摘要：通过云锡澳斯麦特工程中使用的两套CENTUM CS1000控制系统中输入输出点数和温度测量元件选型的比较!说明了一体化温度变送器在中小型DCS控制系统中的作用"
I前言
云锡Ausmelt熔炼炉DCS控制系统由炉子DCS控制系统和辅助部分DCS控制系统组成，两个系统均选用日本横河YOKOGAWA CENTUM CS1000控制系统。由于对现场检测仪表信号选型不同，造成了系统占用控制站的差异。本文就这个问题进行讨论。
2工艺流程及控制系统
2.1工艺流程
工艺流程图如图1所示。锡精矿及其它物料由抓斗吊分别抓到不同的物料仓中，8台定量给料机按给定的比例进行配料后，物料由输送皮带及预加水双轴螺旋混料机送至Ausmelt熔炼炉，熔炼产品由炉子下部的渣口及锡口排放，熔炼过程中产生的含尘烟气经余热锅炉、表面冷却器、布袋收尘器至尾气治理系统处理后达标排放。
2.2控制系统
本工艺过程控制系统由Ausmelt炉DCS控制系统及辅助部分DCS控制系统组成。炉子DCS系统对Ausmelt炉的入炉物料量、炉子温度、风温、风压、风量、燃煤流量、风煤比、炉子冷却水温度及流量等过程参数进行监测和控制;辅助部分DCS控制系统对配料系统、物料输送系统、余热锅炉系统、收尘系统及尾气治理系统的温度、压力、流量等过程参数进行监测和控制。
炉子DCS系统由两个控制站及两个操作站构成，有模拟量输入点(AI点)55个，模拟量输出点(AO点)15点，开关量输入点(DI点)38点，开关量输出点(DO点)23点。每个控制站的电源、CPU及通讯为冗余配置。
辅助部分DCS系统由3个控制站及两个操作站构成，有模拟量输入点(AI点)86个，模拟量输出点(AO点)26点，开关量输入点(DI点)74点，开关量输出点(DO点)41点。每个控制站的电源、CPU及通讯均为冗余配置。
3 CENTUM CS 1000卡件及一体化温度变送器的应用
3.1 CENTUM CS1000控制系统简介
CENTUM CSI000控制系统#多可连接8个操作站，16个控制站，每个控制站#多可安装5个卡件箱，每个卡件箱可插卡件的数量根据卡件类型的不同而不同。本系统需使用的卡件有AMM 11单通道电流/电压输入模件、AMM42 T两线制变送器多通道(16通道)电流输入模件、AMM12 T多通道(16通道)电压输入模件、AMM32 T多通道(16通道)热电阻输入模件、AMM22 T多通道(16通道)热电偶输入模件、AAM51单通道电流输出模件、ADM12T多通道(32通道)接点输入模件、ADM52 T多通道(32通道)接点输出模件。卡件箱型号为AMN31，每个卡件箱#多可插AMM 11模件16件，或AMM42 T模件I件，或AMM32 T模件1件，或AMM22 T模件2件，或AAM51模件16件，或ADM 12 T模件2件，或ADM52 T模件2件。
3.2炉子DCS系统卡件及检测仪表选型
炉子DCS控制系统中，模拟量输入点检测设备有EJA的压力变送器、罗斯蒙特的多变量流量计、日本横河的电磁流量计、超声波流量计、低温检测元件及高温检测元件等，输入信号包括两线制变送器的标准4-20 rnA (17点)信号、1-5 V电压输入信号(10点)、电阻信号(21点)及热电偶mV信号(7点);模拟量输出信号(26点)全部为标准4-20 mA信号。
如果按照上述信号类型选择CENTUM CS 1000的模件，需要使用AAM 11模件18件(16个控制回路)，冗余量12.5%; AMM42 T模件1件，冗余量150%;AMM12 T模件I件，冗余量33%;AMM32 T模件2件，冗余量52% ;AMM22 T模件1件，冗余量128.6% ;AAM51模件26件，冗余量11.5%;ADM12 T模件2件，冗余量68.4%; ADMA52 T模件1件，冗余量39%;共有模拟量输入通道82个、输出通道26个;数字量输入通道64个、输出通道32个;需要卡件箱11个，因此需要控制站3个。由于本设计在仪表设备选型时，全部选用了一体化温度变送器，因此送入DCS控制系统的信号全部是标准4-20 mA信号，而卡件选择则是:AAM模件18件，冗余量12.5%;AMM42 T模件2件，冗余量10.5%;AMM12 T模件1件，冗余量33%; AAM51模件26件，冗余量11.5%;ADM12 T模件2件，冗余量68.4%; ADMA52 T模件I件，冗余量39%;共有模拟量输入通道66个、输出通道26个;数字量输入通道64个、输出通道32个;需要卡件箱10个，因此只需要控制站2个。
3.3车甫助部分DCS系统卡件及检测仪表选型
在辅助部分DCS控制系统中，模拟量输入点检测设备有EJA的压力变送器、日本横河的电磁流量计、超声波物位计、低温检测元件及高温检测元件等，输入信号包括两线制变送器的标准4-20 mA (52点)信号、1-5V电压输入信号(14点)、电阻信号(8点)及热电偶mV信号(12点);模拟量输出信号(26点)全部为标准4-20 mA信号。本设计中这部分检测设备按照上述信号类型来选择CENTUM CS 1000的模件，需要使用AAM 11模件16件(14个控制回路)，冗余量14.3% ;AMM42 T模件4件，冗余量23.1%;AMM 12 T模件1件，冗余量14.3%;AMM32 T模件1件，冗余量100%; AMM22 T模件1件，冗余量33.3%;AAM51模件29件，冗余量11.5%;ADM12 T模件3件，冗余量29.7% ;ADMA52 T模件2件，冗余量56.1%;共有模拟量输入通道128个、输出通道29个;数字量输入通道96个、输出通道64个;需要卡件箱11个，因此需要控制站3个。
如果仪表设备选型时，温度测量设备全部选用一体化温度变送器，那么送入DCS控制系统的信号全部是标准4-20 mA信号，而卡件选择则是:AAM模件16个，冗余量14.3%;AMM42 T模件5件，冗余量11.1%;AMM12 T模件1件，冗余量14.3% ; AAM51模件29件，冗余量11.5%;ADM12T模件3件，冗余量29.7%; ADMA52 T模件2件，冗余量56.1%;共有模拟量输入通道112个、输出通道29个;数字量输入通道96个、输出通道64个;需要卡件箱10个，因此只需要控制站2个。
4结语
从上述比较中可以看出，温度测量设备使用一体化温度变送器，不但使进入DCS系统的信号全部统一为标准4-20 mA电流信号，大大简化了系统的结构，方便日常维护及管理，而且能大大减少控制系统的投资。表面上增加了检测仪表的投资，但从整个控制系统看，两个系统均由于使用了一体化变送器而减少了一个控制站。每个一体化温度变送器比单一的热电偶或热电阻多投资人民币300-500元，共需增加投资2万元;而每个CENTUM CS 1000控制站约合人民币12万余元，每个控制系统可因此节约人民币约10万余元。在有色金属冶炼过程控制系统中，检测点少，控制、调节回路少是这一类控制系统的特点之一。因此，此类DCS控制系统的设计及选型应紧凑，控制灵活，操作方便，在满足使用目的的前提条件下，尽可能节约投资，使DCS控制系统在有色冶炼过程中更具生命力!为企业创造更多的效益。
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