許飛，翟雅旭，許偉

（中國石油烏魯木齊石化公司 化肥廠，烏魯木齊 830019）

烏魯木齊石化化肥廠一合成裝置儀表控制系統(tǒng)主要包括：ESD、DCS系統(tǒng)等。ESD安全控制系統(tǒng)具有故障安全性。即無論是裝置發(fā)生事故還是控制系統(tǒng)發(fā)生故障都要保證生產(chǎn)裝置安全停車,并使裝置處于安全狀態(tài),從而避免事故的發(fā)生,防止對操作人員的傷害及對環(huán)境的污染等。因此系統(tǒng)[1]的安全可靠、動作及時是非常重要的。

ESD緊急停車系統(tǒng)：采用了TRICONEX公司TS3000系統(tǒng)[2]，系統(tǒng)通過TRICON1131.4.1軟件開發(fā)，能實現(xiàn)裝置緊急停車聯(lián)鎖控制等功能；對現(xiàn)場裝置或機(jī)組進(jìn)行安全保護(hù)[3]，防止危險擴(kuò)散造成巨大損失。目前一化裝置系統(tǒng)共分成5個NODE(節(jié)點)，機(jī)架20多個；系統(tǒng)通過網(wǎng)線與上位系統(tǒng)通訊，實現(xiàn)控制信息的讀取與傳遞，與DCS通過MODBUS實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊；系統(tǒng)具有硬件診斷、SOE功能，通過打印歷史記錄信息分析事故事件。

DCS一化采用了日本橫河公司CENTUM-CS3000系統(tǒng)[4]，該系統(tǒng)由兩個域構(gòu)成，所有操作站通過雙冗余V-NET網(wǎng)與控制站連接，實現(xiàn)控制信息的讀取與傳遞；工程師站與操作站之間通過E網(wǎng)連接，實現(xiàn)信息的傳遞，CS3000系統(tǒng)實現(xiàn)的功能有：通過功能模塊實現(xiàn)工藝過程復(fù)雜控制，通過順控表實現(xiàn)空分等裝置的程序控制；通過MODBUS實現(xiàn)與ESD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊，系統(tǒng)具有事件記錄功能可打印歷史趨勢和過程報告，分析事故事件。

1 現(xiàn)狀分析

目前一化空分有兩套裝置分別為4111和4121工段，天然氣壓縮機(jī)兩臺4112K1/K2，氣化爐3臺12F1-1/2/3。凈化工段4116、4126工段，4117合成氨工段。為滿足工藝生產(chǎn)對裝置間聯(lián)鎖對應(yīng)關(guān)系的要求，儀表多次重復(fù)的修改程序中原有的聯(lián)鎖條件從而改變對應(yīng)的聯(lián)鎖關(guān)系。這要求操作人員具有較高的技術(shù)水平和專業(yè)門檻，熟練掌握ESD系統(tǒng)，再者每次的在線修改邏輯耗時耗力且效率低下，在線下裝存在風(fēng)險：在修改程序時誤操作，將錯誤的聯(lián)鎖關(guān)系下裝；下裝次數(shù)過多可能引起系統(tǒng)故障報警；頻繁修改程序可能導(dǎo)致出錯，如果遇到CRC致命錯誤，將會使程序文件損壞無法恢復(fù)。常態(tài)化修改程序以及在線下裝勢必會給安全生產(chǎn)帶來隱患。

通過統(tǒng)計2012年1月到2013年3月期間聯(lián)鎖變更的相關(guān)票證，其中在線修改聯(lián)鎖關(guān)系并下裝的次數(shù)在每年6次以上。而這些聯(lián)鎖變更的主要原因是現(xiàn)有聯(lián)鎖邏輯關(guān)系考慮不夠周全，只能滿足全負(fù)荷下所有裝置運行的聯(lián)鎖關(guān)系。根據(jù)生產(chǎn)形勢，如果只需要部分裝置運行，就要做出相應(yīng)調(diào)整以達(dá)到最合理的節(jié)能增效模式。因此需要一種省時、省力、效率高又合理的聯(lián)鎖優(yōu)化方案，這個方案可以把每次調(diào)整后邏輯關(guān)系的變化都考慮在內(nèi)，以后無需在線下裝程序即可滿足多種對應(yīng)關(guān)系。從而能夠減少下裝程序的次數(shù)，避免引起安全隱患，達(dá)到一化大聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的優(yōu)化、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。

圖1 邏輯圖Fig.1 the logic diagram

圖2 邏輯圖Fig.2 the logic diagram

圖3 邏輯圖Fig.3 the logic diagram

圖4 聯(lián)鎖邏輯圖Fig.4 Interlocking logic diagram

2 聯(lián)鎖邏輯優(yōu)化方法概述

2.1 增加12F1-1/2全停的聯(lián)鎖條件以及旁路開關(guān)d26COS1/2

原有邏輯關(guān)系為12F1-3停26工段停。聯(lián)鎖邏輯優(yōu)化方法：增加12F1-1/2全停的聯(lián)鎖條件，并且增加旁路開關(guān)。通過改變旁路開關(guān)狀態(tài)即可選擇12F1-3?；?2F1-1/2全停對應(yīng)26工段停[5]，見圖1所示。

2.2 增加26停17K1停聯(lián)鎖條件以及旁路開關(guān)g16PBP1/3

原有邏輯關(guān)系為16停17工段停，聯(lián)鎖邏輯優(yōu)化方法：增加26停聯(lián)鎖條件，并且增加旁路開關(guān)g26SPBP1/g26SPBP3，通過改變旁路開關(guān)狀態(tài)可以選擇16?；?6停對應(yīng)17工段停的聯(lián)鎖關(guān)系[6]。如圖2所示。

2.3 增加11P3-1/2停、11P3-1/2與21P3-1/2全停兩個聯(lián)鎖條件以及g12COS1/3/5旁路開關(guān)，g12XZKG、21P3-1/2的選擇開關(guān)

原有邏輯關(guān)系為21P3-1/2停12F1-1，聯(lián)鎖邏輯優(yōu)化方法：增加11P3-1/2停、11P3-1/2與21P3-1/2全停的聯(lián)鎖條件，并且增加旁路開關(guān)，通過改變旁路開關(guān)狀態(tài)可以實現(xiàn)以下對應(yīng)關(guān)系：

1）11P3-1/2停對應(yīng)12F1-1停。

2）21P3-1停對應(yīng)12F1-1停。

3）21P3-2停對應(yīng)12F1-1停。

4）11P3-1/2與21P3-1/2全停對應(yīng)12F1-1停，如圖3所示。

上述為聯(lián)鎖條件對應(yīng)12F1-1停的關(guān)系，此方法應(yīng)用在12F1-2/3的2臺氣化爐，通過對新增旁路開關(guān)的運用，新、老空分液氧泵分別都能對應(yīng)任何一臺氣化爐的聯(lián)鎖對應(yīng)關(guān)系。這種組合關(guān)系可以滿足所有流程變動后的聯(lián)鎖關(guān)系。

2.4 12HIC1閥位開度控制方式選擇

增加旁路開關(guān)12COS1001/1002/100 3，可實現(xiàn)當(dāng)12F1-2/3任意一臺氣化爐停，放空閥12HIC1閥位開度為30%，當(dāng)12F1-2/3全停時，放空閥12HIC1閥位開度為50%，當(dāng)壓力低于聯(lián)鎖值時放空閥12HCV1閥位開度[7]為20%。如圖4所示。

2.5 完善對應(yīng)的相關(guān)操作卡

此次修改聯(lián)鎖邏輯關(guān)系共計8處，在每次聯(lián)鎖關(guān)系變動后都需要人員在工程師站操作，對旁路開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行強(qiáng)置，因此制定了相關(guān)的電子版操作卡，作業(yè)時持卡操作。

3 結(jié)論

本文通過對一化大聯(lián)鎖程序優(yōu)化的方法，通過增加聯(lián)鎖條件以及旁路開關(guān)，可實現(xiàn)不同工況下的聯(lián)鎖變更關(guān)系，有效減少了在線下裝次數(shù)，以及頻繁下裝可能引起的系統(tǒng)故障報警，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，也為操作人員節(jié)省時間提高工作效率。

通過實際運行，這次改造完全滿足了工藝對控制系統(tǒng)的要求。這是儀表專業(yè)作為優(yōu)化控制方案的實例，也是攻關(guān)項目中一大挑戰(zhàn)，這對儀表的日常維護(hù)和推動自動化專業(yè)應(yīng)用技術(shù)的深入發(fā)展定會有所裨益。本廠還將以此為契機(jī)，大力開展技術(shù)創(chuàng)新工作，促進(jìn)儀表專業(yè)的深入發(fā)展。

[1]國家石油和化學(xué)工業(yè)局HG/T20511-2000,安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計規(guī)定[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2001.

[2]北京康吉森自動化設(shè)備技術(shù)有限公司.TRICON安全手冊失效模式分析[Z].

[3]王志剛.SHB-Z06-1999石油化工緊急停車及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計導(dǎo)則[S].北京:中國石化出版社,1999.

[4]陳斌,屈文倩,徐志江.DCS自動化系統(tǒng)的維護(hù)和應(yīng)用探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(18).

[5]北京康吉森自動化設(shè)備技術(shù)有限公司.Tricon設(shè)計與安裝手冊[Z].

[6]北京康吉森自動化設(shè)備技術(shù)有限公司.LAB-Intouch Training[Z].

[7]田芳,諶海云,劉麗.CENTUM-CS3000系統(tǒng)組態(tài)調(diào)試及維護(hù)[J].儀器儀表用戶,2012(6).