企业: | 控制网 | 日期: | 2004-06-10 |
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领域: | 电源 | 点击数: | 1831 |
于冬菊
2003年3月底,中石油吉化公司双苯厂进行了年产4万吨的苯酐装置的改造。由原来ABB公司的DCS控制系统更换为YOKOGAWA 公司的DCS,即CS3000系统。新系统具备了功能强大、编程方便、配置灵活、联网便捷和价格合理等特点。下面将针对此次的项目改造,从软硬件两方面分别进行介绍。
1 工艺概述
苯酐装置主要分为两部分即苯酐工段作为主体 ,富马酸工段作为副产品。 生产的原料是液态邻二甲苯,通过压缩空气在气化器中进行雾化。出来的汽相物质通过氧化反应器反应生成苯酐气体(粗PA气体),在经过5台切换冷凝器。在此过程中苯酐气体变成苯酐液体,纯度可达98%。由冷凝器出来的液体再进入两个精馏塔进行精制,先除去其中的轻组分,再进行精馏处理。由精馏得到的便是苯酐产品,进到包装工段,作为最终产品。
由5台切换冷凝器中排出的不溶成分,将进入水洗塔,得到顺酸溶液,作为富马酸工段的原料。进入富马酸工段的顺酸溶液,先进入异构化反应器,进行异构化反应,生成粗的富马酸溶液,再经过粗滤(BF-401装置),进入加压板式过滤机,再进入结晶器及精滤装置(BF-402),最后进入包装工段。 苯酐和富马酸工段的包装部分均有PLC控制,其余均进入DCS系统。
2 系统的硬件、软件配置
CS3000系统的具体配置情况如下: (1) 操作站:即人机接口站共有4台,选用的是Dell公司(Pentium IV处理器,256M内存,40G硬盘)和21寸纯平显示器,用于上位的监视和操作。 (2) 控制站:选用的是FIO型2台柜式FCS。其中配置的模拟量控制点数为132点、模拟量监视点为315点、数字量为471点。卡件的实际配置中冗余量定为20%。 (3) 控制总线:操作站与控制站之间的总线为V-NET(10Mb/s);操作站之间的总线为Ethernet (双绞线),通过集线器进行连接;控制站内部的数据总线ESB bus (传送速率128Mb/s)。 (4) CS3000系统的操作平台为WINDOWS 2000,文件格式采用NTFS形式。系统软件可以实现汉化,方便用户的操作和监视功能,同时也易于掌握。 特别指出: CS3000系统在硬件方面,为控制系统的稳定运行提供了更加可靠的保障,主要体现在:① 新型控制站选用的是双冗余类型。电源、处理器、控制总线(V-NET)均为双重化。其中应用于控制动作的模拟量卡件均应用了双重化的配置,这样更增加了系统控制的可靠性。② 原有ABB系统中的控制站的处理器是四个应用一个后备,而CS3000系统则是一用一备大大增强了运行的稳定性。 3 系统改造的目标和具体实施方案
(1) 系统改造目标 新系统的改造主要是依据原有ABB系统的软件实施方案,结合CS3000系统的自身特点进行改造。最终能够实现系统投运后可靠性高,稳定性好,操作方便,对生产状况反映准确、迅速、快捷、直观,为厂方创造更好的经济效益。 (2) 具体实施方案 ① 硬件方面 将原有系统的控制机柜、安全栅柜、端子柜、操作台全部拆除。现场的信号线直接进入CS3000的端子柜。端子柜再通过KS电缆与控制站中的卡件进行连接。系统配置图如图1所示。 图1 系统配置图 ② 软件方面 由于没有设计方的参与,控制方案要求完全忠于原设计。这就要求在现场工艺及仪表人员的配合下,全部反编译ABB系统的组态文件,经过整理再进行CS3000系统的软件组态工作。 原有DCS系统控制软件的组态方式主要是逻辑图、梯形图、TLL语言及常规控制的复杂回路来实现。 CS3000系统的程控实现方式则是逻辑图、顺控表。这两种方式的可读性强,功能强大,易于编写和维护。 对于原有系统所应用的TLL语言,它的可读性差,难于理解。需要对系统非常熟悉的技术人员才可以读解和维护。而CS3000系统中的程控大多采用顺控表,它的可读性很强,易于掌握。对于顺序的控制过程也可以通过对应用程序的状态监视很好的读解,这样更加便于调试及故障时问题的查找。 ③ 流程图部分 CS3000通过方便的图形组态界面,为用户设计制作了操作方便,图形清晰美观的界面,为用户的日常操作和监视工作提供了优良的界面。图形的制作主要分为两大部份,苯酐和富马酸工段。每个工段的界面主要有总貌窗口、流程图、控制分组、趋势等构成。总貌窗口作为流程图的总汇,由此可以切换到其它流程图画面。而从每个流程图窗口又可以切换到其它相关的流程图、控制分组、趋势图。在图形中需要操作人员操作的仪表面板都做有触屏。 CS3000系统可以提供多画面操作,可以同时监视5个画面,对于原有系统只能进行单画面操作来说,是一个大大的改进。同时对于操作的历史信息可以有大容量的保存,便于事故分析,重要的趋势点还可以定义成长趋势保存,对于生产工艺的操作及优化提供了更多更好的方式。图2是5台冷凝器切换部分的流程图画面。 图2 流程图画面 4 结语
CS3000系统是一个大中型集散控制系统,在改造的过程中,除了忠于原有的控制方案和基本工艺流程图外,依据用户提供的新的需求,笔者制作了更加美观方便的操作画面,例如图形全部立体化,色彩更加丰富,操作更加便捷。控制方面也更加便于增建和维护。 系统的改造在时间紧、任务重的情况下,仅仅用了2个月的时间于2003年5月底顺利投产,系统运行稳定,为厂方创造了良好的经济效益。 |
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