PKS系統在空分中的應用

馮虎林

（長鋼集團動力廠，山西 長治 046000）

1 系統概要

長鋼集團動力廠制氧車間主要生產氧、氮、氬及其液體產品液氧、液氮、液氬。2005年安裝了一套兩萬空分設備，2009年安裝一套3萬空分，均產自四川空分設備廠。兩套空分系統的控制系統選用了honeywell公司的Experion PKS過程知識系統（簡稱 PKS系統），它是一體化的混合控制系統，是世界上第四代DCS控制系統的代表，其核心是基于開放且功能強大的M icrosoft公司的Windows 2000服務器/客戶系統。它由高性能的控制器、先進的工程組態工具、開放的控制網絡等，構成了先進的體系結構。這套系統設備在本公司生產運行中起到了重要作用。

2 控制系統在生產中的應用

2.1 PID的調節

在空分生產中包括8個系統，壓縮機系統、預冷系統、純化系統、膨脹機系統、主換熱系統、分餾塔系統、液體儲存系統、氣體儲存和外送系統。在每個系統中PID的調節都是必不可少的，而且調節不好會直接影響生產，若是調節的好會減輕勞動者體力消耗，同時消除生產的安全隱患，更可節能降耗。

空分生產工況的調節是個細致入微的工作，如果有一個閥門調節不當，整個生產工況就會發生很大的變化，從而影響生產的正常進行。在分餾塔系統中有一個調節閥代號為 lcv1，有一段時間氬餾分總是波動，造成了氬的工況也發生了變化，而且按照工藝要求需要各個點都正常，最后檢查發現是lcv1閥門調節波動的厲害，隨后打至手動控制，效果發生了明顯的變化。經過對調節系統的PID參數修改和比對發現，由于比例設定較大，而積分設定較小，產生了周期等幅震蕩，修改參數后，在調節遇到一個干擾后經過一個周期即進入穩態。從而消除了該閥可能因純化系統的切換而影響主塔工況的因素。

3萬空分自投產以來，空氣壓縮機的進口導葉始終處于手動狀態，為確保空分的氣量充足放空閥常有開度。在純化系統切換時，因空分氣量的減少需要手動開動進口導葉，于是就出現了兩個問題，如果開的太慢，影響空分的工況變化，氬餾分急速上升，影響氬工況；如果開的過快，空壓機的電流上升很快基本接近額定電流，為空壓機的穩定運行造成隱患；為了解決這兩個難題，決定采用PID自動調節。經過精心細致的設置和調節后，空壓機進口導葉自調，切換時空分的工況波動減少了許多，而空壓機始終處于零放空，且運行電流也下降了。

2.2 控制系統中的報警，連鎖

報警在空分系統中起著重要的作用，它保證了操作者始終保持工況不偏離正常的軌道，起到了提示、警示的作用。純化系統閥門切換時，有一個并行時間1 min，如果在這1 min之后空氣閥沒有打開，這時空壓機就會放空，造成空分系統的停機，以前操作者在純化系統切換時操碎了心，很多時候是假信號，因為閥門的反饋信號沒有指示，這時暫停程序，必須到現場確認后方可讓程序運行。于是給操作者造成了很大的心理壓力。通過修改純化系統運行的控制程序（SCM 順序控制模塊）。在反饋信號沒有指示時，程序自動停止并報警，確認是假信號時，在FAT端子柜中短接DI點后程序自動運行。經過程序的修改和完善減少了異常事故的發生，同時也減輕了操作者的壓力。

空分操作中，時間久了大家就會有一個共同的感覺，監視工況時，有時會顧此失彼，經常注意一些比較主要的點而疏忽了不容易出問題的參數，這時就必須要報警系統的幫忙了，提前提醒，避免工況向更壞的方向發展。

空分設備運行時機械設備的工藝參數必須嚴格控制，超過一定的范圍就會對機械造成危害，例如壓縮機的電流、排壓、潤滑油壓、軸位移、軸震動、軸溫等。通過PKS系統控制模塊（CM）組態實現啟車、停車，以確保空分裝置、機械設備的安全。

3 結束語

PKS控制系統強大的功能模塊極其優越性能保證裝置按照設計方案在預定時間內順利試車。該PKS系統自投用以來，系統運行穩定，沒有因DCS系統本身的問題對生產造成影響，由于該系統的開放性、靈活性、易操作性等優越性能，能根據生產需要自主的進行一些過程點的組態操作，如一些控制方案增改，連鎖關系的變動，都能在不影響正常生產的前提下在線修改。相對裝置中隨機設備的控制系統除穩定性外，對最終用戶來說更加透明，更有自主權和修改權，運行實踐表明，該系統值得推廣，更好的為生產服務。