Honeywell TPS系統(tǒng)在催化重整裝置中的應(yīng)用

摘 要:本文共分兩部分，第一部分著重介紹Honeywell公司的TPS系統(tǒng)。第二部分著重介紹該系統(tǒng)在催化重整裝置中對一些特殊控制功能的實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞:DCS TPS系統(tǒng)控制方案

中圖分類號:TE966文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(c)-0129-02

煉油廠催化重整裝置的主控室內(nèi)原來采用盤裝二次表的控制方式。在今年的改擴(kuò)建工程中新增了許多回路。但控制盤已無法增加二次表，且原來的二次表由于運(yùn)行多年，故障率高，已無法滿足生產(chǎn)的需要。因此在改造工程中將室內(nèi)的通道式儀表盤取消，更換為集散控制系統(tǒng)。經(jīng)過技術(shù)招標(biāo)，采用了Honeywell公司的TPS系統(tǒng)。

1 Honeywell的TPS系統(tǒng)

Honeywell TPS系統(tǒng)由以下5部分組成

1.1 操作站GUS

它是由顯示器、主機(jī)、鍵盤、鼠標(biāo)等組成的人機(jī)接口，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視、集中操作和集中管理。TPS系統(tǒng)采用Windows NT操作系統(tǒng)，具有技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大、操作方便、開放性好、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。TPS系統(tǒng)將自動控制功能與信息管理技術(shù)融為一體，可以向用戶提供全方位的解決方案。

1.2 歷史模件HM

HM用于存儲系統(tǒng)信息及與生產(chǎn)過程相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)。在硬件上為硬盤冗余結(jié)構(gòu)。具體存儲內(nèi)容包括:①連續(xù)過程歷史數(shù)據(jù);②事件雜志;③過程事件;④系統(tǒng)順序事件;⑤圖形文件;⑥數(shù)據(jù)庫;⑦用戶文件;⑧系統(tǒng)組態(tài)文件;⑨系統(tǒng)文件;⑩在線分析軟件。

1.3 網(wǎng)絡(luò)接口模件NIM

NIM提供了LCN與UCN網(wǎng)絡(luò)之間的通道，完成LCN與UCN網(wǎng)絡(luò)之間的傳輸技術(shù)和通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換。NIM的冗余配置使得當(dāng)主NIM發(fā)生故障時，自動切換到備用的NIM上，保證操作的連續(xù)性。1)高性能控制器HPM;HPM具有高度靈活的數(shù)據(jù)采集輸入輸出和控制功能，可實(shí)現(xiàn)常規(guī)控制、邏輯控制和順序控制。它采用先進(jìn)的多處理器結(jié)構(gòu)，用不同的處理器完成不同的任務(wù)。HPM包括高性能過程管理站模件HPMM、I/O子系統(tǒng)、FTA及電源等組成。HPMM由控制/通訊卡及I/O鏈路接口卡組成。I/O子系統(tǒng)由多種I/O信號處理卡完成所有現(xiàn)場信號的采集和控制功能，不需要HPMM介入。2)控制網(wǎng)絡(luò);包括局域控制網(wǎng)絡(luò)LCN和萬能控制網(wǎng)絡(luò)UCN。LCN網(wǎng)實(shí)現(xiàn)集中管理，UCN網(wǎng)實(shí)現(xiàn)過程功能，與HPM、LM、SM、PLC等相連，實(shí)現(xiàn)各種控制功能。

2 DCS系統(tǒng)的施工及控制系統(tǒng)的組態(tài)

2.1 DCS系統(tǒng)的施工

此次改造將原來的通道式儀表盤拆除，室內(nèi)所有的盤裝、架裝表均取消，只保留現(xiàn)場來的信號電纜。新增的DCS系統(tǒng)主要包括兩臺操作站、一臺工程師站、一個LCN機(jī)柜(內(nèi)部裝有HM和NIM)、兩個HPM柜、一個電源柜、一個安全柵柜。由于設(shè)計院不負(fù)責(zé)控制室內(nèi)的設(shè)計，因此有關(guān)各個機(jī)柜的擺放、控制站硬件資源的分配、電源的分配、回路接線圖等都由我們自己設(shè)計;現(xiàn)場的機(jī)柜安裝、回路接線由我們自己完成;用戶軟件的組態(tài)也由我們自己完成，因此整個DCS系統(tǒng)的施工完全是由我們儀表分公司獨(dú)立完成。從兩個多月的運(yùn)行情況看，系統(tǒng)工作完全正常、。這充分表明儀表分公司在有關(guān)DCS系統(tǒng)的總體規(guī)劃、現(xiàn)場施工、軟件組態(tài)等方面已具有相當(dāng)強(qiáng)的實(shí)力。

2.2 控制系統(tǒng)軟件的組態(tài)

主要包括以下幾大部分:

1)LCN網(wǎng)絡(luò)的組態(tài);主要定義LCN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)的地址、類型、硬件配置等;以及系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置;HM的存儲空間的劃分及初始化;系統(tǒng)軟件的拷貝.2)UCN網(wǎng)絡(luò)的組態(tài);主要定義UCN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)地址、類型、硬件配置等;硬件I/O點(diǎn)的組態(tài)，控制算法的選擇及回路的連接;3)數(shù)據(jù)庫的組態(tài);主要定義每個操作區(qū)域中包含的單元數(shù)，操作組的定義，多種記錄的編制4)用戶流程圖的繪制;流程圖中具有現(xiàn)場各種工藝參數(shù)的實(shí)時數(shù)據(jù)顯示，以及塔罐液位、機(jī)泵運(yùn)轉(zhuǎn)等動態(tài)顯示，是操作員監(jiān)視、控制生產(chǎn)過程的窗口。5)連續(xù)歷史組的組態(tài);將需要進(jìn)行歷史存儲的工藝參數(shù)進(jìn)行定義 6)用戶自定義鍵的組態(tài);用于定義最多86個用戶自定義鍵的功能，例如用于調(diào)用某個流程圖、操作組等畫面。

2.3 特殊控制功能的實(shí)現(xiàn)

催化重整自控系統(tǒng)除常規(guī)單回控制外，還有串級、分程、選擇控制等復(fù)雜控制回路。另外，原設(shè)計中有專門用于實(shí)現(xiàn)裝置ESD功能的PLC和輔助操作臺。但施工過程中，設(shè)計出變更將PLC和輔助操作臺取消，由DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)裝置ESD功能。這是此次DCS系統(tǒng)改造施工中的技術(shù)難點(diǎn)。下面重點(diǎn)對DCS系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)裝置ESD聯(lián)鎖功能進(jìn)行介紹。

本裝置ESD聯(lián)鎖主要功能是:①、當(dāng)燃料氣壓力低低時關(guān)閉燃料氣緊急切斷閥，防止回火;②、當(dāng)進(jìn)料泵出口流量低低時，停泵并關(guān)閉相應(yīng)加熱爐的燃料氣緊急切斷閥;③、當(dāng)四合一爐的鼓風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行時，打開四個快開風(fēng)門繼續(xù)供風(fēng)。

ESD聯(lián)鎖功能通過以下兩個方面實(shí)現(xiàn):

(一)模擬操作臺功能的實(shí)現(xiàn)

原設(shè)計中有輔助操作臺，上面安裝有多個旁路切換開關(guān)、手動聯(lián)鎖按鈕、復(fù)位按鈕。操作臺取消后，必須在DCS操作站上做一幅模擬操作臺功能的流程圖，上面畫有各種開關(guān)及按鈕。這些開關(guān)及按鈕必須向真的一樣可以操作，實(shí)現(xiàn)其特定功能。

要實(shí)現(xiàn)上述功能，首先要找到合適的功能塊，使它的某個參數(shù)既能夠被畫面上的操作改變狀態(tài)，而且又能作為邏輯功能塊的輸入信號。經(jīng)過查找、測試，選擇了“Switch”模塊，它的S1、S2等參數(shù)既能被畫面操作改變狀態(tài)，又能作為邏輯功能塊的輸入信號。其次要對模擬操作臺畫面中的開關(guān)或按鈕編輯腳本，實(shí)現(xiàn)正確的操作及顯示。下面是開關(guān)的腳本，它實(shí)現(xiàn)的功能是:用鼠標(biāo)左鍵單擊開關(guān)的圖形，則彈出一個對話框，提示你是否進(jìn)行操作，如果選擇是的，則系統(tǒng)自動改變相應(yīng)的“Switch”模塊的S1、S2的狀態(tài)，同時改變箭頭的偏轉(zhuǎn)方向及顏色。

(二)聯(lián)鎖邏輯功能的實(shí)現(xiàn)

邏輯點(diǎn)主要包括邏輯塊、輸入連接、輸出連接、旗標(biāo)點(diǎn)、數(shù)字點(diǎn)等幾部分(如圖1)。

1個邏輯點(diǎn)最多可以有12個輸入、24個邏輯塊、12個輸出。實(shí)際數(shù)量由LOGMIX參數(shù)決定，有12-24-4、12-16-8、12-8-12三種組合方式。邏輯塊能完成的功能如下:

從表1可以看出邏輯點(diǎn)所提供的功能完全滿足實(shí)現(xiàn)裝置ESD聯(lián)鎖邏輯功能的要求。組態(tài)后的邏輯功能經(jīng)過開工前的聯(lián)鎖調(diào)試以及開工中的應(yīng)用，完全符合設(shè)計要求，能夠起到緊急情況下安全保護(hù)的作用。

3 結(jié)論

從幾個月的運(yùn)行情況看，這套DCS系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，提供的控制手段和控制精度完全滿足工藝生產(chǎn)的要求。提供的操作界面友好、靈活，深受工藝人員的好評。當(dāng)然從另一方面也體現(xiàn)出儀表分公司在DCS系統(tǒng)的施工方面具有很強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力。