Application of DetaV DCS in LPG Fractionation Unit

胡佳琦

(中海油上海分公司西湖作業(yè)公司，上?！?00030)

DetaV DCS在液化氣分餾裝置中的應(yīng)用

Application of DetaV DCS in LPG Fractionation Unit

胡佳琦

(中海油上海分公司西湖作業(yè)公司，上海200030)

摘要：介紹了液化氣分餾工藝流程，分析研究了關(guān)鍵工藝參數(shù)控制點(diǎn)，設(shè)計(jì)開發(fā)了液化氣分餾過(guò)程控制系統(tǒng)，詳細(xì)闡述了液化氣分餾裝置控制系統(tǒng)的硬件組成和軟件組態(tài)。控制系統(tǒng)采用美國(guó)Emerson公司的DetaV DCS系統(tǒng)，通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)連接、硬件配置和軟件組態(tài)，實(shí)現(xiàn)液化氣分餾過(guò)程的數(shù)據(jù)采集、單回路控制、復(fù)雜回路控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控以及報(bào)警和歷史記錄收集。經(jīng)投運(yùn)證明，該控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便、控制可靠，保證了液化氣分餾裝置的穩(wěn)定工作。

關(guān)鍵詞：液化氣分餾裝置DetaV DCS數(shù)據(jù)采集回路控制在線監(jiān)控

Abstract：The technological process of LPG fractionation is introduced, the critical process parameters are analyzed and researched, and the control system for LPG fractionation process is designed and developed. The hardware composition and software configuration of this control system are described in detail. Emerson DetaV DCS is selected for the control system, through control network connection, hardware and software configuration, various functions including data acquisition, single loop control, complicated loop control, real time monitoring, alarm and collection of historical records are implemented. Having been put into operation, it is verified that the control system is reliable, easily to operate, and ensures the stable operation of LPG fractionation unit.

Keywords：LPG fractionation unitDetaV DCSData acquisitionLoop controlOnline monitoring

0引言

液化氣中含有丙烷、丁烷、戊烷以及其他重組分烴。通過(guò)分餾，可以分離出液化氣中的不同組分，提高經(jīng)濟(jì)效益[1]。

隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，DCS系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于液化氣分餾的過(guò)程控制，極大提升了控制精度和效率[2]。Emerson DetaV DCS系統(tǒng)作為新一代開放型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，將DCS的性能與PC完美結(jié)合，完全兼容Windows7操作系統(tǒng)，具有開放的操作環(huán)境、方便的控制組態(tài)和實(shí)時(shí)的監(jiān)控功能。中海油上海分公司西湖作業(yè)公司天然氣處理廠項(xiàng)目采用Emerson DetaV DCS系統(tǒng)作為液化氣分餾生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)，對(duì)工藝過(guò)程實(shí)施監(jiān)控，取得了良好的效果。

1液化氣分餾工藝

液化氣進(jìn)入脫丙烷塔中部，在向下流動(dòng)過(guò)程中，依次和各層塔板上升的蒸汽接觸，液相中組分較輕的丙烷部分汽化，重組分濃度逐漸增高。下流的液體經(jīng)過(guò)多層塔板部分汽化，最終塔底可以得到含輕組分極少的合乎質(zhì)量要求的重組分產(chǎn)品。丙烷從脫丙烷塔頂部經(jīng)空冷器冷凝后進(jìn)入回流罐，回流罐液相經(jīng)脫丙烷塔回流泵增壓，一部分作為塔頂回流，另一部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后進(jìn)入丙烷儲(chǔ)罐；脫丙烷塔塔底液相一部分進(jìn)入脫丙烷塔再沸器換熱后返回塔底，另一部分被送至脫丁烷塔中部作為進(jìn)料。按同樣的原理，從塔頂脫出丁烷，將塔底液相作為進(jìn)料送入脫戊烷塔中部，從塔頂脫出戊烷，將塔底液相送入穩(wěn)定輕烴球罐存儲(chǔ)。各塔在操作中既有它們的連續(xù)性，又有它們的獨(dú)立性，操作中只有保持各塔的產(chǎn)品質(zhì)量，才能保證系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量。

分餾各操作參數(shù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響分析如下。

① 壓力：液化氣具有沸點(diǎn)低、蒸汽壓力大的特點(diǎn)，塔壓稍有下降，液化氣將很快揮發(fā)，并產(chǎn)生氣液夾帶現(xiàn)象，降低分餾效果。因此，要嚴(yán)格控制壓力，波動(dòng)范圍不超過(guò)±0.05 MPa。

② 溫度：主要影響塔的壓力，溫度升高，塔壓也隨之升高。根據(jù)情況通過(guò)調(diào)節(jié)塔底重沸器的熱介質(zhì)量來(lái)調(diào)節(jié)溫度。

③ 回流量：回流的作用一方面是提供塔板上的液相回流，以達(dá)到汽、液兩相充分接觸、傳質(zhì)、傳熱的目的；另一方面取走塔內(nèi)剩余的熱量，維持全塔的熱平衡，以利于控制產(chǎn)品的質(zhì)量。

④ 液位：各塔壓力相差較大，因此液面調(diào)節(jié)不能過(guò)于劇烈，防止塔液面蒸空，重沸器干涸。

2DCS系統(tǒng)配置

2.1　系統(tǒng)硬件

分餾裝置過(guò)程控制采用Emerson DetaV DCS系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由工作站、冗余控制網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)控制部分構(gòu)成[3]。

2.1.1工作站

DetaV系統(tǒng)工作站是DetaV系統(tǒng)的人機(jī)界面，通過(guò)系統(tǒng)工作站，企業(yè)的操作人員、工程管理人員及企業(yè)管理人員可隨時(shí)了解、管理并控制整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)及計(jì)劃。

DetaV系統(tǒng)工作站分為三種：工程師站、操作員站、應(yīng)用站。

① 工程師站

本系統(tǒng)配置1臺(tái)工程師站。工程師站包含DetaV系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)庫(kù)，能將系統(tǒng)的所有位號(hào)和控制策略映射到DetaV系統(tǒng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備。工程師站擁有配置系統(tǒng)組態(tài)、控制及維護(hù)的所有工具，如IEC 1131圖形標(biāo)準(zhǔn)的組態(tài)環(huán)境、完整的圖形庫(kù)和相關(guān)的控制策略[4]、OPC以及圖形和歷史組態(tài)工具。此外，通過(guò)工程師站設(shè)置系統(tǒng)許可和安全口令，可實(shí)現(xiàn)用戶權(quán)限管理。

② 操作員站

本系統(tǒng)配置3臺(tái)操作員站。操作員站可提供友好的用戶界面、高級(jí)圖形、實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)、由用戶規(guī)定的過(guò)程報(bào)警優(yōu)先級(jí)和整個(gè)系統(tǒng)安全保證等功能。通過(guò)操作員站可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)視和調(diào)節(jié)控制、直觀的流程畫面顯示、報(bào)警處理、歷史趨勢(shì)記錄及報(bào)表打印。

③ 應(yīng)用站

本系統(tǒng)配置1臺(tái)應(yīng)用站。應(yīng)用站用于支持DetaV系統(tǒng)與其他通信網(wǎng)絡(luò)，如工廠管理網(wǎng)之間的連接。應(yīng)用工作站可運(yùn)行第三方應(yīng)用軟件包，并將第三方應(yīng)用軟件的數(shù)據(jù)鏈接到DetaV系統(tǒng)中。此外，應(yīng)用工作站還可以通過(guò)OPC服務(wù)器，將過(guò)程信息與其他應(yīng)用軟件集成，可支持每秒2萬(wàn)多個(gè)過(guò)程數(shù)據(jù)的通信，可以在與之連接的局域網(wǎng)上設(shè)置遠(yuǎn)程工作站。遠(yuǎn)程工作站可以具備與DetaV系統(tǒng)本地工程師站或操作員站完全相同的功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)DetaV系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)視等操作。

通過(guò)應(yīng)用工作站，可以監(jiān)視最多25 000個(gè)連續(xù)的歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)與歷史趨勢(shì)，大大提升歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)量。

2.1.2冗余控制網(wǎng)絡(luò)

DetaV系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)是以10/100 Mbit/s以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的冗余的局域網(wǎng)(LAN)。系統(tǒng)的所有操作站及控制器均直接連接到控制網(wǎng)絡(luò)上，不需要增加任何額外的中間接口設(shè)備。

網(wǎng)絡(luò)的冗余設(shè)計(jì)提供了通信的安全性。DetaV系統(tǒng)的工作站和控制器都配有冗余的以太網(wǎng)口，通過(guò)兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)及連接的電纜，建立兩條完全獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。主網(wǎng)通信若出現(xiàn)故障，可通過(guò)副網(wǎng)繼續(xù)通信，保持網(wǎng)絡(luò)暢通[5]。

2.1.3現(xiàn)場(chǎng)控制部分

現(xiàn)場(chǎng)控制部分由機(jī)架、控制器和I/O卡件組成。

機(jī)架為控制器和I/O卡件提供電源和數(shù)據(jù)傳輸總線。控制器和I/O卡件安裝在機(jī)架插槽中，由機(jī)架提供電源。由輸入卡件采集的現(xiàn)場(chǎng)變送器信號(hào)經(jīng)機(jī)架底板的數(shù)據(jù)傳輸總線送至控制器，經(jīng)控制器運(yùn)算后輸出的控制信號(hào)也通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸總線送至輸出卡，控制現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

控制器是控制策略的執(zhí)行部分，由工程師站組態(tài)的控制策略通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)下載到控制器中?？刂破髂茉?0 ms內(nèi)完成從輸入通道接收信息、調(diào)用控制策略算法，并將計(jì)算數(shù)據(jù)輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一系列工作。

控制器采用冗余配置，I/O實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)主動(dòng)上傳方式同時(shí)上傳給主控制器和備用控制器。正常情況下，主控制器和備用控制器同步刷新輸入數(shù)據(jù)、執(zhí)行控制程序，但只有主控制器進(jìn)行輸出I/O設(shè)備的控制[6]。備用控制器不斷監(jiān)測(cè)主控制器狀態(tài)，當(dāng)主控制器故障時(shí)，備用控制器就會(huì)在不需要初始化和用戶干預(yù)的情況下，接管對(duì)輸出I/O的控制，自動(dòng)提供連續(xù)無(wú)擾動(dòng)控制。

I/O卡件是DetaV系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)儀表的接口，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)輸入與控制數(shù)據(jù)輸出。I/O卡均為模塊化設(shè)計(jì)，可即插即用、自動(dòng)識(shí)別、帶電插拔。

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2　軟件組態(tài)

2.2.1現(xiàn)場(chǎng)控制器組態(tài)

對(duì)于安裝好的現(xiàn)場(chǎng)控制器，必須在工程師站上進(jìn)行組態(tài)配置，包括控制網(wǎng)絡(luò)添加、控制器分配、輸入輸出通道使能、設(shè)備位號(hào)分配[7]。通過(guò)組態(tài)配置，建立中控工作站與現(xiàn)場(chǎng)控制器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸通道，為下一步組態(tài)做好準(zhǔn)備。

2.2.2操作站組態(tài)

首先建立不同級(jí)別的操作員賬戶，設(shè)置操作權(quán)限；然后組態(tài)流程畫面，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與操作的需要；最后組態(tài)歷史趨勢(shì)記錄，包括定義趨勢(shì)組、趨勢(shì)點(diǎn)以及采樣周期，并做好打印設(shè)置。

3分餾工藝控制策略組態(tài)

分餾工藝操作中，壓力、溫度、液位、回流量都對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)有很大影響，建立這幾大參數(shù)的控制策略是整個(gè)液化氣分餾控制的核心工作，關(guān)系著分餾裝置能否高效生產(chǎn)，以及產(chǎn)品質(zhì)量是否合格。因此，需對(duì)這幾大參數(shù)分別進(jìn)行控制策略組態(tài)。

3.1　溫度控制組態(tài)

大多數(shù)的溫度控制系統(tǒng)可以看作一階純滯后環(huán)節(jié)。由于本系統(tǒng)純滯后時(shí)間較小，故可采用單回路PID(比例、積分、微分)控制算法實(shí)施控制。

3.1.1DetaV DCS系統(tǒng)PID計(jì)算原理

單回路PID控制是一個(gè)典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其控制原理如圖2所示。

圖2　單回路PID原理圖

(1)

將偏差e(t)作為PID控制的輸入，u(t)作為PID控制的輸出，將偏差e(t)的比例(P)、積分(I)和微分(D)通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量[8]，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，可得一般模擬系統(tǒng)的PID微分方程為：

(2)

式中：Kp為比例增益；Ti為積分時(shí)間；Td為微分時(shí)間；u(t)為控制量；e(t)為測(cè)量值與給定值的偏差。

DCS系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制，計(jì)算機(jī)控制是一種采樣控制，它只能根據(jù)采樣時(shí)刻的偏差計(jì)算控制量，而不能像模擬控制那樣連續(xù)輸出控制量。式(2)中的積分項(xiàng)和微分項(xiàng)不能直接使用，必須進(jìn)行離散化處理。離散化處理的方法為：以T作為采樣周期，k作為采樣序號(hào)，則離散采樣時(shí)間kT對(duì)應(yīng)著連續(xù)時(shí)間t，用矩形法數(shù)值積分近似代替積分，用一階后向差分近似代替微分,可作如下變換：

t≈kTk=0,1,2，…，n

(3)

(4)

(5)

將式(3)~式(5)代入式(2)，得到離散的PID表達(dá)式：

(6)

或

(7)

式中：k為采樣序號(hào)；uk為第k次采樣時(shí)刻計(jì)算機(jī)輸出值；ek為第k次采樣時(shí)刻輸入的偏差值；ek-1為(k-1)次采樣時(shí)刻輸入的偏差值；Ki為積分系數(shù)，Ki=KpT/Tj;Kd為微分系數(shù), Kd=KpTd/T。

如果采樣周期足夠小，則式(6)或式(7)的近似計(jì)算可以獲得足夠精確的結(jié)果，離散控制過(guò)程與連續(xù)過(guò)程十分接近。式(6)或式(7)表示的控制算法是直接按式(2)所給出的PID控制規(guī)律定義進(jìn)行計(jì)算的，所以它給出了全部控制量的大小，被稱為全量式或位置式PID控制算法[9]。

這種算法的缺點(diǎn)是：由于全量輸出，所以每次輸出均與過(guò)去狀態(tài)有關(guān)，計(jì)算時(shí)要對(duì)ek進(jìn)行累加, 工作量大；并且因?yàn)橛?jì)算機(jī)輸出的uk對(duì)應(yīng)的是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置，如果計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，輸出的uk將大幅度變化, 引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)的大幅度動(dòng)作，可能因此造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故，這在實(shí)際生產(chǎn)中是不允許的。因此，選擇采用增量式PID控制算法以避免此現(xiàn)象發(fā)生。

增量式PID是指數(shù)字控制器的輸出只是控制量的增量Δuk。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的控制量是增量而不是位置量的絕對(duì)數(shù)值時(shí)，可以使用增量式PID控制算法進(jìn)行控制。增量式PID控制算法可以通過(guò)式(6)推導(dǎo)出。由式(6)可以得到控制器的第(k-1)個(gè)采樣時(shí)刻輸出值為：

(8)

將式(6)與式(8)相減并整理，可得到增量式PID控制算法公式為：

Aek+Bek-1+Cek-2

(9)

由式(9)可以看出，如果計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用恒定的采樣周期T，一旦確定A、B、C，只要使用前后三次測(cè)量的偏差值，就可以由式(9)求出控制量。增量式PID控制算法與位置式PID算法式(6)相比，計(jì)算量小，有利于提高控制系統(tǒng)反應(yīng)速度，DetaVDCS系統(tǒng)采用此方式進(jìn)行PID運(yùn)算。

3.1.2溫度控制單回路組態(tài)

本項(xiàng)目單回路PID控制器用于控制分餾塔溫度(PV)保持在恒定的溫度設(shè)定值(SV)。系統(tǒng)通過(guò)溫度采集單元反饋回來(lái)的實(shí)時(shí)溫度信號(hào)(PV)獲取偏差值(EV)，偏差值經(jīng)過(guò)PID調(diào)節(jié)器運(yùn)算輸出，控制加熱器熱介質(zhì)流量，以克服偏差，促使偏差趨近于零。

在DetaV系統(tǒng)中，無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的PID運(yùn)算編程，只需通過(guò)一個(gè)PID功能塊即可實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)算以及參數(shù)設(shè)定。該功能塊已通過(guò)VB編寫好PID控制算法，只需設(shè)定輸入信號(hào)通道、輸出信號(hào)通道、PID參數(shù)值，即可完成輸入信號(hào)采集、PID運(yùn)算、輸出控制、反饋比較，實(shí)現(xiàn)單回路PID控制。單回路PID控制組態(tài)如圖3所示。

圖3　單回路PID控制組態(tài)

3.2　壓力-液位控制組態(tài)

分餾塔壓力受兩方面影響。一是塔頂氣相放空量，可直接降低塔壓；二是液相產(chǎn)品進(jìn)入儲(chǔ)罐的量。由于儲(chǔ)罐壓力低于分餾塔壓力，在液相產(chǎn)品輸送過(guò)程中如果控制不當(dāng)，會(huì)造成分餾塔壓力降低，因此，對(duì)以上兩方面分別進(jìn)行控制策略組態(tài)。

3.2.1壓力控制單回路組態(tài)

對(duì)于塔頂氣相放空量的控制，采取同溫度控制一樣的單回路PID控制，通過(guò)壓力變送器檢測(cè)塔壓。當(dāng)塔壓高于設(shè)定值時(shí)加大放空閥開度，增加放空量，降低塔壓；當(dāng)塔壓低于設(shè)定值時(shí)減小放空閥開度，減少放空量，增加塔壓。

3.2.2壓力-液位復(fù)雜控制組態(tài)

對(duì)于液相產(chǎn)品出料量的控制，需保持分餾塔壓力，同時(shí)保證塔液位不能過(guò)低，防止液面蒸空，造成重沸器干燒，以及產(chǎn)品輸送泵干抽，損壞設(shè)備，造成事故。由于需要兼顧壓力和液位兩個(gè)參數(shù)，單回路PID控制難以實(shí)現(xiàn)有效控制，因此組態(tài)策略采用超馳控制。

超馳控制是指當(dāng)生產(chǎn)操作趨向限制條件時(shí)，一個(gè)用于控制不安全工況的控制方案將取代正常情況下的控制方案，直到生產(chǎn)操作重新回到安全范圍以內(nèi)并恢復(fù)控制方案為止[10]。

依照功能劃分，超馳控制系統(tǒng)可分為以下三類[11]。

第一類，開關(guān)型超馳控制系統(tǒng)。一般是在主路控制器到調(diào)節(jié)閥門間設(shè)置一個(gè)電磁閥門，由輔路超馳信號(hào)控制電磁閥門。當(dāng)超馳信號(hào)送到時(shí)，電磁閥門斷開，主路調(diào)節(jié)閥門由于失氣或失電，調(diào)節(jié)閥門自動(dòng)向預(yù)先設(shè)定的全關(guān)(FC)或全開(FO)動(dòng)作。因此，當(dāng)超馳信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，調(diào)節(jié)閥門的最終動(dòng)作是全開或全關(guān)，此時(shí)調(diào)節(jié)閥不會(huì)動(dòng)態(tài)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。

第二類，連續(xù)型超馳控制系統(tǒng)。將開關(guān)型超馳控制系統(tǒng)中的電磁閥門換成選擇性控制器。該選擇型控制器可以預(yù)先設(shè)定為優(yōu)先選擇信號(hào)高的或者是信號(hào)低的一側(cè)信號(hào)，主路控制信號(hào)和超馳控制信號(hào)始終都是通向該選擇器，連續(xù)型控制系統(tǒng)的超馳信號(hào)可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)閥門。

第三類，混合型超馳控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)中同時(shí)有開關(guān)型和連續(xù)型超馳控制系統(tǒng)。

在本項(xiàng)目中，采取壓力-液位連續(xù)型超馳控制系統(tǒng)，超馳控制系統(tǒng)有壓力和液位兩個(gè)控制器，由低選器選擇出能適應(yīng)生產(chǎn)安全狀況的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。超馳控制原理如圖4所示。

圖4　超馳控制原理圖

壓力-液位超馳控制系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)如下。

① 控制閥開、閉形式選擇：根據(jù)生產(chǎn)安全要求選擇控制閥的開、閉形式。當(dāng)分餾裝置出現(xiàn)故障時(shí)，控制閥應(yīng)關(guān)閉，停止出料，因此控制閥選擇氣開式。

② 控制規(guī)律及正、反作用選擇：根據(jù)對(duì)象的特性和控制的要求，選擇控制器的控制規(guī)律及正、反作用。壓力控制器(PIC)為正常情況控制器，當(dāng)分餾塔壓力高于設(shè)定值時(shí)，控制器輸出增加，使閥門開度增加，分餾塔壓力降低，因此選擇正作用。液位控制器(LIC)為非正常情況控制器，當(dāng)分餾塔液位低于設(shè)定值時(shí)，控制器輸出減小，使控制閥開度減小，減少出液量以保持塔液位，因此選擇正作用。

③ 選擇器類型的選擇：根據(jù)生產(chǎn)處于非正常情況下控制器的輸出信號(hào)高、低來(lái)確定。如果非正常情況控制器輸出為高信號(hào)，則應(yīng)選高選器；如果非正常控制器輸出為低信號(hào)，則應(yīng)選低選器。分餾生產(chǎn)處于非正常情況下，液位控制器(LIC)為保證實(shí)際液位不低于設(shè)定值，會(huì)輸出低信號(hào)，所以選擇器設(shè)計(jì)為低選器。

④ 控制規(guī)律選擇：正常情況下工作的控制器，選擇PID控制；非正常情況下的控制器，選擇比例式控制。

壓力-液位超馳控制系統(tǒng)組態(tài)如圖5所示。

圖5　壓力-液位超馳控制系統(tǒng)組態(tài)

3.3　流量-液位控制組態(tài)

分餾塔生產(chǎn)過(guò)程中需要一定的產(chǎn)品回流，以提高產(chǎn)品純度，在保證回流量的同時(shí)，也必須保持回流罐液位處于安全狀態(tài)，避免抽干回流罐。因此，對(duì)于流量-液位的控制，選擇跟壓力-液位相同的超馳控制，達(dá)到控制要求。

4監(jiān)控報(bào)警

4.1　在線監(jiān)控

操作員站顯示整個(gè)分餾的工藝流程、設(shè)備運(yùn)行狀況、過(guò)程變量值及歷史趨勢(shì)圖。操作人員可以通過(guò)顯示器監(jiān)控流程運(yùn)行情況，并能手動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)自控系統(tǒng)的干預(yù)。

4.2　故障報(bào)警及聯(lián)鎖保護(hù)

當(dāng)分餾裝置運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障或工藝參數(shù)超限時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)聲光報(bào)警，提醒操作人員及時(shí)采取措施排除故障，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。同時(shí)，在中控室內(nèi)設(shè)置緊急關(guān)停按鈕，在出現(xiàn)緊急情況時(shí)可人為關(guān)停整個(gè)系統(tǒng)。

5結(jié)束語(yǔ)

采用DetaV DCS系統(tǒng)對(duì)液化氣分餾進(jìn)行過(guò)程控制，能夠輕松實(shí)現(xiàn)單回路和復(fù)雜控制回路控制策略的組態(tài)。其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力保證了各參數(shù)控制達(dá)到預(yù)期要求；通過(guò)簡(jiǎn)單、直觀的操作界面可監(jiān)控整個(gè)工藝流程，并進(jìn)行歷史記錄和報(bào)警信息查詢。系統(tǒng)自2011年投運(yùn)以來(lái)，未出現(xiàn)故障，保證了液化氣分餾裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，為公司創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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中圖分類號(hào)：TP273

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201502007

修改稿收到日期：2014-07-09。

作者胡佳琦(1980-)，男，2003年畢業(yè)于西南石油大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位，工程師；主要從事現(xiàn)場(chǎng)儀表與自動(dòng)控制系統(tǒng)方面的研究。