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        CS3000控制系統(tǒng)在加氫裝置中的應(yīng)用

        2016-01-12 15:31:09李曉冬
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2015年19期
        關(guān)鍵詞:應(yīng)用

        李曉冬

        摘 要:橫河CS3000控制系統(tǒng)具有極為強(qiáng)大的功能,且操作極為便捷,其在中國石油廣西石化公司煉油廠的加氫裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。通過長期對(duì)該系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用,本文對(duì)其在加氫裝置中的應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)的分析與探究。

        關(guān)鍵詞:CS3000控制系統(tǒng);加氫裝置;應(yīng)用

        中圖分類號(hào):TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        經(jīng)實(shí)踐證明,橫河CS3000控制系統(tǒng)是一種具備了較強(qiáng)可靠性的新一代集散控制系統(tǒng)。其采用了最新的“Open Network Teehnologies”軟件與硬件,不僅具有強(qiáng)大的功能,同時(shí)也具有良好的人機(jī)界面,操作極為方便。中國石油廣西石化公司煉油廠加氫裝置通過橫河CS3000控制系統(tǒng)的采用,能夠有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)制氫、加氫裝置以及火炬裝置等的生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控,從而讓對(duì)對(duì)整個(gè)聯(lián)合裝置的集中控制得以真正的實(shí)現(xiàn)。

        一、CS3000的系統(tǒng)組成及技術(shù)特征

        (一)系統(tǒng)組成。在實(shí)際的加氫裝置中,橫河CS3000控制系統(tǒng)主要包含了“HIS”(操作站)、“EWS”(工程師站)、“FCS”(控制站)。具體來說,HIS所采用的是彩色純平顯示器,即具備了極高的分辨率。同時(shí),由于其根據(jù)工藝的要求,能夠在制氫、加氫、火炬等各種工段中得到應(yīng)用。每一個(gè)操作站都能夠?qū)λ泄ざ萎嬅孢M(jìn)行操作。而EWS采用的則是鏡像硬盤,不具備這些特征。另外,F(xiàn)CS則包含了電源卡、CPU卡、I/O模件、VL網(wǎng)適配器等,其采用了冗余控制的方式。

        (二)技術(shù)特征。首先,是CS3000組態(tài)軟件。其具備了極為直觀、簡單的編輯邏輯,不僅具有較強(qiáng)的安全性,且操作員接口也十分完美。通過這種組態(tài)軟件的應(yīng)用,相應(yīng)的操作人員將很難進(jìn)入到操作系統(tǒng)的底層,同時(shí)也增加了很多功能強(qiáng)大的控制模塊,使得組態(tài)的完成更容易實(shí)現(xiàn)。其次,是CS3000的實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件。其是在windows2000的基礎(chǔ)之上進(jìn)行開發(fā)的,不僅具有良好的用戶界面與便捷的操作方式,其穩(wěn)定性也較高。同時(shí),CS3000組態(tài)軟件編輯邏輯十分直觀、簡單,很容易理解,并且具有較強(qiáng)的安全性。

        二、系統(tǒng)功能

        (一)模擬控制。通過對(duì)CS3000系統(tǒng)模擬控制塊的應(yīng)用,能夠有效的實(shí)現(xiàn)模擬量顯示,并實(shí)現(xiàn)對(duì)單回路控制以及各種串級(jí)、分程、比值等復(fù)雜內(nèi)容的控制,同時(shí),相應(yīng)操作人員哈還可以通過PID調(diào)節(jié)畫面的應(yīng)用來對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行干預(yù),實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)前提下的手動(dòng)或自動(dòng)切換以及比值控制切換或串極控制切換。另外,通過對(duì)報(bào)警高低限的設(shè)定,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)控制參數(shù)等的改變,并能夠?qū)刂品纸M進(jìn)行設(shè)定。在這樣的情況下,控制人員的協(xié)同操作等將更為方便。

        (二)過程監(jiān)視。在加氫裝置中,通過CS3000系統(tǒng)的應(yīng)用,即可以有效的生成200余幅監(jiān)控畫面。同時(shí),過程數(shù)據(jù)的刷新率能夠達(dá)到1次/s,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)裝置各部分實(shí)際運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)觀察,從而記錄過程參數(shù)的歷史趨勢(shì)及報(bào)警狀態(tài)。

        (三)網(wǎng)絡(luò)通訊。如圖1所示,為了便于整個(gè)生產(chǎn)裝置的協(xié)調(diào)操作與集中監(jiān)視,第1層網(wǎng)絡(luò)在建立雙層網(wǎng)絡(luò)的過程中,主要是通過了多塊網(wǎng)卡、TCP/IP協(xié)議以及HUB的采用而實(shí)現(xiàn)的,這將使得工程師站與操作員站能夠通過以太網(wǎng)的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)相互之間的通訊。而第2層網(wǎng)絡(luò)的控制站與各個(gè)站之間的通訊則是由冗余的VNET網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)的,在整個(gè)過程中都采用的是同軸電纜。另外,在讀取各站的過程數(shù)據(jù)時(shí),CS3000系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)信息動(dòng)態(tài)的顯示到相應(yīng)的監(jiān)控流程圖上,從而實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視。

        二、控制方案的實(shí)施

        一般情況下,控制方案都是通過CS3000系統(tǒng)的利用來實(shí)現(xiàn)的。CENTUM-CS與之前的2代產(chǎn)品CENTUM-XL、CENTUM-DDG、CENTUM-CS相比較,不僅操作界面更加友好、控制的算法更加豐富,且組態(tài)設(shè)計(jì)更加方便,軟硬件的容量也更大。那么,根據(jù)CS3000系統(tǒng)的控制特點(diǎn)與方案,可以對(duì)CS3000的RATIO、CALCU、PID、FOUT、MLDMLD-SW等控制算法進(jìn)行綜合利用,以此來讓組態(tài)實(shí)現(xiàn)選擇、水碳比控制、逐級(jí)返回等較為復(fù)雜的控制。

        三、控制算法

        就控制算法來看,CS3000系統(tǒng)主要由三個(gè)部分組成,即順序控制、調(diào)節(jié)控制以及運(yùn)算。這三個(gè)部分總共擁有21類122種。那么,要想實(shí)現(xiàn)該裝置在DGS控制系統(tǒng)中的實(shí)施,即將涉及到三種控制算法,具體如下:

        (一)MLD,MLD-SW(手動(dòng)操作器)應(yīng)用于直接手動(dòng)控制調(diào)節(jié)閥。一般而言,MLD-SW都具有AUTO/MAN開關(guān),能夠接受來自于其他控制塊的輸出,從而構(gòu)成串級(jí)回路。具體的算法為:

        SV=GAIN×CSV+BLAS,MV=[(MSH-MSL)/(SSH-SSL)](SV-SSL)+MSL

        在上述公式中,CAIN為增益;BIAS為偏差;SSH為高選器;SSL為低選器。

        (二)PID控制塊。根據(jù)SV(設(shè)定量)與過程變量(PV)之間的偏差,執(zhí)行積分、比例以及微分控制。具體的算法為:

        PID:△MV=KpKs[△En+(△T/Ti)En+(Td/△T)△(△En)]

        En=PVn-SVrr,Kp=100/PB;Ks=(MSH-MSL)/(SH-SL)

        在上述公式中,PVn為過程變量,即工程單位;Ks為量程轉(zhuǎn)換的系數(shù);△PVn為過程變量的變化量;SL為PV值的量程低限;SH為PV值的量程高限;△PVn =PVn-PVn-1;SVn為所設(shè)定的變量,即工程單位;MSL為MV值的量程低限;MSH為MV值的量程高限。

        (三)RATIO(比值控制)用于若干變量之間保持一定比值關(guān)系進(jìn)行控制,具體的算法為:

        CALCn=KR×SVe×PVe+BLAS

        結(jié)語

        總之,經(jīng)過了長期實(shí)踐證明,CS3000控制系統(tǒng)在中國石油廣西石化公司煉油廠加氫裝置的應(yīng)用中,不僅本身所具有的各種優(yōu)點(diǎn)(如操作簡單、反應(yīng)迅速、維護(hù)方便等)得到了充分的展現(xiàn),且也具有可靠的性能、合理的控制方案設(shè)計(jì),適應(yīng)性也較強(qiáng)。在CS3000控制系統(tǒng)的應(yīng)用下,加氫裝置的故障率得到了極大的降低。顯然,這樣的效果必然將為中國石油廣西石化公司煉油廠的經(jīng)濟(jì)效益帶來極大的促進(jìn)作用。

        參考文獻(xiàn)

        [1]吳長安,王永慶.橫河CS3000控制系統(tǒng)在渣油加氫中型試驗(yàn)裝置中的應(yīng)用[J].當(dāng)代化工,2012(03):200-202.

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