孫華玉
(山東鋼鐵股份有限公司濟南分公司,山東 濟南250101)
在國內的焦化廠中,目前的脫苯工藝大部分是在常壓下用蒸汽進行吹蒸,因此產生大量的分離水,這不僅耗費大量的蒸汽,而且產生的多余廢水也不利于環境的保護和資源的綜合利用。
濟鋼1#-5#焦爐負壓蒸苯改造工程對目前在用的常壓蒸餾系統進行了徹底改造,更換了蒸苯塔及附屬設施,并對相應設備進行改造,徹底改變使用蒸汽生產的現狀,實現了完全減壓蒸餾。負壓蒸苯改造工程把粗苯常壓蒸餾改為減壓蒸餾,蒸餾所用熱量全部由循環油提供,不再使用蒸汽加熱,基本杜絕了大量廢水的產生,而且產生的尾氣進入負壓煤氣系統,實現了尾氣零排放,符合國家節能減排的方針,具有較高的探索意義。
減壓蒸餾系統是指利用降低液面壓力從而降低液體沸點的原理,將常壓介質在減壓塔內進行分餾,利用蒸發能力不同分成沸點范圍不同的產品,從塔頂及側線采出的方法。新系統使用塔底循環貧油代替蒸汽提供蒸餾熱量,增加真空泵,實現完全減壓蒸餾,保證循環油品質的同時,直接蒸發出苯類產品,保持輕苯組分穩定,提高輕苯在洗油中的分離效果,降低系統煤氣消耗。由于負壓工藝的特點,導致工藝生產關鍵控制點變化靈敏,工藝生產過程連續性要求更高,對現場設備的監控、調節精度要求更高,要求工控軟硬件必須及時靈敏的準確測量與控制調節。
RSView32提供了強大的人機界面交互功能,實現了對現場設備的監控和控制。對現場的數據采集及處理功能提高了工作效率。實時的和歷史的趨勢、報警功能、操作記錄等為工業的生產提供了方便。
該工藝主要分為富油流程、貧油流程、輕苯流程、分離水流程、萘油/精重苯流程5個流程,改造后負壓脫苯富油處理能力為130 m3/h,工藝流程圖如圖1所示。改造后蒸餾效果及質量指標:貧油含苯≤0.5%;輕苯密度≤0.878 g/cm3;初餾點77~80℃;干點≤148℃。

圖1 負壓脫苯工藝流程圖
在眾多的組態軟件中,Rockwell公司的RSView32工控組態軟件是具有代表性的組態軟件之一。RSView32是由Rockwell Automation公司推出的工控組態軟件,適用于上位監控和數據采集(SCADA)以及人機界面(HMI/MMI)的軟件產品,它適用于Windows XP,Windows2000,Windows2003操作系統,是高度集成式的,組件化的人機接口產品。用它生成的監控系統,不但生產效率高,而且控制系統穩定、可靠。
本控制系統主要由RSView32組態軟件、Controllogix控制系統的硬件平臺、Logix5000編程軟件以及RSLinx通訊軟件構成。系統硬件平臺采用旗下A-B公司Controllogix控制系統,與組態軟件高度兼容,系統擴展性好、組態靈活,且所有模塊支持熱插拔,性能可靠維護方便。
系統自動化設計,采用羅克韋爾自動化A-B公司的Controllogix PLC,控制器選用Logix5000系列控制器之一的ControlLogix控制器,通過1756-CNBR通訊模塊使用ControlNet進行主機架與遠程機架的通訊。針對負壓粗苯工藝生產的特點,在重點分析其生產工程控制的要求的基礎上,確定該系統的硬件配置,如圖2所示。

圖2 系統硬件配置圖
上位監控站采用西門子工控機,操作員站1個,工程師站1個,操作系統采用Windows XP,編程、監控軟件采用AB公司的RSLogix5000。RSView32在整個系統開發中,除人機界面RSView32外,還需要用到通信軟件rslinx,網絡組態軟件RSNetWorx,PLC編程軟件RSLogix5000。在現場監控工作站上,首先要啟動RSLinx并確保pc與設備網正常連接,然后通過RSNetWorx對設備網進行組態,系統硬件配置正常后用RSLogix5000編好相應的程序并下載到Control-Logix控制器中。
在該系統中,通過RSView32強大的人機界面開發功能,設計共有近30個界面,包括總貌畫面、系統配置圖、參數列表、趨勢畫面、PID參數調整畫面、報警匯總畫面等。下面主要針對系統總貌、參數列表、趨勢畫面、報警匯總畫面及安全機制功能進行敘述。
(1)總貌畫面。該畫面顯示整個負壓脫苯工藝流程,并在畫面上集中顯示整個脫苯區域的所有數據,包括溫度、壓力、流量、液位、閥門的開關狀態、報警閃爍等。這部分是本系統的核心,在此畫面用戶可以進行電機的啟停操作,運行狀態的監控。在此畫面可以進行工藝流程中所有調節閥的操作,調節閥可以進行人工操作及自動調節。點擊畫面中測量點數字顯示區域可以彈出一個子畫面,顯示該測量點的實時趨勢。點擊該畫面的相應區域,可以進入相應的分項子畫面,進行查看、操作、修改參數、煤氣切斷閥復位等操作。
(2)參數列表畫面。在此畫面中,負壓脫苯工藝流程中的所有測量點根據種類進行分類統一顯示,便于操作人員可以直觀查看系統內所有測量點的實時測量值。
(3)趨勢畫面。其分歷史趨勢、實時趨勢等。該畫面可以通過其他畫面調用,從該畫面可以返回其它畫面。在本系統中趨勢按照溫度、壓力、流量、液位四個種類進行編制。趨勢圖的數據源有實時趨勢和歷史趨勢2種。實時趨勢來自于采集的數據表,歷史趨勢來自于數據記錄文件。
(4)報警匯總畫面。其集中顯示各個報警工位的報警狀態,可以調用其它畫面或返回其它畫面。監控系統中設置了一個報警信息的集中顯示,可對報警記錄進行查看、檢索、存儲以及報表的打印輸出。當有報警信息時,操作員可單擊報警確認按鈕進行確認。
(5)安全機制。在RSView的用戶管理部分中可以分配給用戶權限。用戶權限有A-P工17種。擁有A權限的用戶就能進行安全等級為A的各種操作。在安全代碼部分中,可對命令和界面設置安全代碼。用戶的權限和命令及界面的安全代碼一一對應,就構成了完整的系統安全機制。本系統設置了2個級別的用戶權限:操作員級只能對檢測而不能對監控系統的任何部分作修改;工程師級可對整個監控系統畫面進行修改。
實踐證明,利用RSView開發的負壓脫苯監控系統很好的實現了對各種粗苯區域工藝流程的過程監控。該套自動控制系統自投產以來,自動控制靈敏可靠,安全連鎖控制有效穩定運行,便于操作與監控,減輕了工人的勞動強度,改善了操作環境,實現了集中監控與操作,極大地促進和提高了系統的處理能力和產品質量,帶來可觀的經濟價值。
[1]黃子恩.Rockwell RSView32在液化氣儲罐廠監控系統中的應用[M].重慶:電工技術,2004.
[2]Rockwell Automation.RSView32 User’s Guide.Dec 1999.
[3]戴 芳.Rockwell RSView32軟件在變頻調速器遠程控制系統中的應用[M].重慶:電工技術,2004.