JX-300XP控制系統在催化裝置中的應用

摘要：文章主要介紹浙大中控JX-300XP DCS的系統結構，JX-300XP系統在催化裂解裝置的應用，一般及復雜控制方案創建，DCS系統安全策略的實施。

關鍵詞：DCS，催化裂解，JX-300X，控制方案

1、前言

大慶煉化公司催化裂解裝置為兩段提升管催化裂化，工藝特點是：一段進料引入新鮮原料油，二段進料引入回煉油漿，實現了分段反應。每段反應都要嚴格控制反應時間，當產品收率最大時，適時終止反應，因此每段提升管的反應時間大為縮短。由于兩段提升管進料都與高活性的再生劑接觸并反應，且催化劑兩路循環，從而實現了催化劑接力和劑油比的提高。會取得良好的經濟效益。

2、JX-300XP 控制系統的概要

JX-300XP 系統集合了通信技術、微電子技術， 充分應用了信號處理技術、網絡通信技術、可靠的軟件平臺和軟件設計技術以及現場總線技術，采用了高性能的微處理器和成熟的先進控制算法，全面提高了JX-300XP的功能和性能，成為一個全數字化、結構靈活、功能完善的開放式集散控制系統。

2.1系統的整體結構

JX-300XP系統的整體結構如圖1所示：

圖1JX-300XP結構圖

2.2系統主要設備

控制站(CS)：它是系統中直接與現場打交道的I／0處理單元，完成整個工業過程的實時監控功能。通過不同的硬件配置和軟件設置，可構成不同功能的控制站。

操作員站(OS)：用于實現工藝過程監視、操作、記錄等功能。

工程師站(ES)：用于控制應用軟件組態、系統監視、系統維護。

多功能站(MFS)：用于工藝數據的實時統計、性能運算、優化控制、通信轉發等特殊功能。

通信接口單元(CIU)：用于實現JX-300XP系統與其它計算機、各種智能控制設備(如PLC)接口連接。

3、JX-300XP系統的主要特點

3.1高速、可靠、開放的通信網絡SCnetⅡ

采用l：l冗余的工業以太網，可靠性高、糾錯能力強、通信效率高。

3.2分散、獨立、功能強大的控制站

控制站通過主控制卡、數據轉發卡和相應的FO卡件實現現場過程信號的采集、處理、控制等功能。

3.3多功能的協議轉換接口

JX-300XP系統中增加了與多種現場總線儀表、PLC以及智能儀表通信互連的功能，已實現了MODBUS、Host Link等多種協議的網際互聯，可方便地完成對它們的隔離配電、通訊、修改組態等。

3.4全智能化設計

均采用專用的微處理器負責卡件的控制、檢測、運算、處理以及故障診斷等工作，在系統內部實現了全數字化的數據傳輸和數據處理。

3.5任意冗余配置

JX-300XP控制站的電源、主控卡、數據轉發卡和模擬量卡均可按不冗余或冗余的要求配置。

4、系統通訊網絡

JX-300XP集散控制系統的通信網絡由信息管理網、過程控制網等構成，其典型的拓撲結構如圖2所示：

圖2系統通訊網絡結構圖

JX-300XP系統為適應各種過程控制規模和現場要求，其通信系統對于不同結構層次分別采用了信息管理網、SCnetⅡ網絡和SBUS總線。

5、JX-300XP控制系統在催化裂解裝置中的應用

5.1催化裂解裝置控制系統的實現

催化裂解JX-300XP控制系統配備了2個控制站， 6個操作站?？刂撇捎萌哂喾绞?，提高了系統的可靠性?？刂普矩撠煍祿牟杉吞幚?，并進行控制算法的運算輸出，操作站負責提供人機操作界面，同時也可以作為工程師站進行組態。

5.2催化裂解裝置主要儀表控制實現

浙大中控JX-300XP DCS控制系統組態容易掌握和操作，利用系統提供的自定義圖形編程模塊來實現裝置復雜的控制方案。

5.2.1再生器壓力控制方案如圖3所示

圖3 再生器壓力控制方案

此方案是比較復雜的超弛控制系統，具有比較高的安全控制功能，它保留了再生壓力控制和兩器差壓控制的優點，當兩器差壓都在給定值范圍內時，再生器壓力控制雙動滑閥，當反應沉降器壓力下降使兩器差壓超過給定值時，選擇調節系統中的兩器差壓調節系統無擾動的取代再生器壓力調節器進行控制雙動滑閥，再生器壓力自動調低以維持兩器差壓的給定在安全范圍內隨反應沉降器壓力變化。當再生器壓力大于等于給定值后，再生器壓力無擾動切換來控制雙動滑閥。采用選擇控制方案，在進料低流量自保或反應沉降器壓力異常降低時，能有效地防止再生催化劑大量流入反應沉降器。

5.2.2反應沉降器壓力控制如圖4所示

圖4 反應沉降器壓力控制

為滿足不同生產階段和工況的需要，本裝置對反應壓力的控制配置了以下幾種手段：

5.2.2.1在裝置進行兩器烘干階段，反應壓力的控制由沉降器頂部放空調節閥進行遙控的。

5.2.2.2在反應噴油前，建立汽封至兩器流化升溫階段，反應壓力采用分餾塔至塔頂冷凝器之間的氣動蝶閥來遙控的。

5.2.2.3反應噴油階段，反應壓力采用氣壓機入口大小放火炬調節閥來調節的。開始噴油時，隨進料量的增加，小放火炬調節閥開大，如果開到80％仍無法滿足壓力控制，這時，開啟大放火炬閘閥，稍開一點大放火炬閘閥，將小放火炬調節閥關至20％，當小放火炬調節閥開大到80％時，大放火炬閘閥逐漸開大，來控制反應壓力直至氣壓機啟動。

6、應用結論

大慶煉化公司催化裂解裝置JX—300XP DCS控制系統投入運行以來，運行穩定可靠、系統控制操作簡便，使催化裂解裝置工藝指標得以進一步優化，充分發揮了現有設備生產的能力，極大的保證了生產裝置的安穩長滿優運行。另外由于JX-300XP系統功能齊全、技術先進、安全可靠，故障率較低，為大慶煉化公司節約了大量的設備維護資金，創造了很好的經濟效益和社會效益，實踐證明，該系統在大慶煉化公司催化裂解裝置應用上是非常成功的。

參考文獻：

1、《WebField JX-300XP硬件使用手冊》浙大中控技術股份有限公司

2、《AdvanTrol-pro系統軟件用戶使用手冊》浙大中控技術股份有限公司

3、《SCLangSCX語言用戶編程手冊》浙大中控技術股份有限公司

4、《催化裂解系統控制方案》中國石油股份有限公司大慶煉化公司

作者簡介：

高顯忠（1971-），男（漢族），黑龍江省安達市人。技術工程師， 1991年從事儀表維護工作，從事儀表自動化專業。