足不同控制的需要。本装置的硬点有600多个，PID控制回路60多个，逻辑控制回路100多个，通过对这些点及回路的组态就可以对整个工艺过程进行监视控制。
3 历史数据组态
历史数据组态主要是对需记录趋势和报表打印的点进行定义。
组态完成后，就可以将组态生成的数据下装到控制器里。
四、 CL程序
Harmonas系统提供CL语言对批量过程或复杂的控制过程进行顺序控制。CL语言是一种高级语言，语法类似C语言。由于生产过程采用强腐蚀的AHF为原料，所以在生产中极易因设备腐蚀而造成停车，如果不能较快的采取措施，则会影响其他系统，因此我们采用CL语言编写紧急停车程序，以快速停车。程序框图如下：


五、 系统集成
Harmonas系统提供DDE(动态数据交换)、OPC(Ole For Process Contorl)等接口，可方便实现系统的扩展。利用DDE将产品质量记录（EXCEL格式）文件读入Harmonas系统，通过OPC接口可将系统集成到企业内部网，可实现对系统的远程监视，构成企业的MIS（管理信息系统）系统。
Harmonas系统已在中化近代环保化工（西安）有限公司HFC-134a装置上运行成功，整个系统从2003年至今，系统运行正常，稳定可靠。