ABB AC800F 系統在連續重整裝置的開發應用

摘 要：文章詳細介紹了ABB AC800F DCS控制系統在長慶石化公司60萬噸/年連續重整裝置的開發應用，并闡述了結合裝置特點進行的技術創新以及對裝置運行產生的影響。

關鍵詞：連續重整；AC800F；控制系統；DCS

1 引言

2011年12月長慶石化公司60萬噸/年連續重整裝置正式投用。該裝置2010年開工建設，是用于生產高辛烷值汽油調和組分的重要裝置。其采用法國Axens公司工藝包，使用ABB公司的ABB AC800F DCS系統。AC800F系統是基于工業IT的控制平臺，它的工業自動化水平較高，是世界領先的集DCS 和PLC 優點于一體自動化控制系統。

2 系統概況

在操作管理級上不僅可以實現傳統的控制系統監控操作功能，而且能完成配方管理及數據交換等管理功能。過程控制級可以由一個或幾個過程站組成，每個站都包括AC800F 和擴展I/O S800 單元。

3 系統開發及應用

連續重整裝置先期已于2011年8月按照設計院要求完成軟硬件結構組態和設備出場測試，開廠階段完成后續調試完善工作。

3.1 系統硬件和網絡架構

系統硬件包括AC800F控制器、S800I/O卡件、TSC網絡交換機、操作站、工程師站等。裝置共分為原料預處理、重整反應、催化劑再生、苯抽提四個工藝單元，由于過程控制點1800多個，數量較大，為分散數據處理量，根據AC800F系統特點，本套裝置設計4對冗余控制器處理對應的四個工藝單元數據點，各個控制器之間通過工業網絡交換機互聯通訊。通過冗余環形網絡拓撲硬件架構，整個系統設計安全、可靠。

3.2 系統軟件組態

我們使用ABB Freelance 2000 V9.2過程站編程系統軟件，組態工具為Control Builder F，畫面監控軟件采用Digvis，操作系統采用微軟公司的Windows XP Professional。

首先要按照搭建好的硬件和網絡結構進行結構組態和系統通訊配置，在各個控制器下分配好硬件結構設計的I/O卡件后，將I/O點表數據錄入到相應的卡件通道中，就建立了全局數據庫。然后搭建工程項目樹（DigiTool），按照系統程序結構建立資源、任務和程序。資源包括了所有的過程站、操作員站、工程師站、網關、OPC等，任務包括PL資源中程序的基本元件，用于執行各種PL和SFC程序，程序包括Program List（PL）和Sequential Function Chart（順序控制，簡稱SFC）兩類。各控制器下的任務分為常規顯示回路、控制回路和Modbus通訊。搭建好了項目樹就要在細分的任務中對相應的溫度、流量、壓力、液位進行程序組態。最后，根據裝置4個工藝單元在系統中繪制工藝流程圖，最后在流程圖中將各個監控點建立數據鏈接，完成數據在畫面的顯示和操作功能。

4 系統創新

在本裝置中，催化劑的循環、再生是整套裝置重要的組成部分，要求采用順序控制的方案，以往解決方案都是采用針對工藝包已編好程的集成控制系統（即黑匣子工程），但采用黑匣子設備成本、維護費用很高，并且對以后擴容、改造帶來很大難度。因此我們大膽創新，通過在AC800F系統中獨立自主設計編程來實現順序控制（Sequential Function Chart簡稱SFC）功能。據了解，采用ABB DCS系統編程實現催化劑再生功能的自動化控制在國內尚屬首次，此前國內同類型裝置一直采用UOP公司的集成控制。

在編程中，SFC程序嚴格按照Axens工藝包要求編譯，閉鎖料斗是整個催化劑再生的關鍵，必須保證上下部料斗的壓力和界位在滿足手動控制和旁路條件的情況下，完成催化劑的裝、卸載、初始條件判斷以及程序的緊急停止。通過AC800F系統自帶的SFC功能塊，編程實現對閉鎖料斗的復雜順序控制，從而保證了裝置核心部分催化劑的連續再生。

經過多次不斷更改調試和模擬現場環境，AC800F的SFC功能塊很好的完成了催化劑連續再生的順序控制，最終達到外國專家苛刻的要求，實現了催化劑再生的順序自動控制，并在投用生產過程中取得了很好的效果。

5 應用效果

經過3個月的系統調試，長慶石化60萬噸/年連續重整裝置已正式投用，本項目采用自主開發、自主編程，為公司節省了建造成本，ABB AC800F DCS控制系統運行穩定、可靠，項目的實施為整個裝置的持續運行、為公司生產高辛烷值汽油調和組分提供了有力保障，為公司提高勞動生產率、提高產品質量等方面做出了貢獻。

參考文獻

[1]S800_IO_Modules_and_Termination_Units_User_s_Guide[M].ABB Inc，June 2010.

[2]CBF Freelance 2000 Operator Station Configuration[M].ABB Inc，June 2010

[3]ABB Freelance 2000操作員站編程培訓手冊[M].ABB（中國）有限公司，2010

[4]ABB Freelance 800F SFC組態手冊[M].ABB（中國）有限公司，2010.

[5]DigiVis_Operators_Manual_OperatorStation[M].ABB Inc，June 2010.

作者簡介：裴心平（1980-），男，學士學位，從事網絡信息系統及煉油化工自動化系統維護。