李紹祿

[摘? ? 要]CRCS系統(tǒng)為芳烴裝置中連續(xù)重整催化劑再生部分的控制及保護系統(tǒng)，本芳烴裝置的催化劑再生部分采用UOP公司的CycleMax催化劑連續(xù)再生工藝，將將重整反應器中的催化劑進行連續(xù)再生，使含碳后活性減低的催化劑在再生器內通過燒焦、氯化、干燥等步驟，恢復其活性后再送回反應系統(tǒng)使用，從而使重整反應能在高苛刻度條件下正常有效運行。

[關鍵詞]CRCS;改造;控制系統(tǒng);Tricon;UOP

[中圖分類號]TP273 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）06–00–03

Analysis of CRCS System Transformation of Aromatics Plant

Li Shao-lu

[Abstract]The CRCS system is the control and protection system of the continuous reforming catalyst regeneration part of the aromatics unit. The catalyst regeneration part of the aromatics unit adopts the CycleMax catalyst continuous regeneration process of UOP Company to continuously regenerate the catalyst in the reforming reactor. The catalyst with reduced activity after carbon content is burned， chlorinated， and dried in the regenerator， and then returned to the reaction system after its activity is restored， so that the reforming reaction can proceed continuously and normally under high severe conditions ， In order to maintain the long-term operation of the device. Therefore， ensuring the normal and effective operation of the control system plays an important role for the entire device.

[Keywords]CRCS; transformation; control system; Tricon; UOP

1 CRCS系統(tǒng)改造背景

本芳烴裝置采用的CycleMax催化劑循環(huán)再生循環(huán)控制系統(tǒng)由兩套“黑匣子”控制系統(tǒng)（PES）組成，分別是一套控制PES （SIEMENS APACS）和一套保護PES （TRIOCN TMR V10），其中保護PES主要完成再生裝置冷停及熱停的安全聯(lián)鎖控制和啟停順控、加熱器、電磁閥等全部控制，控制PES主要完成再生、待生提升線速率及催化劑閉鎖料斗順序控制、循環(huán)報警控制部分。由于控制的分散、系統(tǒng)接口復雜、通訊方式技術滯后及UOP CycleMax工藝包的系統(tǒng)控制程序管理比較封閉，為黑匣子控制，首出報警信息模糊，故障排查困難等，造成對其系統(tǒng)維護及安全應用、備件管理等方面存在一定困難，在系統(tǒng)多接口連接的狀態(tài)下，系統(tǒng)在物理連接、通訊可靠性、時間偏差等方面存在一定的不安全因素，致使系統(tǒng)的安全可控運行方面存在一定局限性，存在安全運行隱患，原控制系統(tǒng)及聯(lián)鎖系統(tǒng)結構復雜，通訊接口多，曾多次由于通訊問題導致系統(tǒng)停車及無法及時恢復。原系統(tǒng)HMI操作員站安裝在系統(tǒng)1#機柜內，在工程師室及CCR內均沒有設置操作員站，DCS操作站在CCR內，當系統(tǒng)機柜內的LOCAL/DCS選擇開關達到DCS側時，全部CRCS控制操作將由DCS操作，當打到LOCAL側時，由操作站操作。所有這些使得該部分控制系統(tǒng)的維護、故障排查、原因分析等都無法及時有效，從而對本裝置整體運行也產生較大影響?？紤]到提系統(tǒng)可應用及可維護性要求，保障系統(tǒng)高性能、節(jié)約維護及備件管理成本的原因，所以對該系統(tǒng)進行改造。

2 系統(tǒng)改造方案

2.1 TRICON CRCS控制系統(tǒng)升級

為方便維護及備件管理，本系統(tǒng)軟硬件均升級到與本廠其它TRICON控制系統(tǒng)軟硬件一致版本，提高系統(tǒng)在系統(tǒng)運算能力、信號處理方面的整體性能，升級后系統(tǒng)在控制程序和功能上完全符合原系統(tǒng)程序及其參數(shù)不變，保證儀表及控制系統(tǒng)安全可靠、技術先進，滿足工藝過程的操作要求，自動控制水平達到國際石油化工企業(yè)的先進水平， 本次改造將在系統(tǒng)升級的基礎上完成。

2.2 TRICON CRCS系統(tǒng)擴容改造

本次改造將把控制PES （SIEMENS APACS）系統(tǒng)部分控制功能完全整合到TRICON 系統(tǒng)內，即在現(xiàn)有TRICON系統(tǒng)的基礎上進行擴展增加相應I/O軟硬件實現(xiàn)，達到綜合TRICON-CRCS控制系統(tǒng)的目的。

3 具體改造實施

3.1 硬件改造

3.1.1 機柜改造

保持現(xiàn)有系統(tǒng)機柜不變（利舊），在現(xiàn)有系統(tǒng)機柜內進行改造。

（1）拆除原有系統(tǒng)機柜內的控制PES （SIEMENS APACS）系統(tǒng)，并在該位置上安裝新增加的TRICON3#機架。

（2）旁路選擇開關，保留現(xiàn)有開關操作功能不變，本次系統(tǒng)改造將利舊原有開關設備，并重新集成在系統(tǒng)機柜門上，方便操作、維護。

（3）配電要求，新系統(tǒng)保留兩路220VAC供電，單路供電功率不變。

（4）控制器及IO卡件，為方便維護及備件管理，原有TRICON系統(tǒng)硬件升級到與本廠SIS/FGS硬件版本一致，TRICON V10.3，新增3#機架連接通過TRICON TRI-BUS 9000電纜與2#機架直接連接，新增加卡件配套端子板安裝在1#系統(tǒng)機柜內，并經配套標準ELCO電纜連接;現(xiàn)場信號電纜均保留位置不變。新TRICON-CRCS系統(tǒng)主系統(tǒng)I/O配置：主機架 8110 1套、擴展機架8111 2套。

（5）I/O清單及配置，現(xiàn)有控制PES （SIEMENS APACS）部分I/O配置如表1所示。

以下系統(tǒng)使用點數(shù)為系統(tǒng)改造合并后的實際增加點數(shù)。

改造后，新TRICON CRCS系統(tǒng)在原TRICON系統(tǒng)基礎上新增加3#系統(tǒng)機架，用于安裝控制PES 部分新增加卡件。

3.1.2 系統(tǒng)其他硬件設備

新計算配置為DELL T5500工作站計算機，雙硬盤、雙網卡配置，2G內存，標準鍵盤鼠標顯示器等。

改造后系統(tǒng)網絡更簡潔更高效，如圖1所示。

3.2 軟件方面

3.2.1 HIM畫面

本次改造將所有CRCS控制系統(tǒng)說明及HMI畫面均改為中文操作，使操作人員及維護人員對系統(tǒng)更直觀，更易學易懂。

3.2.2 控制邏輯

把控制PES （SIEMENS APACS）系統(tǒng)部分控制功能完全整合到TRICON 系統(tǒng)內，即在現(xiàn)有TRICON系統(tǒng)的基礎上進行擴展增加相應I/O軟硬件實現(xiàn)，達到綜合TRICON-CRCS控制系統(tǒng)的目的

3.2.3 新增SOE采集功能

TRICON系統(tǒng)主處理器可分配16個存儲區(qū)域，用于SOE的記錄存儲，最大記錄100000個事件，SOE分辨率為毫秒級，記錄文件也可存儲在硬盤中作為永久保存，并可打印出來。本次改造中將對系統(tǒng)保護PES及控制PES部分分別進行獨立BLOCK記錄。

3.2.4 新增系統(tǒng)自診斷功能

系統(tǒng)自診斷有以下功能：（1）在線監(jiān)測所有卡件和I/O通道電路的狀態(tài);（2）實時監(jiān)測系統(tǒng)掃描時間;（3）實時監(jiān)測系統(tǒng)的內存使用情況;（4）CPU使用比較診斷的覆蓋率≥? 99%;（5）I/O自診斷的覆蓋率≥ 99.9%。

3.2.5 系統(tǒng)通訊能力優(yōu)化

采用增強型通訊模件TCM（4351B），TRICON控制器可以選用的支持多種通訊協(xié)議的通訊媒體，TCM上面的通訊口可與TriStation，其他的TRICON/TRICON系統(tǒng)、以太網設備和Modbus主設備和從設備實現(xiàn)通訊，Tricon可以支持兩個TCM槽位也就是說可以最多在一個在系統(tǒng)里可以配置4個TCM卡，本系統(tǒng)配置2塊TCM卡件，實現(xiàn)冗余網絡通訊，每個TCM都是獨立工作，同時也可以用于SOE 和TriLog 的收集。

4 改造后的系統(tǒng)優(yōu)點及效果

4.1 控制功能

改造后系統(tǒng)在CRCS控制程序功能上完全遵循并符合原系統(tǒng)程序及其參數(shù)、控制程序模式不變， 并設置控制子程序（控制PES和保護PES）獨立編制，在操作方式保持現(xiàn)有系統(tǒng)操作方式及操作畫面不變，保留工藝操作習慣，改造后綜合TRICON-CRCS控制系統(tǒng)將實現(xiàn)綜合重整催化劑連續(xù)再生循環(huán)控制，包括催化劑流量控制、中斷控制、再生系統(tǒng)控制、閉鎖料斗指令循環(huán)序列控制、隔離系統(tǒng)控制、閥校驗系統(tǒng)、旁路開關控制、電加熱器溫度控制、氯化物控制等在內的綜合集成CRCS控制，保證裝置生產正常運行。

4.2 系統(tǒng)功能

控制程序公開化：原黑匣子控制PES系統(tǒng)功能程序，均使用方便理解和查詢的Tristation 1131軟件編程，方便應用;縮短系統(tǒng)掃描時間：改造后綜合TRICON-CRCS控制系統(tǒng)解決了控制的分散、系統(tǒng)接口復雜、通訊方式技術滯后的問題，使綜合TRICON-CRCS控制系統(tǒng)的掃描時間保持在100ms內;增加系統(tǒng)診斷功能：提供專用系統(tǒng)診斷軟件，并配合系統(tǒng)診斷短信報警功能，及時有效的對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行診斷分析，方便系統(tǒng)應用維護;增加SOE功能：改造后TRICON-CRCS系統(tǒng)將具備SOE功能，方便系統(tǒng)事故分析;增加第一事故記錄功能：改造后TRICON-CRCS系統(tǒng)將設置第一事故記錄功能功能，方便系統(tǒng)事故分析;提高網絡通訊功能：現(xiàn)有通訊為2套PES間及與操作站間通訊均為MODBUS通訊方式，改造后綜合TRICON-CRCS控制系統(tǒng)與操作站為雙冗余10/100M以太網;統(tǒng)一軟件平臺：改造后系統(tǒng)軟件均為WINDOWS XP2以上平臺，方便系統(tǒng)應用維護。

4.3 控制功能優(yōu)化

針對控制系統(tǒng)現(xiàn)存的系統(tǒng)控制及應用問題、瓶頸進行功能優(yōu)化，如下列出部分典型問題。

現(xiàn)有控制模式不能投用：催化劑循環(huán)控制系統(tǒng)提供Feedthrough差壓模式-基本模式、Ramp Table 協(xié)動模式-正常模式、Adaption自適應模式3種控制運行模式-調校模式，但目前只能使用Feedthrough差壓模式，其他模式均不能投用;現(xiàn)控制PES存在的總線故障：容易導致循環(huán)系統(tǒng)熱停車，這也是分散控制的通訊方式造成的通訊不穩(wěn)定造成。改造后這個問題將不存在;閥位波動現(xiàn)象：目前閉鎖料斗的下平衡閥存在控制突變的現(xiàn)象，由于多接口及通訊方式的限制問題，不能及時顯示實際閥位控制曲線，造成閥位突變現(xiàn)象不能準確判及時處理;閥位控制及反饋安全控制：由于程序封閉，黑匣子運行，造成維護不能及時準確判斷閥位問題，容易造成停車所存在的安全隱患，改造后將清晰看到這類報警，方便應用維護。

4.4 生產及經濟效益方面

從近幾年生產統(tǒng)計來看，再生因各種故障停車時間有長有短，平均每月會有三四次，每次約有十幾小時。若每次能提早1h查到再生故障停車原因，及時處理并恢復生產，則每次可減少毛利損失1.4 萬元，每年可減少損失數(shù)百萬元。

5 結束語

本裝置CRCS系統(tǒng)的成功改造，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，優(yōu)化了系統(tǒng)性能，不僅擺脫了因“黑匣子”控制系統(tǒng)對專利商的依賴，使得系統(tǒng)維護更加直觀方便，對于故障的查找及處理更加快速高效;而且有助于生產效率的提升，減少因頻繁停工造成的經濟損失。本次系統(tǒng)改造的成功案例對于類似的催化劑再生裝置的控制系統(tǒng)具有一定程度上的借鑒意義。

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