設(shè)計(jì)要求

1.1主要技術(shù)參數(shù)

本文從設(shè)計(jì)安全及成本考慮，把機(jī)組重要連鎖儀表進(jìn)SIS系統(tǒng)，其中軸系儀表柜接受現(xiàn)場(chǎng)軸系表信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，與SIS系統(tǒng)進(jìn)行MODBUS[4]通訊，從安全角度考慮其中參與連鎖的位移振動(dòng)通過(guò)硬線接入到SIS系統(tǒng)，再者通過(guò)SIS系統(tǒng)再與DCS實(shí)現(xiàn)部分關(guān)鍵點(diǎn)通訊。

1.2三者重要硬件配置

軸系儀表選用時(shí)美國(guó)派利斯PT2060系列，SIS系統(tǒng)是選用ICSTRUSTED主控T8151B控制系統(tǒng)硬件由英國(guó)ICS公司生產(chǎn)，它具有三重冗余結(jié)構(gòu)（TMR）和冗錯(cuò)能力。此系統(tǒng)由三個(gè)完全相同的系統(tǒng)支路組成（電源模塊除外，該模塊為雙重冗余）。每個(gè)系統(tǒng)支路獨(dú)立地執(zhí)行控制程序，并與其它兩個(gè)支路并行工作。對(duì)數(shù)字輸入/輸出，硬件具有表決機(jī)制（OVD）。另外系統(tǒng)輸入/輸出模塊還具有1毫秒事件順序記錄功能（SOE），有兩臺(tái)操作站、一臺(tái)工程師站組成。DCS系統(tǒng)采用橫河CS3000系列CP451主控系統(tǒng)，有5臺(tái)操作站，一臺(tái)工程師站組成。

圖1：三者之間簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)關(guān)系如下：

我們看邏輯前先來(lái)認(rèn)識(shí)一下幾個(gè)邏輯判斷：三取二:指三個(gè)聯(lián)鎖信號(hào)，正常時(shí)置1，只要有兩個(gè)或兩個(gè)以上聯(lián)鎖信號(hào)置0，聯(lián)鎖動(dòng)作，聯(lián)鎖信號(hào)置0。二取二：指兩個(gè)聯(lián)鎖信號(hào)，正常時(shí)置1，只有兩個(gè)聯(lián)鎖信號(hào)同時(shí)置0，聯(lián)鎖動(dòng)作，聯(lián)鎖信號(hào)置0。一取一:指一個(gè)聯(lián)鎖信號(hào)，正常時(shí)置1，只要聯(lián)鎖信號(hào)置0，聯(lián)鎖動(dòng)作，聯(lián)鎖信號(hào)置0。

1.3防喘振、機(jī)組連鎖、調(diào)速等三方面修改改后的優(yōu)點(diǎn)

1.3.1防喘振優(yōu)缺點(diǎn)

圖2：是防喘振控制邏輯程序圖

說(shuō)起反喘振我們這出現(xiàn)過(guò)幾起事件，一是由于入口溫度參與反喘控制，由于溫度失靈導(dǎo)致喘振報(bào)警，放空閥打開，造成停工事件，教訓(xùn)就是在組態(tài)的時(shí)候一定要設(shè)定好合適的量程，有時(shí)候設(shè)置不當(dāng)就可能造成停工，針對(duì)重要儀表而說(shuō)；二是由于反喘閥信號(hào)線破皮接地導(dǎo)致電壓不穩(wěn)，結(jié)果喘振閥全開放空，導(dǎo)致停工；

在本套系統(tǒng)中，我們利用ICS防喘振擴(kuò)展函數(shù)功能模塊來(lái)完成壓縮機(jī)的防喘振控制。下面以喘振控制為例加以說(shuō)明。

建議最好選用部分自動(dòng)操作方式，其優(yōu)點(diǎn)：不僅有手動(dòng)控制功能，而且進(jìn)入防喘振線區(qū)具有喘振優(yōu)先功能。正常調(diào)節(jié)比例度建議150，積分時(shí)間（每分鐘次數(shù)）建議30。

防喘振擴(kuò)展函數(shù)的各功能塊作用如下：

壓比（rPd_Ps）（hpsim）出口壓力/入口壓力；喘振監(jiān)測(cè)功能塊（opcalc）操作點(diǎn)（主要參數(shù)：入口流量，入口壓力/設(shè)計(jì)，入口溫度/設(shè)計(jì)）；喘振調(diào)節(jié)功能塊（margin）喘振裕度（主要參數(shù)：基本裕度/總裕度，喘振標(biāo)記/復(fù)位，喘振計(jì)數(shù)，喘振下移點(diǎn)，X軸喘振點(diǎn)及工作點(diǎn)）；喘振調(diào)節(jié)功能塊（table5）形成喘振線及喘振點(diǎn)（由6個(gè)點(diǎn)形成的喘振線及喘振點(diǎn)）；喘振調(diào)節(jié)功能塊（tmcpid）防喘振PID控制；

在本程序中，我們使用的是壓比（rPd_Ps）（hpsim）出口壓力/入口壓力，對(duì)流通能力Hx工作點(diǎn)為rAS_OP_Point_1。在完全手動(dòng)狀態(tài)下iAS_Mode_1為0，輸出閥位由操作員在HMI“手動(dòng)輸出”上給出；當(dāng)在自動(dòng)控制狀態(tài)下iAS_Mode_1為1，自動(dòng)進(jìn)行防喘振控制。當(dāng)在部分自動(dòng)狀態(tài)下iAS_Mode_1為2，手動(dòng)控制時(shí)，喘振控制優(yōu)先，即工作點(diǎn)進(jìn)入防喘振區(qū)域時(shí)，雖然手動(dòng)輸出，但優(yōu)先防喘振自動(dòng)控制。

1.3.2機(jī)組連鎖優(yōu)點(diǎn)

原設(shè)計(jì)氣壓機(jī)入口放空閥和入口閥都參與連鎖，當(dāng)連鎖時(shí)，放空閥打開放火炬燃燒，入口閥關(guān)閉?，F(xiàn)在改為手動(dòng)控制，即減少了資源浪費(fèi)，有提高了安全性。保護(hù)了機(jī)組設(shè)備。

圖3：畫面中改動(dòng)的部分

1.3.3調(diào)速控制連鎖優(yōu)點(diǎn)

圖4：是調(diào)速控制邏輯程序圖

說(shuō)明：1）、在程序中，用iSPEED_MODE_1來(lái)表示汽輪機(jī)在升速過(guò)程中的各個(gè)狀態(tài)：2）、有些按鈕操作必須登陸，否則功能失效。

3）、聯(lián)鎖條件正常（說(shuō)明：置1正常，置0聯(lián)鎖動(dòng)作）調(diào)速電磁閥聯(lián)鎖時(shí)fSPEED_OS_TRIP_1置0，iSPEED_MODE_1=0

4）、聯(lián)鎖時(shí)，調(diào)速調(diào)節(jié)器輸出強(qiáng)行為0mA，只有解鎖調(diào)節(jié)器才可以進(jìn)行正常調(diào)節(jié)操作。

5）、pST_1563A、pST_1563B、pST_1562A、pST_1562B、pST_1562C五路轉(zhuǎn)速顯示選擇判斷，aSI_1563Am、aSI_1563Bm、aSI_1562Am、aSI_1562Bm、aSI_1562Cm轉(zhuǎn)速正常取中間值，有一個(gè)故障，取最大值，此三個(gè)轉(zhuǎn)速輸出aSI_1562ABC，再與另外兩個(gè)轉(zhuǎn)速aSI_1563Am～aSI_1563Bm比較，正常情況下，取中間值，aSI_1563Am～aSI_1563Bm有一個(gè)故障，再與三個(gè)轉(zhuǎn)速輸出aSI_1562ABC取最大值，汽輪機(jī)總轉(zhuǎn)速顯示為rSPEED_SI_1。

6）、在程序中，用iSPEED_MODE_1來(lái)表示在升速過(guò)程中的各個(gè)狀態(tài)：

1.4裝置控制方案探討

這里主要介紹三種方案的優(yōu)點(diǎn)：

1.4.1重油提升管反應(yīng)溫度控制方案：重油提升管出口反應(yīng)溫度TICA-1102A與重油再生滑閥差壓PDRCA-1103組成選擇（低選）控制，正常情況下由反應(yīng)溫度控制重油再生滑閥TV-1102，當(dāng)重油再生滑閥差壓低于設(shè)定值時(shí)由滑閥差壓控制再生滑閥，以防止油氣反竄。

1.4.2再生器壓力控制方案：采用再生器壓力PICA-1116分程控制雙動(dòng)滑閥(PIK-1116A、PIK-1116B)和煙機(jī)入口高溫蝶閥(PIK-1116C)，以維持再生器壓力的恒定；再生器壓力調(diào)節(jié)器PIK-1116C同時(shí)與煙機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器(SICA-1401)組成低選控制回路（SICA-1401調(diào)節(jié)器為反作用），實(shí)現(xiàn)煙機(jī)超轉(zhuǎn)速軟限保護(hù)。

重油沉降器反應(yīng)壓力控制方案：有七個(gè)方面的說(shuō)法

1.4.2.1、烘器階段：通過(guò)遙控設(shè)在重油沉降器頂?shù)姆趴臻yHV-1101來(lái)控制沉降器壓力。

1.4.2.2兩器流化試驗(yàn)、建立汽封至拆主、副分餾塔大盲板前階段：通過(guò)遙控設(shè)在重油沉降器頂?shù)姆趴臻yHV-1101來(lái)控制重油沉降器壓力。

1.4.2.3拆主分餾塔大盲板后至重油提升管反應(yīng)器進(jìn)油前：用主分餾塔頂壓力調(diào)節(jié)器PIK-1201A控制主分餾塔頂出口油氣管道上的蝶閥(PV-1201A)保證反應(yīng)壓力平穩(wěn)。

1.4.2.4反應(yīng)進(jìn)油后至啟動(dòng)富氣壓縮機(jī)前：采用主分餾塔頂壓力調(diào)節(jié)器PIK-1201C控制壓縮機(jī)入口放火炬小閥(PV-1201C),配以遙控壓縮機(jī)入口放火炬大閥(HV-1503)，保證反應(yīng)壓力平穩(wěn)。

1.4.2.5富氣壓縮機(jī)正常運(yùn)行后:正常工況下，采用主分餾塔頂壓力調(diào)節(jié)器PIK-1201D控制富氣壓縮機(jī)組的轉(zhuǎn)速保證反應(yīng)壓力的平穩(wěn)。此時(shí)，富氣壓縮機(jī)入口放火炬大、小閥均自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)富氣壓縮機(jī)組反喘振調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制氣壓機(jī)出口循環(huán)線上的反喘振調(diào)節(jié)閥以免富氣壓縮機(jī)組喘振。

1.4.2.6汽輪機(jī)調(diào)速器故障:若汽輪機(jī)調(diào)速器故障，則置調(diào)速器于固定位置，使機(jī)組處于恒速運(yùn)行狀態(tài)，采用分餾塔頂壓力和富氣壓縮機(jī)組反喘振調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成低選，控制氣壓機(jī)出口循環(huán)線上的反喘振調(diào)節(jié)閥FV-1501,同時(shí)投用PIK-1201C控制放火炬小閥以保證反應(yīng)壓力的平穩(wěn)。

1.4.2.7富氣壓縮機(jī)入口壓力自動(dòng)保護(hù)控制:在富氣壓縮機(jī)入口獨(dú)立設(shè)置一壓力自動(dòng)保護(hù)控制回路PIC-1503，其輸出信號(hào)直接控制放火炬大閥(HV-1503)，該調(diào)節(jié)器的給定值比正常操作壓力高約10-20KPa，當(dāng)壓縮機(jī)突然故障致使入口壓力急劇增高時(shí)，該調(diào)節(jié)器自動(dòng)打開放火炬大閥，保證富氣壓縮機(jī)入口壓力和反應(yīng)壓力不致過(guò)高。

3)原料油預(yù)熱溫度（TIC1202）控制方案：預(yù)熱溫度對(duì)產(chǎn)品分布有很大影響，若需要較高的轉(zhuǎn)化率，常提高原料油預(yù)熱溫度和反應(yīng)深度，進(jìn)料溫度越高，反應(yīng)所需的再生催化劑流量越小，反映深度和生焦量將偏低；若提高進(jìn)料溫度，反應(yīng)溫度不變，則轉(zhuǎn)化率將降低。因此原料油預(yù)熱溫度控制是反應(yīng)溫度控制的重要輔助手段，以便采用主回路TIC1202，可選擇控制E1215AB換熱量大小，即TV1202A和TV1202B來(lái)控制溫度，也選用串級(jí)調(diào)節(jié)FIC1238控制E1220AB開工加熱器的蒸汽加熱量大小來(lái)控制溫度。用切換開關(guān)HS4切換。

圖5：是CENTUMCS3000上位機(jī)軟件畫面圖

圖6：是wonderwareintouch上位機(jī)軟件畫面圖

主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

從生產(chǎn)運(yùn)行安全角度出發(fā)，本次對(duì)反喘振、調(diào)速、機(jī)組及裝置連鎖進(jìn)行了優(yōu)化，方便了操作又提高了安全性，保障了裝置效益最大化，本次改造主要有幾個(gè)方面，一是把氣壓機(jī)入口閥及放火炬閥自動(dòng)連鎖改為手動(dòng)控制開關(guān)，既節(jié)約了油氣放火炬亂燒，有保護(hù)了機(jī)組的停運(yùn)國(guó)產(chǎn)；二是修改了風(fēng)機(jī)入口溫度量程，從現(xiàn)實(shí)運(yùn)行中，出現(xiàn)過(guò)停機(jī)的事故；三是通訊方式有原來(lái)的OPC換成MODBUS通訊，既方便快捷又減少麻煩，本著優(yōu)化操作，充分顯示了自動(dòng)化控制的力量。