现场改造中的DCS软件控制方案(转载) 点击:4500 | 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。



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发表于:2005-06-23 07:44:00
1楼
OK

pp.terry

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发表于:2005-08-16 12:18:00
2楼
不错.我有另外的想法(建议):能不能考虑只用一个液位调节器,将2个液位输入信号作PV选择后(或做2选1),连接到PID液位调节器PV,这样就不需要作调节器选择,是不是更能节约资源(少3个PID控制回路).

lbq_2004

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发表于:2005-10-25 13:59:00
3楼
good!

hukou

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发表于:2005-10-27 13:56:00
4楼
很好

戴云

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发表于:2005-10-31 10:43:00
5楼
很好!

张TOM

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发表于:2007-03-01 15:56:00
6楼
好。

mp44

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发表于:2007-03-02 12:40:00
7楼
好.

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