A’S 系统在上海炼油厂蒸馏装置上的应用.docx

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1、FoxboroI/AS系统在上海炼油厂蒸馏装置上的应用摘要：本文从硬件、软件两方面分别介绍了我厂#3蒸馏装置的DCS系统大概情况，并介绍了利用FOXBOROI/AS系统提供的功能实现的几个较有代表性的特殊控制回路。关键词：#3蒸馏DCS控制组态原#3蒸馏装置规模为250万吨/年年开工8000小时，属燃料-化工型装置，主要提供催化裂化原料、宽馏分连续重整原料及局部汽柴油组分。该装置原由常规仪表控制。2002年，为实现我厂加工才能千万吨级目的，决定对该装置进展改造，使其加工才能到达800万吨/年。#3蒸馏装置改造主要由北京设计院承当设计，采用美国FOXBORO公司的I/ASDCS系统，工作站采用5

2、1D系列，控制处理机采用CP60型号，I/ASeries软件版本为V6.3。该套DCS系统于2002年9月与新装置一起投入使用，投用至今系统运行正常。本文将主要介绍该装置中几个比拟有代表性的控制回路在DCS系统中的实现。一、工艺简介800万吨/年蒸馏装置包括预分馏、常减压分馏、电脱盐、“四注和电精制等单元。它主要是在不改变油品分子构造的情况下，按产品沸点范围将原油这个复杂的混合物分割开，装置各侧线产品用做炼油厂主要消费装置的根本原料或者作为柴油调和组分，同时为了降低原油含盐对原油加工经过产生的危害，得到高品质的汽油、柴油等产品，还需要对原油及其在加工经过中产生的成品、半成品进展电脱盐、注氨、缓

3、蚀剂、循环水、破乳剂、电精制等工序，去除中其中的盐、硫等杂质。二、DCS系统构造#3蒸馏装置DCS系统分别位于两个控制室，中央控制室和远程控制室。中央控制室有3台操纵站WP5103，WP5104和AW5102和连接报警和报表打印机的通讯处理机COMP，其中AW5102为应用操纵站处理机，负责治理历史数据和另外两台操纵站处理机WP5103和WP5104，并通过以态网将数据传送到PC远程终端。位于远程控制室的一台应用操纵站处理机AW5101作为工程师站，它主要用于治理同样位于远程控制室的冗余的控制处理机CP和通过现场总线FieldBus互相通讯的现场总线组件FBMFieldbusModule。各处

4、理机之间由节点总线NodeBus通讯，两个控制室之间的节点总线由光缆连接。现场总线和节点总线都是冗余的。图1#3蒸馏DCS系统构造配置图三、DCS组态1加热炉炉出口温度控制。工艺要求：对于加热炉，工艺介质受热升温或者同时进展汽化，其温度的上下会直接影响后一工序的操纵工况和产品质量，当炉子温度过高时，会使物料在加热炉内分解，甚至造成结焦而烧坏炉管，加热炉平稳操纵，可以延长炉管的寿命。因此，炉子的出口温度要求严格控制。图2常压炉炉出口温度控制方案控制方案：控制系统如图2所示，为保证出口温度的稳定性，采用了两组炉出口温度对炉膛温度的串级控制系统，其余一些干扰因素如蒸汽压力、进料流量的波动等采用单回路

5、控制系统来克制。同时为保证操纵平安，设定中选择其中某一路燃料作为加热原料时，另一路燃料介质的调节器模块被强迫处于手动状态。整个操纵经过中，流程图上都具有明显的提示标志，并且切换经过是无扰动的，在该控制回路的组态经过中，除使用到了I/A系统所提供的一些常规模块和SWICH模块，CALC模块等，为确保操纵界面友好，在显示组态中采用了脚本程序调用和覆盖画面等功能。2抛减底液位，流量控制工艺介绍：通常情况下，原油经过初馏和常压分馏后，用常底泵将常压塔底重油抽出，分八路进入减压炉加热后，再进入减压塔进展减压分馏。工艺流程如图四所示。为保持几路平行流量均匀，将常压塔底液位与减压炉八组进料流量串级控制。但当

6、减压系统出现无法立即修复故障时，为防止整个装置停工，工艺需采取抛减底液位控制，完全抛弃减压系统，直接由减压塔底出料控制阀去控制常底液位参数，确保常压系统正常工作。图3抛减底控制工艺流程图常压塔底液位LC8005与FC8052-FC8059八组减压炉进料流量串级控制石油化工消费经过是一个连续的消费经过，根据工艺流程可知，常压塔的出料直接作为减压炉的进料，而减压炉的出料又连续送给减压塔作为进料。作为单个的设备，都希望自身操纵平稳，但常压塔出料波动是减压炉进料的一个扰动，破坏其平稳操纵。为解决这个问题，这里采取了均匀控制方案，即当常压塔的进料量波动时，允许塔釜液位在一定限度内平缓变化，使出料流量平稳

7、变化，防止对减压炉等后工序产生较大影响。均匀控制与常规控制的主要区别在于控制器的控制规律的选择及参数整定上。这里，可将流量的PID参数按照一般串级控制的副回路参数整定，而液位的参数整定按照简单均匀控制情况处理，比例度和积分时间都要尽量放大。值得留意的是，此处由于是一个主回路同时与八个副回路串级，因此在参数整定上略有区别，液位的比例度可适当放大，比例作用可整定得稍弱一些。减底液位LC8015调节阀与变频控制切换在工艺消费中，为了节能经常会碰到变频泵控制。考虑到使用调节阀控制和变频泵控制时的对象特性的差异反响在PID参数整定上的不同，对调节阀和变频泵采用各自独立的调节器，防止切换操纵中频繁修改PI

8、D控制参数。同时为了确保消费操纵的平安性，防止误操纵，在调节阀控制和变频泵控制的切换经过中，设置强迫手动功能，在调节阀投入自动运行时，变频泵被强迫处于手动位置；而变频泵投入自动运行时，调节阀又被强迫处于手动位置。在DCS组态中由CIO组态实现。在调节阀切换到变频控制时，操纵人员先将操纵画面上的切换开关切到变频控制，同时将调节阀的副线全部翻开，并将调节阀的输出逐渐增至最大，使得变频泵的输出逐渐减小，以到达节能的目的。抛减底控制切换在常规常压塔塔底液位控制方案中，常压塔塔底液位LC8005作为主回路，减压炉八组进料流量FC8052-FC8059作为副回路，进展串级均匀控制；减压塔塔底液位LC801

9、5LC8015B进展单回路控制，减压塔塔底液位可选择由调节阀或者变频泵控制，LC8005A模块被强迫处于手动方式。当控制回路切换到抛减底控制方案时，减底液位切换到调节阀LC8015手动状态，此时，变频泵调节器模块处于强迫手动状态，LC8005A模块强迫手动解除，并将其输出信号送往调节阀LV8015进展控制。原串级副回路FC8052-FC8059被强迫到本地单回路控制，原串级主回路LC8005模块被强迫处于手动方式。此外，我们将切换开关置于操纵界面上，并且每一步切换步骤都有确认功能，当前运行方式有明显标识，使得操纵步骤简单明了。以上功能是在DCS的CIO组态和显示组态中实现的。图4抛减底控制DC

10、S组态构造图LC8005：常压塔塔底液位控制调节器LC8015：减压塔塔底液位调节阀控制调节器LC8015B：减压塔塔底液位变频控制调节器LV8015：常规控制时为减压塔塔底液位调节阀控制调节器输出模块，抛减底控制调节器输出模块LV8015B：减压塔塔底液位变频控制调节器输出模块FC8052FC8059：减压炉一组至八组进料控制调节器FV8052FV8059：减压炉一组至八组进料控制调节器输出模块CALCL05-15：计算模块，用于实如今抛减底控制时强迫减压炉一组至八组进料控制调节器处于本地控制状态LC8005A：常压塔塔底液位抛减底控制调节器SWL8005A：SWCH模块，用于实现常规控制和

11、抛减底控制切换此外，在#3蒸馏的DCS组态经过中，充分利用FOXBORO公司的IASDCS系统所提供的功能，除使用到单回路、串级回路等一些常规控制外，还通过各种常规控制，如选择控制、分程控制、比值控制等相互组合，实现了一系列的复杂控制方案，如加热炉联锁控制，减压炉支路平衡控制，燃料油罐液位比值控制等等。经过测试，该系统各项指标都根本到达了设计最初要求。#3蒸馏装置DCS控制系统从开工至今，系统运行稳定，情况良好。长久以来，FOXBORO公司的I/ADCS系统以其硬件故障率低，维护工作量小，组态功能强大，操纵界面方便、灵敏等特点，深受本单位工艺操纵人员和仪表维护人员的好评。参考文献1“#3常减压蒸馏装置工艺技术规程2“化工经过控制工程第二版