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DCS在化工生产控制中的应用(2)
图1SmartProDCS控制系统结构图
Fig.1StructurediagramofSmartProDCScontrolsystem
2DCS控制系统的主要功能
2.1实时性
通过控制站,创建系统的O/I服务,完成对现
场控制点的数据采集,对生产系统的整体运行状况
在操作员站上通过流程画面(5幅)、单回路控制画
面(62幅)、数据、声音的变化体现出来。
2.2参数调整
在操作员站上,操作员根据生产需要对运行参
数做出及时、准确的调整,如压力、温度、流
量、液位参数的调整。
2.3报警功能
通过创建报警服务,对模拟量、开关量、硬
件设备和系统运行状态进行报警监视,提供报警发
生时问、报警点、报警说明等报警信息的列表显
示。如当空压机、搅拌电动机出现故障时,屏幕
画面会由绿色变成红色,并伴随灯光闪烁、声音提
示的方式进行报警,从而提醒操作员及时处理,保
证设备运行安全。
2.4监督功能、
通过对历史参数的浏览、查阅操作记录及报警
信息的处理和分析,监督操作人员是否按时完成职
责操作及有无误操作。当发生故障时,可利用实时
和历史的数据,对故障进行及时分析,明确故障发
生的原因,以避免故障再次发生,减少损失。
3DCS在化工生产中的应用
3.1反应器反应温度的控制(图2)
图2反应器控制系统
Fig.2Reactorcontrolsystem
反应器控制是工艺的关键过程,其生产控制水
平对产品质量和生产安全有至关重要的影响。产品
的质量在很大程度上取决于工艺参数温度、压力的
控制[3“】。长期生产实践证明,控制反应温度平稳
是过程控制的一个重点。假如在运行过程中不及时
有效地移去反应热,则由于反应器内部的正反馈,
将使反应温度不断上升,以致达到无法控制的地
步。图2中反应器进料系统物料A、B、C流量控
制的平稳与否对反应温度控制有着直接影响。因此
配套使用质量流量计、椭圆齿轮流量计、流量定值
控制仪,自动控制3种反应物料进入反应器的流
量,使其投料误差1%。通过保证稳定的物料配
比,从而保证反应温度的相对稳定。
针对工艺特点,该反应过程从控制角度分为升
温升压阶段、过渡阶段、恒温恒压阶段【5l,其中,
恒温恒压阶段对控制精度要求较高,因此这一阶段
是整个反应过程控制的重点。为了减少由于温场不
同引起的测量误差,测温单元采用精度等级为A级
的WZPK铠装双芯铂电阻,其具有精确、灵敏、
热响应时间快、质量稳定、使用寿命长等优点。双
芯铂电阻其中一芯是Ptl00电阻信号,另一芯是通
过智能温度变送器,并根据不同的工艺要求,输出
代表不同温度范围的4~20mA信号。Pt100信号用
于控制蒸汽的调节阀,4~20mA信号用于控制循环
水的调节阀。
对于该项目中所用反应器,由于容量大,热
效应强,而传热效果不太理想,以往采用一般的单
回路控制或内温一夹套温度的串级控制难于满足工
艺要求,因此采用DCS进行程序控制,从而克服
反应器反应滞后特性,提高对其反应温度的控制精
度。升温时,DCS自动执行“反应温度(蒸汽)程
控投人”程序,按设计程序以设定的速率升温,如
升温过快或过慢,自动执行“反应温度(蒸汽)程控
切除”程序,在手动状态下调节蒸汽调节阀阀位开
度,使升温进入正常。恒温恒压时同此原理。
DCS具体温度控制过程为:
①当a时,同时打开蒸汽调节阀v1、V2,
采用一般的单回路PID控制;
②当a≤b时,自动执行DCS程控l,自
动切换蒸汽调节阀v1,切除蒸汽调节阀V2;
③当b≤TiC时,自动执行DCS程控2,采
用温度与压力串级控制系统;
④当C≤d时,自动执行DCS程控3,自
动切除蒸汽调节阀V1、V2,启动循环水调节阀V3。
其中:a、6、C、d为反应器不同阶段反应
温度。
采用该DCS控制系统后,可实现全过程的自动
控制,合理调节夹套蒸汽和蛇管循环水的流量,可
使温度稳定在设定值±0.5oC范围之内。温度变化
符合理想的工艺曲线,大大提高了产品质量,达到
优质、稳定、可靠和节能降耗的目的,从而提高
生产效率,增加企业的经济效益。
3.2液位串级控制(图3)
【....-_j
图3液位串级控制系统
Fig.3Levelcascadecontrolsystem
T1205塔的液位稳定是通过控制塔底出料量来
实现的,而Tl205塔的出料量正好是萃取工段
T1407塔的进料量。因此在保证前塔液位稳定时,
后塔进料量不可能稳定;反之,如果保证了后塔
进料量的稳定,势必造成前塔的液位不稳定。为了
保证前塔液位和后塔进料量的稳定而采用串级均匀
控制系统,即将液位控制器的输出作为流量控制器
的给定值,用流量控制的输出来操作执
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