【摘 要】本文介紹了分別基于羅克韋爾公司的RSLOGIX5000冗余控制系統(tǒng)在義煤集團(tuán)義義馬開祥化工變壓吸附制氫裝置中的應(yīng)用。概述了工藝過程和工藝對(duì)控制系統(tǒng)的要求，著重對(duì)上述這套系統(tǒng)的切復(fù)塔程序進(jìn)行了描述。運(yùn)行結(jié)果表明，上述系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，控制效果良好，能滿足工藝要求。

【關(guān)鍵詞】RSLOGIX5000系統(tǒng)；梯形圖數(shù)組運(yùn)算；變址尋址；PSA切復(fù)塔

1.變壓吸附工藝簡(jiǎn)介

本裝置由14臺(tái)吸附塔，3臺(tái)緩沖罐和一套（雙系統(tǒng)）液壓系統(tǒng)組成。本裝置采用14－4－5方式進(jìn)行吸附劑再生工藝流程，即:裝14個(gè)吸附塔中有4個(gè)吸附塔始終處于同時(shí)進(jìn)料吸附的狀態(tài)。其吸附和再生工藝過程由吸附、連續(xù)五次均壓降壓、逆放、沖洗、連續(xù)五次均壓升壓和產(chǎn)品最終升壓等步驟組成。

由于PSA氫提純裝置是由14臺(tái)吸附塔組成。因而為提高裝置的可靠性，本裝置還編制了一套“自動(dòng)/手動(dòng)”切塔與恢復(fù)程序。即：當(dāng)某一臺(tái)吸附塔出現(xiàn)故障時(shí)，可將其脫出工作線，讓剩余的13個(gè)吸附塔轉(zhuǎn)入13塔方式工作，如果再有吸附塔出現(xiàn)故障則可繼續(xù)切除，依次轉(zhuǎn)入12塔、11塔、10和9塔流程。但這時(shí)，裝置處理氣量和產(chǎn)氫量等指標(biāo)會(huì)發(fā)生變化。

切塔后裝置參數(shù)變化情況如下：

1.1切塔步驟

a.故障塔判斷。當(dāng)某吸附塔的壓力異常、程控閥檢出錯(cuò)、雜質(zhì)超標(biāo)三種問題同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)時(shí)，就認(rèn)為此塔故障，應(yīng)予以切除。此時(shí)DCS將提示操作人員。（吸附塔變成紅色)

b.切塔操作。經(jīng)操作人員確認(rèn)故障屬實(shí)后，直接在DCS上選中故障塔的切除鍵，然后將其置“切除”。則程序?qū)⒆詣?dòng)關(guān)斷該塔的所有程控閥，將故障塔切出工作線。

c.控制機(jī)自動(dòng)將程序切入與切塔前相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，保證切除時(shí)各吸附塔壓力無大的波動(dòng)。

d.裝置正常運(yùn)行。請(qǐng)檢修人員檢修故障塔

e.如果在已切除一臺(tái)吸附塔后又有吸附塔故障出現(xiàn)，則重復(fù)以上的操作即可繼續(xù)切塔運(yùn)行。

1.2切除塔恢復(fù)

當(dāng)被切除塔故障排除后，需要將其重新投入正常運(yùn)行，但如果投入的時(shí)機(jī)、狀態(tài)不對(duì)，將引起較大的壓力波動(dòng)和產(chǎn)品純度變化，甚至可能出現(xiàn)故障和安全事故。為此，本裝置設(shè)計(jì)的自動(dòng)恢復(fù)軟件能夠自動(dòng)找出最佳狀態(tài)恢復(fù)，使系統(tǒng)波動(dòng)最小。

恢復(fù)過程如下：

a.操作人員發(fā)出塔恢復(fù)指令

在控制機(jī)上直接點(diǎn)動(dòng)要恢復(fù)塔的切除鍵，將其置“恢復(fù)”然后確認(rèn)。

b.計(jì)算機(jī)自動(dòng)等待合適的時(shí)間將故障塔恢復(fù)至運(yùn)行程序

程序根據(jù)各塔的壓力狀態(tài)，自動(dòng)確定恢復(fù)后應(yīng)進(jìn)入的最佳運(yùn)行步序， 然后自動(dòng)等待到該步序的最佳切入時(shí)機(jī)，切入新程序。

2.多塔任意切換控制方案的實(shí)現(xiàn)

義馬開祥化工多塔任意切換控制方案以RSLOGIX5000作為過程的基本控制框架，全部應(yīng)用梯形圖實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的切復(fù)塔控制方案。根據(jù)工藝人員給出的切換表，在14切換13塔時(shí)就有14*42＝588種可能性，而工藝要求從14塔一直切到9塔，如果用傳統(tǒng)的直接尋址的方法，是不可能實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)，由于PSA裝置是整個(gè)生產(chǎn)工藝中的重要一環(huán)，是不允許意外停車的，因此我們采用RSLOGIX5000中的數(shù)組運(yùn)算和變址尋址方法，只用梯形圖就實(shí)現(xiàn)了切復(fù)塔。

2.1正常運(yùn)行塔主程序

根據(jù)工藝人員提供的14塔工作的步序表，我們建立了一個(gè)數(shù)組A(X，Y)，X:步數(shù)，Y:工作塔的狀態(tài)；當(dāng)投入運(yùn)行時(shí)，將數(shù)組按變址尋址的方式另一個(gè)數(shù)組A1（X1），A1（X1）的狀態(tài)組給各個(gè)工作塔進(jìn)行循環(huán)運(yùn)行，其它的五種工作方式也一樣。

2.2切塔程序

在切塔時(shí)，我們也采用變址尋址的方式，首先將工作塔編為1－14#，編成一個(gè)數(shù)組B（S），S:塔號(hào)。當(dāng)切塔時(shí)，比如切7#塔，將7復(fù)制到被切塔號(hào)數(shù)組C（S）的第一個(gè)數(shù)以C（1），并將15（任意大于14的數(shù)）給B（7），然后再用PLC的排序程序?qū)?5排到B（14），這樣工作的塔號(hào)變?yōu)?、2、3、4、5、6、8、9、10、11、12、13、14，同時(shí)根據(jù)切塔表也編一個(gè)數(shù)組，將數(shù)組的被號(hào)給13塔的工作的步數(shù)，以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)切塔過程，在程序的一個(gè)掃描周期內(nèi)完成切塔工作。同樣道理，可以一直實(shí)現(xiàn)到9塔運(yùn)行，同時(shí)被切塔號(hào)存于C（1）-C（5）中。這樣的話，在14塔切13塔時(shí)，只有14種可能性，在13切12時(shí)，只有13種可能性，以此類推，10切9時(shí)只有10種可能性。

2.3被切塔恢復(fù)

在復(fù)塔時(shí)，按復(fù)塔表，根據(jù)被復(fù)塔的壓力，等到規(guī)定的步數(shù)時(shí)才進(jìn)行恢復(fù)。因?yàn)橹挥斜磺谐乃艜?huì)被復(fù)，所有9復(fù)10時(shí)只有5種可能性，在13復(fù)14時(shí)只有一種可能性。所有通過變址大大的減少了條件的可能性，減化了程序的編制。

3.結(jié)束語

利用數(shù)組運(yùn)算及變址尋址，RSLOGIX5000僅用梯形圖就實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的切復(fù)塔運(yùn)行，而且非常直接，程序簡(jiǎn)單，修改方便，極大提高了裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。 [科]