摘  要：该文介绍了和利时公司MACSV 控制系统在石化行业的应用，具有推广和借鉴价值。

    关键词：系统配置；控制站；网络

 

    本系统包括山东昌邑石化公司30万吨/年气体分馏、6万吨/年MTBE装置、80吨/小时汽提、2万吨/年硫磺回收联合装置的DCS控制系统，四套装置联合布置，统一管理，分散控制，联合操作，其DCS控制系统采用和利时公司MACSV 系统，完成对上述联合装置的检测及控制，该系统运行稳定、可靠，为该公司生产装置的安全、稳定和长周期运转提供了可靠的保障。

    气分装置是以液态烃为原料，设计处理能力为30万吨/年，液态烃经分馏装置后，可提供大于99.5%(V%)的丙烯作为聚丙烯的原料,装置由液态烃脱硫和分馏部分组成。

    MTBE装置以气分装置生产的混合碳四中的异丁烯为原料与甲醇在酸性催化剂的作用下生成MTBE，装置设计生产能力为6万吨/年产品为纯度99%以上的MTBE，辛烷值为109.5(MON+RON)用作汽油调和剂。

    污水汽提装置采用单塔常压汽提新工艺，在0.1MPA的压力下单塔处理酸性水经脱气除油后进入汽提塔上部。塔底用1.0MPA蒸汽加热汽提，酸性水中硫化氢、氨被汽提，自塔顶经冷凝分液后酸性气送至硫磺回收部分，塔底得到合格净化水，净化水可作为催化、常压等生产装置注水回用。

    硫磺回收部分采用CLAUS部分燃烧法制硫工艺，在大于1250℃的温度下将酸性气中的氨全部转化为氮气和水，采用常规SCOT（还原—吸收）工艺，总硫回收率可达99.8%以上。最后烟囱排放尾气中SO2浓度为477.7MG/M3（4.99KG/H）完全满足国家大所污染物综合排放标准的要求。

           

           
           
           

            

         

         

         


    工艺I/O 测点清单如下：

 

    整套装置DCS系统通常配置4个操作员站、2个工程师站、3台冗余现场控制站及I/O 模块。其中10#控制站完成对30万吨/年气体分馏的控制与监测；11#控制站完成对6万吨/年MTBE装置、控制与监测；12#控制站完成对2万吨/年硫磺回收和80吨/小时汽提装置的控制与监测。四台操作员站分别完成对各个界区的监控，工程师站负责整个系统的软件维护，其中操作员站，服务器，网络，电源冗余配置。

    （l） 服务站主要负责对域内系统数据的集中管理和监视，包括：报警、日志、等事件的捕捉和记录管理，并为域内其他各站的数据请求（包括实时数据、时件信息和历史记录）提供服务和为其他域的数据请求提供服务。

   （2） 工程师站（由操作员站兼任）完成组态修改及下装，包括：数据库、图形、控制算法、报表的组态，参数配置，操作员站、服务站、现场控制站及过程I/O模块的配置组态，数据下装和增量下装等。

   （3） 操作员站进行生产现场的监视和管理，包括：工艺流程图显示，报表打印，控制操作，历史趋势显示，报警管理等。

   （4） 现场控制站又称I/O站，是系统实现数据采集和过程控制的重要站点，主要完成数据采集、工程单位变换、控制和联锁算法、控制输出、通过系统网络将数据和诊断结果传送到系统服务器等功能。

   （5） 现场控制站由主控单元、智能I/O单元、电源单元和专用机柜四部分组成，在主控单元和智能I/O单元上，分别固化了实时控制软件和I/O单元运行软件。

   （6） 现场控制站内部采用了分布式的结构，与系统网络相连接的是现场控制站的主控单元，冗余配置。主控单元通过控制网络（CNET）与各个智能IO单元实现连接。

   （7） 系统采用FM1系列I/O模块及DP主站组成现成控制站，采用ProfibusDP现场总线技术，构成先进的、可靠的DCS分布式控制系统。I/O模块和底座组成现场模块单元（FMU），在现场总线控制系统中成为DP从站。现场控制站主要由I/O模块、底座、电源模块、终端匹配器、DP主站接口卡组成。

    系统网络构架 

    系统的网络由上到下分为、系统网络和控制网络二个层次，系统网络实现工程师站、操作员站、打印服务站，现场控制站与系统服务器的互连，控制网络实现现场控制站与过程I/O模块的通讯。

    系统网络采用可靠性高的双冗余结构，应用时可以保证在任何一条网络失效的情况下都不影响系统通信。系统的网络的拓扑结构为星型，中央节点为服务器。

    系统网络(SNET) 

    由100M工业以太网构成，用于工程师站、操作站、系统服务器与现场控制站、通信控制站的连接，完成现场控制站、通讯控制站的数据下装，服务器与现场控制站、通讯控制站之间的实时数据通讯。

    控制网络(CNET) 

    由PROFIBUS-DP总线构成，用来实现过程I/O模块与现场控制站主控单元的通信，完成实时输入、输出数据的传送。PROFIBUS-DP是专门为自动控制系统与在设备级分散I/O之间进行通讯而设计的。既可满足高速传输，又有简单实用、经济性强等特点。

    根据工艺要求，本装置主要采用简单PID调节，复杂的控制回路有串级调节，分程调节,比值控制等，现简单介绍一下典型的控制方案

                  

           

    
     HSP301A: HSCHARC:=(PS:=3,XX:=0,50,100,8(0),YY:=0,100,100,8(0));(*二级转化器入口温控分程控制A*)

     HSP301B: HSCHARC:=(PS:=3,XX:=0,50,100,8(0),YY:=0,0,100,8(0));(*二级转化器入口温控分程控制B*)

    4.2  酸性气/空气进硫炉流量控制比值控制

          

        
          
 
    各装置来酸性气流量FI6104，与进制硫炉空气流量FI6107进行配比，以获得良好的燃烧效果。

    4.3  燃烧气/空气进尾气炉流量比值控制

                   
   
            

     进尾气炉燃料气与风机出口空气流量进行配比进行调节，以降低能源损耗，提高燃烧效果，

            
  
            

    当PIC151输出为0~50% ，PV151A压控阀打开（0~100%）；

    当PIC151输出50~100% ，PV151B热补偿阀打开（0~100%）.

   遇到紧急情况，当PV151A、PV151B两个阀门都打开，脱丙烷塔顶压力仍然增加，就打开瓦斯放空阀PV151C进行手操进行控制，以保证脱丙烷塔顶压力稳定。

 

    在硫磺回收装置中,尾气炉和制硫炉是重要的工艺设备,所有重要的控制方案和操作都是为了保证这两个燃烧炉的稳定操作和安全进行设计的。按照设计要求，所有的切断阀都必须能够实现在达到连锁条件的情况下，自动打开或关闭，每个联锁条件都能够满足单独投入或解除操作，在装置解除连锁的情况下，能够对每个阀门单独进行开/关操作。自保阀的开关状态在画面进行显示。

    当尾气焚烧炉的K-2621/1，2风机都断电的情况下，关闭进燃烧炉的空气自保阀，切断供给燃料气的自保阀，同时为安全考虑，打开氮气吹扫阀，对燃烧炉进行吹扫，为下次点炉做好准备。

           
 
   5.4  CFC语言联锁组态

            

    当制硫炉风机断电、风机出口流量低于联锁值；或进制硫炉酸性气流量低低、进酸性气缓冲罐压力低低，在以上两个条件同时满足的情况下，关闭酸性气切断阀、打开酸性气放空阀、切断进制硫炉空气阀、打开酸性气缓冲罐放空阀，打开酸性气放火炬阀，同时为安全考虑，打开氮气吹扫阀，对燃烧炉进行吹扫，为下次点炉做好准备。当酸性气缓冲罐压力高高的情况下，及时打开放空阀进行放空。当酸性气压力高高或低低的情况下，及时打开酸性气放火炬阀。

    自去年昌邑石化公司投产至今，DCS系统控制平稳，性能稳定，为该厂带来了可观的经济效益，为国内同类装置提供了借鉴经验，具有推广价值。