CS3000控制系統在加氫裝置中的應用

李曉冬（中國石油廣西石化公司，廣西　欽州　535008）

CS3000控制系統在加氫裝置中的應用

李曉冬
（中國石油廣西石化公司，廣西欽州535008）

橫河CS3000控制系統具有極為強大的功能，且操作極為便捷，其在中國石油廣西石化公司煉油廠的加氫裝置中得到了廣泛的應用。通過長期對該系統的實踐應用，本文對其在加氫裝置中的應用進行了系統的分析與探究。

CS3000控制系統；加氫裝置；應用

經實踐證明，橫河CS3000控制系統是一種具備了較強可靠性的新一代集散控制系統。其采用了最新的“OpenNetwork Teehnologies”軟件與硬件，不僅具有強大的功能，同時也具有良好的人機界面，操作極為方便。中國石油廣西石化公司煉油廠加氫裝置通過橫河CS3000控制系統的采用，能夠有效的實現對制氫、加氫裝置以及火炬裝置等的生產過程進行實時的監控，從而讓對對整個聯合裝置的集中控制得以真正的實現。

一、CS3000的系統組成及技術特征

（一）系統組成。在實際的加氫裝置中，橫河CS3000控制系統主要包含了“HIS”（操作站）、“EWS”（工程師站）、“FCS”（控制站）。具體來說，HIS所采用的是彩色純平顯示器，即具備了極高的分辨率。同時，由于其根據工藝的要求，能夠在制氫、加氫、火炬等各種工段中得到應用。每一個操作站都能夠對所有工段畫面進行操作。而EWS采用的則是鏡像硬盤，不具備這些特征。另外，FCS則包含了電源卡、CPU卡、I/O模件、VL網適配器等，其采用了冗余控制的方式。

（二）技術特征。首先，是CS3000組態軟件。其具備了極為直觀、簡單的編輯邏輯，不僅具有較強的安全性，且操作員接口也十分完美。通過這種組態軟件的應用，相應的操作人員將很難進入到操作系統的底層，同時也增加了很多功能強大的控制模塊，使得組態的完成更容易實現。其次，是CS3000的實時監控軟件。其是在windows2000的基礎之上進行開發的，不僅具有良好的用戶界面與便捷的操作方式，其穩定性也較高。同時，CS3000組態軟件編輯邏輯十分直觀、簡單，很容易理解，并且具有較強的安全性。

二、系統功能

（一）模擬控制。通過對CS3000系統模擬控制塊的應用，能夠有效的實現模擬量顯示，并實現對單回路控制以及各種串級、分程、比值等復雜內容的控制，同時，相應操作人員哈還可以通過PID調節畫面的應用來對生產過程進行干預，實現無擾動前提下的手動或自動切換以及比值控制切換或串極控制切換。另外，通過對報警高低限的設定，能夠實現對控制參數等的改變，并能夠對控制分組進行設定。在這樣的情況下，控制人員的協同操作等將更為方便。

（二）過程監視。在加氫裝置中，通過CS3000系統的應用，即可以有效的生成200余幅監控畫面。同時，過程數據的刷新率能夠達到1次/s，能夠實現對裝置各部分實際運行情況的實時觀察，從而記錄過程參數的歷史趨勢及報警狀態。

（三）網絡通訊。如圖1所示，為了便于整個生產裝置的協調操作與集中監視，第1層網絡在建立雙層網絡的過程中，主要是通過了多塊網卡、TCP/IP協議以及HUB的采用而實現的，這將使得工程師站與操作員站能夠通過以太網的應用來實現相互之間的通訊。而第2層網絡的控制站與各個站之間的通訊則是由冗余的VNET網來實現的，在整個過程中都采用的是同軸電纜。另外，在讀取各站的過程數據時，CS3000系統的應用能夠將這些數據信息動態的顯示到相應的監控流程圖上，從而實現集中監視。

三、控制方案的實施

一般情況下，控制方案都是通過CS3000系統的利用來實現的。CENTUMCS與之前的2代產品CENTUM-XL、CENTUM-DDG、CENTUM-CS相比較，不僅操作界面更加友好、控制的算法更加豐富，且組態設計更加方便，軟硬件的容量也更大。那么，根據CS3000系統的控制特點與方案，可以對CS3000的RATIO、CALCU、PID、FOUT、MLDMLD-SW等控制算法進行綜合利用，以此來讓組態實現選擇、水碳比控制、逐級返回等較為復雜的控制。

四、控制算法

就控制算法來看，CS3000系統主要由三個部分組成，即順序控制、調節控制以及運算。這三個部分總共擁有21類122種。那么，要想實現該裝置在DGS控制系統中的實施，即將涉及到三種控制算法，具體如下：

（一）MLD，MLD-SW（手動操作器）應用于直接手動控制調節閥。一般而言，MLD-SW都具有AUTO/MAN開關，能夠接受來自于其他控制塊的輸出，從而構成串級回路。具體的算法為：

在上述公式中，CAIN為增益；BIAS為偏差；SSH為高選器；SSL為低選器。

（二）PID控制塊。根據SV（設定量）與過程變量（PV）之間的偏差，執行積分、比例以及微分控制。具體的算法為：

PID：△MV=KpKs[△En+（△T/Ti）En+（Td/△T）△（△En）]

En=PVn-SVrr，Kp=100/PB；Ks=（MSH-MSL）/（SH-SL）

在上述公式中，PVn為過程變量，即工程單位；Ks為量程轉換的系數；△PVn為過程變量的變化量；SL為PV值的量程低限；SH為PV值的量程高限；△PVn =PVn-PVn-1；SVn為所設定的變量，即工程單位；MSL為MV值的量程低限；MSH為MV值的量程高限。

（三）RATIO（比值控制）用于若干變量之間保持一定比值關系進行控制，具體的算法為：

CALCn=KR×SVe×PVe+BLAS

結語

總之，經過了長期實踐證明，CS3000控制系統在中國石油廣西石化公司煉油廠加氫裝置的應用中，不僅本身所具有的各種優點（如操作簡單、反應迅速、維護方便等）得到了充分的展現，且也具有可靠的性能、合理的控制方案設計，適應性也較強。在CS3000控制系統的應用下，加氫裝置的故障率得到了極大的降低。顯然，這樣的效果必然將為中國石油廣西石化公司煉油廠的經濟效益帶來極大的促進作用。

[1]吳長安，王永慶.橫河CS3000控制系統在渣油加氫中型試驗裝置中的應用[J].當代化工，2012（03）：200-202.

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