现场改造中的DCS软件控制方案(转载)-专业自动化论坛-中国工控网论坛

现场改造中的DCS软件控制方案(转载) 点击：4502 | 回复：7

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发表于：2005-04-08 11:02:00

楼主

李志峰先生，辽阳石油化纤公司仪表厂工程师。关键词： DCS　软件组态　　在辽阳石油化纤2002年聚丙烯装置改扩建中，要求原装置设备不动，增加一套新反应釜(R201C)以提高产量。原反应釜共有两套设备(R201A和R201B)，采用并联生产，亦可单独生产，其出料管线R201A与R201B分别使用出料阀E、F和A、B，且两阀均互为备用，出料阀门分别受R201A和R201B液位调节器控制；每套反应釜有两套液位控制器，其控制范围分别为0～100%(变送器量程-1114～-4504mm H2O)和80～100%(变送器量程-1114～-17144mm H2O)以便于操作人员加以控制，正常反应时液位控制指标为95%左右，不低于94%、不高于98%，控制难度较大。由于所有出料管线均安装在V204罐上，设备周围空间较小，无法再增加两个出料阀，给改造带来极大困扰。经仪表、工艺和设计方联合研究，提出在不增加出料阀的情况下，3个反应釜共同使用4个出料阀出料的控制方案。此方案减少了设备投资，但增加了DCS软件的设计难度。　　R201A/B/C出料线去V204的过程控制为：　　(1)V204进料线的控制阀E/F，可由R201A液位和R201C液位切换控制。　　(2)V204进料线的控制阀A/B，可由R201B液位和R201C液位切换控制。一监控系统　　DCS采用Honeywell公司TDC-3000，控制器使用HPM，TPS(Total Plant System)采用WinNT视窗化的人机操作界面，可方便监视、控制当前生产过程，并采集各种过程装置实时数据和保存历史数据，及实时报警与打印；还具有完善的软硬件自诊断能力。　　历史模件HM(History Module)可对过程数据、历史数据进行记录。在UCN网上，通过NIM(Network Interface Module)把APM、HPM与LCN(Local Control Network)网连接在一起，可将各种板卡的数据经运算处理后送到LCN网上。　　HPM具有高度灵活的数据采集输入输出和控制功能，包括常规控制、逻辑控制和顺序控制。使用范围包括连续过程、批量过程、顺序控制以及这些过程的综合应用。HPM具有各种优化的功能模块，可通过组态和编程来满足高度安全和高性能数据采集和控制要求。过程工程师可灵活使用HPM各种控制功能，各种数据点和模块的使用数量可达到HPM设计极限。组态是交互式的，可在TDC3000的通用操作站(US)、通用工作站(UWS)和GUS上完成。二系统软件设计方案　　原系统方案中R201A和R201B输出切换采用硬手动方式，控制盘上有两个两位式控制按钮，分别控制一个继电器，通过NO和NC两对触点控制出料阀的切换。采用这种方式有其弊病，切换瞬间DCS会发出开路报警。因此这次改造将其全部改为软件切换方式，将4个出料阀输出信号分别从4个AO点引出，避免了开路报警。切换控制完全从DCS中实现。　　系统软件设计方案如图所示，在DCS中新建立一个操作组，其中加入4个三位式数字组和点FV、EV、AV、BV，3个状态分别为R201A、R201B、R201C。由它控制出料阀为哪个釜工作，它的输出变量送入逻辑点，输出信号分别送给切换开关(SWITCH)点(R201A_C/R201A_CB/R201B_C/R201B_CB)的S1、S2、S3端，这样切换开关点的输出信号受控于数字组和点，其输出信号有3种选择：A釜或B釜、C釜、备用(SPARE)。最后信号送入模拟量输出点(AO)，分别送往现场的4个控制阀。采用此种设计的优点，首先是直观，4个控制阀的状态一目了然；其次，在操作组中加入一个FLAG点，其输入信号由逻辑点产生判断操作过程，若操作错误，将产生声光报警以提醒操作有误并加以记录。　　对于R201A/R201B/R201C反应釜的液位控制器输出信号的切换采用不同处理方式，由于液位调节器(LRC24_11,LRC2411A)/(LRC24_12,LRC 2412A)/(LRC24_01,LRC2401A)的切换并非经常性，通常控制信号仅使用0～100%量程，因此仅使用DCS切换开关点提供的切换功能及方法。三系统组态介绍　　以系统中的一套回路F阀为例加以详细说明：　　F阀可用于R201A、R201C，其切换开关R201A_CB有3个输入：　　X1：LR11_11B(R201A釜液位控制器切换后的输出) 　　X2：LR01_01B(R201C釜液位控制器切换后的输出) 　　X3：NNNN(实数值0.0) 　　其控制点由FV决定，FV为三位式数字组合点，输出送入逻辑点TESTC的FL(7)、FL(8)、FL(9)，处理后送入切换开关R201A_CB的S1、S2、S3端，构成不同组合完成选择控制。在操作组中使用FV时有3种情况：(1)当选R201A时，FL(7)=1，切换开关R201A_CB的S1=1，使切换开关输出选R201A液位控制器的输出送入LRC_11FV点(AO)后，以4～20mA标准化信号送到现场控制阀FV的电气阀门定位器；(2)当选R201B时，FL(8)=1，S2=1，切换开关输出选R201B；(3)当选SPARE时，FL(9)=1，S3=1，切换开关的输出选NNNN。　　组态点的细目清单略。　　系统投运后，反应良好，界面直观方便；满足了生产装置的需要。和老控制方案相比，设计调试时间很短，现场接线得到简化，可靠性大大提高，维护也很方便。