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新型体系在碳四设备中的效用及研发探讨

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-08-17 08:19:03 来源: 作者:用户11372    浏览次数:1    
摘要

新疆独山子石化总厂乙烯厂30kt/ a的丁二烯抽提装置, 27kt/ a的MTBE和10kt/ a的丁烯1装置,合用一套ABB公司的MOD300分散型控制系统。该系统采用工业标准的多总线子系统和控制器子系统两种硬件结构。本装置的控制器子系统配置了10个控制器,采用1 1的冗余方式,在13根现场总线上挂有140个远程I/O模块,完成对168个控制回路及470个检测回路的数据采集、运算和通讯的功能。多...

新疆独山子石化总厂乙烯厂30kt/ a的丁二烯抽提装置, 27kt/ a的MTBE和10kt/ a的丁烯1装置,合用一套ABB公司的MOD300分散型控制系统。该系统采用工业标准的多总线子系统和控制器子系统两种硬件结构。本装置的控制器子系统配置了10个控制器,采用1 1的冗余方式,在13根现场总线上挂有140个远程I/O模块,完成对168个控制回路及470个检测回路的数据采集、运算和通讯的功能。多总线子系统配置有一个GAT AWAY节点,用于MOD300系统与ABB PLANT NETWORK通讯;一个CONSOLE节点,用于丁二烯抽提装置的人机接口;一个CONSOLE/HISTORY节点,用于丁烯1装置的人机接口及历史数据的记录、再现;一个DPSS(数据处理子系统)节点,提供了组态各种控制、指示回路、信息处理、接口通讯等数据库操作功能。

1关键控制回路及控制方案的改进

1 1原料蒸发单元出口流量及压缩机出口温度的控制

100 #进料蒸发单元是丁二烯装置生产的**个环节,自V 100进料蒸发器顶部采出的混合碳四,进入主洗塔C 201进取萃取,进而进一步进行蒸馏、精馏,直到采出产品1, 3丁二烯。

原设计对V 100出口流量FT 21004的控制,通过手动调节HIC 21002A/ B和自动调节FIC 21004以改变换热量来实现。但在实际生产中为V 100提供90%热量的E 100A/ B的热溶剂要经过3个换热设备的换热,影响因素很多,因此手动调节很不及时。

从而造成流量FT 21004的波动较大。而FIC 21004的调节直接影响进入C 304塔的溶剂/水混合物的量,进一步影响压缩机入口温度的调节,严重时会引起停车。为了解决这个问题,采用如图2所示的改造后的控制方案。

用FIC 21004来调节HV 21001A/ B,以自动调节替换手动调节。用HIC 21002来调节FV 21004,以手动调节替换自动调节。TIC 23017与FIC 21001组成的串级调节回路不变。这样,因为E 100A/ B为V 100的原料蒸发提供90%的交换热量,所以对V 100的出口流量的干扰主要由FIC 21004调节HV 21002A/ B来克服,从而使调节及时、稳定。调节过程是: FT 21004增加(减少) , FIC 21004输出增加(减少) , HV 21002A开度减少(增加) , HV 21002B的开度增加(减少) ,则FT 21004的流量减少(增加)。同时,以手动控制HIC 21002调节FV 21004来细调FT 21004的流量,并使FV 21004保持一定的开度,减少对压缩机出口温度的影响。通过改造控制方案以后,使压缩机的出口温度控制与V 100的出口流量控制分开,互不影响。

实践证明,控制方案改造以后,流量和温度控制得到了很大的改善。

1 2丁烯1球罐氮封连锁控制的实现

丁烯1罐区有5个球罐, 3个常压罐。原设计有一个中间操作室,以常规二次表来实现监控。使用中发现存在无历史趋势、历史记录、故障率高、分散操作人员等问题。基于以上原因,在检修中将罐区24个模拟信号、14个节点信号引入DCS,实现丁烯1罐区的集中监控。在这次改造中,球罐的氮气保压连锁控制是改造的关键。具体工艺要求是:当球罐的压力低于0 4MPa时,进气阀打开,放空阀关闭。进气压力为0 48 0. 53MPa,两阀关闭,压力保持。进气压力高于0 53MPa时,放空阀打开,进行放氮。

根据工艺要求,利用真值表,做出连锁逻辑图。

再利用CCF组态功能完成DCS的组态, CCF功能图所示。

AINP模拟输入模板; COM比较模板;OR, AND, NOT逻辑模板; DOT数字输出模板通过对这些模板组态,从而实现球罐氮气保压连锁控制。

2系统开发

MOD300系统为用户提供了许多应用软件包及各节点充裕的CPU负荷能力和内存,为系统开发提供了有利的条件。

2 1利用系统资源实现压缩机的实时监控

K 301压缩机是丁二烯装置的核心,压缩机能否正常运行,直接关系到装置的平稳生产。原设计以本特立3300系统和ESD( Emergency shutdown)系统共同完成对其状态监测和连锁保护。但本特立3300系统没有安装在操作室,工艺操作人员只能定时观察记录压缩机的状态数据,且系统本身无历史数据记录,因此给压缩机的操作及维护带来了许多不便。为此经过可行性分析,可以利用MOD300的系统功能,将信号自本特立引入DCS,完成实时监控、报警等信息的处理。具体内容如下。

1)硬件连接:本特立3300系统监测仪可以为其记录仪提供4 20mA的模拟信号,但原设计中没有配备记录仪,因此可以将此信号引入DCS.硬件连接图所示。

2)画面建立:利用MOD300系统提供的PAGE BUILD软件包制作修改画面。将压缩机本身及其附属设备的各种状态监测信号、报警信号做在一组画面,将其外围信号做在另外一组画面,便于操作、观察。

3)组态:利用MOD300系统所提供的ConFIG URATOR软件包完成回路组态。

4)环境组态:利用MOD300系统提供的CON CONFIG软件包完成环境的配置。

5)历史记录的组态:利用MOD300系统提供的HISTORY软件包建立历史数据的记录通道,完成历史数据的记录功能。

压缩机信号引入DCS后,实现了实时监测,操作人员可以随时注意报警信息,起到了防患于未然的作用。同时,有了历史数据的记录,能够对压缩机的一个运行周期进行全面的分析,为压缩机的故障判断提供了有力数据资料。

2 2 TCL语言的开发

TCLCATALOG是MOD300系统提供的软件包,它支持TCL ( Taylor control language)语言的开发。

TCL是一个结构化的语言,类似于PASCAL语言。

TCL语言用于开发CCF所不能完成的任务,并且能够和CCF软件连接。

在生产中,为考核各班组的生产平稳性,要求对一些主要的工艺参数进行平稳率监测。具体要求是:每隔10min对规定的主要控制参数做一次检查,判断它们是否超过规定的波动范围,如果超过则记录一次,这样算出每个班每个点的平稳率。程序框图所示。

TCL程序编译完成后,下装到某一个节点运行。再利用REPORTBUILD软件包,建立日报表和周报表,由TCL程序处理数据并发往目的地。

2 3其他改进

1)硬件改进:原每个节点的AC供电是由一个ACDCP端子板供给两个冗余的电源。各个节点互不相关。如果某个节点的ACDCP板有故障,则这个节点就会掉电。重要的节点会影响生产。改造后使一个节点的一个电源由本节点的ACDCP端子板供电。另一个电源从其他节点的ACDCP端子板供电。即使本节点的ACDCP端子板故障,其他节点的ACDCP端子板同样也可以给电源供电。

2) MOD300PCI( Programmable controller interface)的应用。PCI可以在MOD300的多总线和控制器子系统运用,它能够为PC机建立冗余或非冗余的通讯。利用这一功能,通过组态和编制TCL程序。

可以将过程实时数据远传,实现联网。目前,我厂技术人员已经通过开发,将过程实时数据传送至调度部门,并将进一步形成全厂联网。

3)改进ESD系统的报警清晰度。AUGEST系统的CS300系统,报警非常模糊,给故障判断带来了很大的麻烦。利用MOD300系统控制器子系统的串行接口与ESD系统的通讯功能。

3管理软件模块

管理软件主要功能包括:动态工艺流程图实时显示并4s刷新一次屏幕;模拟盘装仪表以棒状图集中显示流程中各关键点数据;正常情况下20min将各参数存入数据库一次,非正常情况4s内将报警点及报警类型和报警时间记录入库并及时输出声光报警;根据*优控制算法,完成数字运算并输出控制量;根据化验结果,键盘输入水质化验数据;实时显示24h内关键参数趋势曲线,并能查阅一年内该参数的历史趋势曲线;查阅投产以来任何时间的历史数据(精确到小时)方便地打印日,月报表;网络数据发布。

4结束语

利用单片机的高可靠性,系统机管理和复杂运行的灵活性构建的二级分布控制系统,协调完成了复杂的水质改性控制和管理任务。通过对软件功能的详细定义,以实时数据库为中心,对各模块合理规划,使所编写的软件具有较高的可靠性,便于维护和扩充。通过有关油田使用结果表明:软件使用方便,功能完善,既满足了工艺控制要求,又便于操作管理。对建有计算机网络的油田,数据传送尤为方便,便于工艺设计所,采油厂,联合站等有关单位协调处理水质,提高了效率。

 
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