摘 要：石化廠催化裝置反應(yīng)溫度是催化裂化反應(yīng)控制的關(guān)鍵參數(shù)，直接關(guān)系到裝置的安全運(yùn)行。文章敘述了石化廠催化裝置新增溫度4取3裝置聯(lián)鎖的設(shè)計思路，施工方案和具體實(shí)施過程。

關(guān)鍵詞：聯(lián)鎖；4取3邏輯；控件

引言

石化廠催化裝置兩器反應(yīng)溫度是催化裂化反應(yīng)控制的關(guān)鍵參數(shù)，直接關(guān)系到裝置的安全運(yùn)行，如在反應(yīng)溫度低于460℃的情況下沒有切斷反應(yīng)進(jìn)料，進(jìn)料與催化劑接觸時就無法進(jìn)行反應(yīng)，從而導(dǎo)致催化劑帶油，輕者導(dǎo)致待生劑定炭超標(biāo)，再生器超溫，重者催化劑無法正常流化，很容易導(dǎo)致介質(zhì)互傳造成爆炸等惡性后果。因此增設(shè)反應(yīng)溫度低于460℃啟動反應(yīng)進(jìn)料聯(lián)鎖，有利于裝置在事故狀態(tài)下的安全退守，避免因崗位誤操作造成的惡性后果。這次聯(lián)鎖改造增設(shè)催化反應(yīng)溫度自保聯(lián)鎖，以粗旋出口溫度TI2101A/TI2112、TI2101B/ TI2115測溫點(diǎn)為信號源。當(dāng)4個溫度當(dāng)中有3個低于460℃時，進(jìn)料聯(lián)鎖啟用。

1 石化廠聯(lián)合ESD系統(tǒng)簡介

石化廠聯(lián)合裝置ESD系統(tǒng)使用的是美國Triconex TS3000控制系統(tǒng)，TS-3000控制及安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)（SIS）的硬件核心是我們稱之為TRICON的基于三重模件冗余容錯（TMR）結(jié)構(gòu)的容錯控制器。該控制系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠性高因此在石油化工領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2 催化裝置聯(lián)鎖現(xiàn)狀

目前催化裝置聯(lián)鎖條件有四個，即（1）主風(fēng)總量（出口流量3取2）；（2）機(jī)組故障信號聯(lián)鎖；（3）人工急停聯(lián)鎖；（4）切斷進(jìn)料聯(lián)鎖。

催化裝置新增裝置聯(lián)鎖點(diǎn)（4點(diǎn)溫度）、分別為TE-2101A/B（提升管粗旋出口溫控）、TE-2112、TE-2115四點(diǎn)溫度。

2.1 聯(lián)鎖改造設(shè)計

測溫回路TE-2101A/2101B（提升管粗旋出口溫度）為獨(dú)立回路參與催化再滑閥系統(tǒng)自動控制，即信號傳輸方式為現(xiàn)場測溫元件到——機(jī)柜間MTL5074安全柵——再上卡件。

2.2 聯(lián)鎖改造現(xiàn)場施工步驟

第一步：TE-2101A/B這兩路信號現(xiàn)場不需要敷設(shè)電纜、信號線利舊。在聯(lián)合機(jī)柜間安全柵柜導(dǎo)軌安裝兩塊“一入兩出”式安全柵MTL5576一路接到TPS系統(tǒng)卡件（接原位）、一路接入煉油ESD系統(tǒng)機(jī)柜相應(yīng)FTA板接線端子（因這兩溫度參與催化再滑閥自動控制）。

第二步：TE2112、TE2115這兩路溫度信號傳輸方式為現(xiàn)場測溫元件到——現(xiàn)場MTL831B模塊-機(jī)柜間MTL838B模塊——再上FTA卡件，中間多了一道831B-838B（現(xiàn)場信號采集傳輸）模塊，根據(jù)聯(lián)鎖系統(tǒng)可靠性設(shè)計原則，即獨(dú)立設(shè)置原則（ESD中各部分應(yīng)盡量是獨(dú)立設(shè)備和儀表、避免其他關(guān)聯(lián)的故障或誤操作的影響）和中間環(huán)節(jié)最少原則，需要從現(xiàn)場到機(jī)柜間敷設(shè)兩條儀表信號線纜、2根2×1.5兩芯電纜信號線。在聯(lián)合機(jī)柜間接入煉油ESD系統(tǒng)機(jī)柜相應(yīng)FTA板接線端子。再從ESD系統(tǒng)用Modbus協(xié)議通訊到TPS系統(tǒng)中進(jìn)行顯示。

第三步：由“一入兩出”式安全柵“分解”給TPS的兩路溫度信號、TE2101A/B接入到原位、對TE2112/TE2115兩組信號接入ESD系統(tǒng)、在用Modbus通訊到TPS系統(tǒng)、TE-2101A/B信號安全柵MTL5074利舊給信號TE2112/TE2115用。

3 溫度聯(lián)鎖程序設(shè)計

3.1 ESD系統(tǒng)程序設(shè)計

這次聯(lián)鎖改造ESD系統(tǒng)AI卡件有足夠剩余點(diǎn)數(shù)，因此沒有新增卡件。外圍接線工作完成以后就可以進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)工作。首先在LHZZ程序塊新增Sheet10為編寫程序做準(zhǔn)備然后組態(tài)四個AI點(diǎn)，并進(jìn)行量程轉(zhuǎn)換，比較輸出開關(guān)量。

3.2 溫度4取3聯(lián)鎖設(shè)計

現(xiàn)場常常出現(xiàn)檢測儀表由于長時間空氣中雜質(zhì)腐蝕、材料老化、觸頭磨損等原因而不能在故障狀態(tài)下準(zhǔn)確閉合或由于導(dǎo)線開路而不能將聯(lián)鎖信號傳送給邏輯設(shè)備，從而影響整個ESD系統(tǒng)的工作。因此聯(lián)鎖元件采用故障安全電路，即正常情況下觸點(diǎn)閉合通電，故障情況下斷開，可有效防止故障不動作。這種做法又有可能由于導(dǎo)線開路而引起誤動作停車，但對工藝過程來說是安全的，同時輔以2取2或3取2表決邏輯則可避免誤動作。這是通常做法，這次改造要求聯(lián)鎖4取3表決輸出聯(lián)鎖信號，也就是四點(diǎn)度當(dāng)中由任意3點(diǎn)溫度滿足聯(lián)鎖條件（TempLock3of4<460℃），就輸出聯(lián)鎖信號。

這是因?yàn)榭紤]到催化裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行，使用更加可靠地4取3聯(lián)鎖表決輸出。而Tristation1131軟件沒有現(xiàn)成的4取3表決輸出功能塊，這次聯(lián)鎖改造最大的困難就是4取3聯(lián)鎖程序設(shè)計，通過組合計算：

從n個不同元素中，任取m（n≤m）個元素并成一組，叫做從n個不同元素中取出m個元素的一個組合，公式c（n，m）=p（n，m）/m！=n！/（（n-m）！*m！）=4！/（4-3?。?3！=4最終運(yùn)用4個AND塊（三個引腳）和一個OR塊（四個引腳）成功的表決輸出最終聯(lián)鎖信號TempLock3of4。將4取3表決輸出程序塊的輸出結(jié)果TempLock3of4“鏈到”催化裝置切斷進(jìn)料聯(lián)鎖條件當(dāng)中。

3.3 上位INTOUCH組態(tài)

在底層Tristation1131程序設(shè)計工作完成以后，在上位流程圖INTOUCH軟件相應(yīng)畫面中加入新增點(diǎn)并進(jìn)行動畫鏈接等讓上位顯示真實(shí)的工藝生產(chǎn)狀況。

3.4 對程序進(jìn)行測試

底層和上位程序設(shè)計完成以后，首先對程序進(jìn)行仿真測試，仿真測試通過以后將程序下裝到控制器中并對程序進(jìn)行在線測試，工藝、裝備科、儀表人員一起對程序的有效性進(jìn)行了在線測試，結(jié)果為完全符合變更提出的要求并具備投用條件。

4 結(jié)束語

催化裝置溫度4取3聯(lián)鎖改造項(xiàng)目從年初立項(xiàng)，中間編寫方案和材料準(zhǔn)備并在煉油大檢修期間有維護(hù)區(qū)人員和工程技術(shù)人員共同努力下完成。此次溫度4取3聯(lián)鎖改造為今后相同聯(lián)鎖系統(tǒng)改造奠定較好的基礎(chǔ)，提供寶貴經(jīng)驗(yàn)，編寫好的4取3程序可打包，生成現(xiàn)成功能塊，在以后的工作中得到繼續(xù)運(yùn)用，最重要的是此次聯(lián)鎖改造為催化裝置安全運(yùn)行提供有一個有力保障。