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案例頻道 作者簡介：張延軍，男，畢業于西安石油學院計算機專業，工程師，現從事重大化工項目的實施工作，發表論文多篇。
摘 要：該文介紹了和利時公司MACSV 控制系統在石化行業的應用，具有推廣和借鑒價值。
關鍵詞：系統配置；控制站；網絡
1 系統概要
本系統包括山東昌邑石化公司30萬噸/年氣體分餾、6萬噸/年MTBE裝置、80噸/小時汽提、2萬噸/年硫磺回收聯合裝置的DCS控制系統，四套裝置聯合布置，統一管理，分散控制，聯合操作，其DCS控制系統采用和利時公司MACSV 系統，完成對上述聯合裝置的檢測及控制，該系統運行穩定、可靠，為該公司生產裝置的安全、穩定和長周期運轉提供了可靠的保障。
2 硫磺回收裝置生產工藝
氣分裝置是以液態烴為原料，設計處理能力為30萬噸/年，液態烴經分餾裝置后，可提供大于99.5%(V%)的丙烯作為聚丙烯的原料,裝置由液態烴脫硫和分餾部分組成。
MTBE裝置以氣分裝置生產的混合碳四中的異丁烯為原料與甲醇在酸性催化劑的作用下生成MTBE，裝置設計生產能力為6萬噸/年產品為純度99%以上的MTBE，辛烷值為109.5(MON+RON)用作汽油調和劑。
污水汽提裝置采用單塔常壓汽提新工藝，在0.1MPA的壓力下單塔處理酸性水經脫氣除油后進入汽提塔上部。塔底用1.0MPA蒸汽加熱汽提，酸性水中硫化氫、氨被汽提，自塔頂經冷凝分液后酸性氣送至硫磺回收部分，塔底得到合格凈化水，凈化水可作為催化、常壓等生產裝置注水回用。
硫磺回收部分采用CLAUS部分燃燒法制硫工藝，在大于1250℃的溫度下將酸性氣中的氨全部轉化為氮氣和水，采用常規SCOT（還原—吸收）工藝，總硫回收率可達99.8%以上。最后煙囪排放尾氣中SO2濃度為477.7MG/M3（4.99KG/H）完全滿足國家大所污染物綜合排放標準的要求。
工藝I/O 測點清單如下：
|
序 號 |
類 型 |
數 量 |
備 注 |
|
1 |
AI（4~20 mA） |
569 |
|
|
2 |
AO（4~20 mA） |
167 |
|
|
3 |
RTD（Pt100） |
117 |
|
|
4 |
E-TC |
148 |
|
|
5 |
DI （干觸點） |
169 |
|
|
6 |
DO |
34 |
|
|
總計 |
|
1204 |
|
3 系統配制
3.1 系統配制圖
3.2 系統配置說明
整套裝置DCS系統通常配置4個操作員站、2個工程師站、3臺冗余現場控制站及I/O 模塊。其中10#控制站完成對30萬噸/年氣體分餾的控制與監測；11#控制站完成對6萬噸/年MTBE裝置、控制與監測；12#控制站完成對2萬噸/年硫磺回收和80噸/小時汽提裝置的控制與監測。四臺操作員站分別完成對各個界區的監控，工程師站負責整個系統的軟件維護，其中操作員站，服務器，網絡，電源冗余配置。
（l） 服務站主要負責對域內系統數據的集中管理和監視，包括：報警、日志、等事件的捕捉和記錄管理，并為域內其他各站的數據請求（包括實時數據、時件信息和歷史記錄）提供服務和為其他域的數據請求提供服務。
（2） 工程師站（由操作員站兼任）完成組態修改及下裝，包括：數據庫、圖形、控制算法、報表的組態，參數配置，操作員站、服務站、現場控制站及過程I/O模塊的配置組態，數據下裝和增量下裝等。
（3） 操作員站進行生產現場的監視和管理，包括：工藝流程圖顯示，報表打印，控制操作，歷史趨勢顯示，報警管理等。
（4） 現場控制站又稱I/O站，是系統實現數據采集和過程控制的重要站點，主要完成數據采集、工程單位變換、控制和聯鎖算法、控制輸出、通過系統網絡將數據和診斷結果傳送到系統服務器等功能。
（5） 現場控制站由主控單元、智能I/O單元、電源單元和專用機柜四部分組成，在主控單元和智能I/O單元上，分別固化了實時控制軟件和I/O單元運行軟件。
（6） 現場控制站內部采用了分布式的結構，與系統網絡相連接的是現場控制站的主控單元，冗余配置。主控單元通過控制網絡（CNET）與各個智能IO單元實現連接。
（7） 系統采用FM1系列I/O模塊及DP主站組成現成控制站，采用ProfibusDP現場總線技術，構成先進的、可靠的DCS分布式控制系統。I/O模塊和底座組成現場模塊單元（FMU），在現場總線控制系統中成為DP從站。現場控制站主要由I/O模塊、底座、電源模塊、終端匹配器、DP主站接口卡組成。
系統網絡構架
系統的網絡由上到下分為、系統網絡和控制網絡二個層次，系統網絡實現工程師站、操作員站、打印服務站，現場控制站與系統服務器的互連，控制網絡實現現場控制站與過程I/O模塊的通訊。
系統網絡采用可靠性高的雙冗余結構，應用時可以保證在任何一條網絡失效的情況下都不影響系統通信。系統的網絡的拓撲結構為星型，中央節點為服務器。
系統網絡(SNET)
由100M工業以太網構成，用于工程師站、操作站、系統服務器與現場控制站、通信控制站的連接，完成現場控制站、通訊控制站的數據下裝，服務器與現場控制站、通訊控制站之間的實時數據通訊。
控制網絡(CNET)
由PROFIBUS-DP總線構成，用來實現過程I/O模塊與現場控制站主控單元的通信，完成實時輸入、輸出數據的傳送。PROFIBUS-DP是專門為自動控制系統與在設備級分散I/O之間進行通訊而設計的。既可滿足高速傳輸，又有簡單實用、經濟性強等特點。
4 主要控制回路
根據工藝要求，本裝置主要采用簡單PID調節，復雜的控制回路有串級調節，分程調節,比值控制等，現簡單介紹一下典型的控制方案
4.1 二級轉化器入口溫度分程控制TIC6114
HSP301A: HSCHARC:=(PS:=3,XX:=0,50,100,8(0),YY:=0,100,100,8(0));(*二級轉化器入口溫控分程控制A*)
HSP301B: HSCHARC:=(PS:=3,XX:=0,50,100,8(0),YY:=0,0,100,8(0));(*二級轉化器入口溫控分程控制B*)
4.2 酸性氣/空氣進硫爐流量控制比值控制
各裝置來酸性氣流量FI6104，與進制硫爐空氣流量FI6107進行配比，以獲得良好的燃燒效果。
4.3 燃燒氣/空氣進尾氣爐流量比值控制
進尾氣爐燃料氣與風機出口空氣流量進行配比進行調節，以降低能源損耗，提高燃燒效果，
4.4 脫丙烷塔頂壓力記錄和分程控制PIC151
當PIC151輸出為0~50% ，PV151A壓控閥打開（0~100%）；
當PIC151輸出50~100% ，PV151B熱補償閥打開（0~100%）.
遇到緊急情況，當PV151A、PV151B兩個閥門都打開，脫丙烷塔頂壓力仍然增加，就打開瓦斯放空閥PV151C進行手操進行控制，以保證脫丙烷塔頂壓力穩定。
5 尾氣爐\制硫爐聯鎖自保系統
在硫磺回收裝置中,尾氣爐和制硫爐是重要的工藝設備,所有重要的控制方案和操作都是為了保證這兩個燃燒爐的穩定操作和安全進行設計的。按照設計要求，所有的切斷閥都必須能夠實現在達到連鎖條件的情況下，自動打開或關閉，每個聯鎖條件都能夠滿足單獨投入或解除操作，在裝置解除連鎖的情況下，能夠對每個閥門單獨進行開/關操作。自保閥的開關狀態在畫面進行顯示。
5.1 尾氣焚燒爐聯鎖控制
當尾氣焚燒爐的K-2621/1，2風機都斷電的情況下，關閉進燃燒爐的空氣自保閥，切斷供給燃料氣的自保閥，同時為安全考慮，打開氮氣吹掃閥，對燃燒爐進行吹掃，為下次點爐做好準備。
5.2 CFC語言聯鎖組態
5.3 制硫爐聯鎖控制
5.4 CFC語言聯鎖組態
當制硫爐風機斷電、風機出口流量低于聯鎖值；或進制硫爐酸性氣流量低低、進酸性氣緩沖罐壓力低低，在以上兩個條件同時滿足的情況下，關閉酸性氣切斷閥、打開酸性氣放空閥、切斷進制硫爐空氣閥、打開酸性氣緩沖罐放空閥，打開酸性氣放火炬閥，同時為安全考慮，打開氮氣吹掃閥，對燃燒爐進行吹掃，為下次點爐做好準備。當酸性氣緩沖罐壓力高高的情況下，及時打開放空閥進行放空。當酸性氣壓力高高或低低的情況下，及時打開酸性氣放火炬閥。
6 總結
自去年昌邑石化公司投產至今，DCS系統控制平穩，性能穩定，為該廠帶來了可觀的經濟效益，為國內同類裝置提供了借鑒經驗，具有推廣價值。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號