DCS在煉油生產(chǎn)裝置中的應(yīng)用

中海瀝青股份有限公司 商曉嵩 趙玉華

1.引言

DCS系統(tǒng)（Distributed Control System，分散控制系統(tǒng)）是隨著現(xiàn)代化大型工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的不斷興起和過程控制要求的日益復(fù)雜應(yīng)運(yùn)而生的綜合控制系統(tǒng)。它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和多媒體技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，可提供窗口友好的人機(jī)界面和強(qiáng)大 的通訊功能。是完成過程控制、過程管理的現(xiàn)代化設(shè)備。

2.系統(tǒng)的主要技術(shù)概述

2.1 系統(tǒng)的基本組成

系統(tǒng)的基本組成包括工程師站、操作員站、控制站和過程控制網(wǎng)絡(luò)。

（1）工程師站是為專業(yè)工程技術(shù)人員 設(shè)計(jì)的，內(nèi)裝有相應(yīng)的組態(tài)平臺(tái)和系統(tǒng)維護(hù)工具。具體功能包括：系統(tǒng)生成、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)定義、操作組態(tài)、流程圖畫面組態(tài)、報(bào)表程序編制等。而使用系統(tǒng)地維護(hù)工具軟件實(shí)現(xiàn)過程控制網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、故障診斷、信號(hào)調(diào)校等。

（2）操作站是由工業(yè)PC機(jī)、CRT、鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)等組成的人機(jī)系統(tǒng)，是操作人員完成過程監(jiān)控管理任務(wù)的環(huán)境。

（3）控制站是系統(tǒng)中直接與現(xiàn)場(chǎng)打交道的I/O處理單元，完成整個(gè)工業(yè)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。

（4）過程控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)工程師站、操作站、控制站的連接，完成信息、控制命令等傳輸，雙重化冗余設(shè)計(jì)，使得信心傳輸安全、高速。

2.2 系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

系統(tǒng)具備開放的體系結(jié)構(gòu)，可以提供多層開放數(shù)據(jù)接口。通過在DCS的通信網(wǎng)絡(luò)上掛接總線變換單元可實(shí)現(xiàn)與各個(gè)不同版本的DCS等的互聯(lián)；在通信網(wǎng)絡(luò)上掛接通信接口單元可實(shí)現(xiàn)與PLC等數(shù)字設(shè)備的連接；通過多功能計(jì)算站和相應(yīng)的應(yīng)用軟件PIMS或OPC接口可實(shí)現(xiàn)與企業(yè)管理計(jì)算機(jī)網(wǎng)的信息交換，實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)流程察看、實(shí)時(shí)趨勢(shì)瀏覽、報(bào)警記錄與察看、開關(guān)量記錄與察看、報(bào)表數(shù)據(jù)存貯、歷史趨勢(shì)存貯與查看、生產(chǎn)過程報(bào)表生成與輸出等功能，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)過程的管理、控制全集成綜合自動(dòng)化。

3.控制方案的組態(tài)

3.1 工藝流程

以實(shí)際的生產(chǎn)裝置為例，在潤(rùn)滑油生產(chǎn)裝置中，潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油需要和吸附劑或白土兩種添加劑按照一定的比例進(jìn)行混合來精制潤(rùn)滑油。在工藝流程中，需要對(duì)添加劑的下料進(jìn)行兩路控制。吸附劑下料是先通過葉輪給粉機(jī)把吸附劑從儲(chǔ)罐中送給料倉稱，料倉稱會(huì)按照事先組態(tài)好的邏輯控制方案把吸附劑和基礎(chǔ)油按一定的流量比例通過螺旋傳送機(jī)送到混合罐，使吸附劑和基礎(chǔ)油進(jìn)行充分的混合。而白土下料則通過葉輪給粉機(jī)按照事先組態(tài)好的邏輯控制方案按一定的流量比例直接把白土送到混合罐。吸附劑和白土的兩路下料共用一個(gè)葉輪給粉機(jī)，因此兩路控制需要進(jìn)行控制的切換。

3.2 控制方案的確定和組態(tài)

如圖1所示，投用吸附劑下料控制時(shí)，需按下螺旋傳送機(jī)下料連鎖開關(guān)SW-K 8和比值器開關(guān)SW-K 4。投用后，在正常的下料狀態(tài)時(shí)，料倉內(nèi)吸附劑的重量在10-40Kg之間。當(dāng)料倉內(nèi)吸附劑重量FIQ12103小于等于10Kg時(shí)，可通過手動(dòng)設(shè)定下料速度K 6（百分?jǐn)?shù)）來控制葉輪給粉機(jī)給料倉稱內(nèi)補(bǔ)料；同時(shí)，螺旋傳送機(jī)FV12104為定值控制狀態(tài)，即料倉內(nèi)吸附劑的下料速度可通過手動(dòng)設(shè)定FV12104的開度值（轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的百分比控制）來控制。當(dāng)補(bǔ)料使料倉內(nèi)吸附劑重量大于40Kg時(shí)，葉輪給粉機(jī)FV12102停止補(bǔ)料，同時(shí)料倉內(nèi)吸附劑到混合罐的下料速度采用單閉環(huán)比值控制自動(dòng)按照K4的比例控制FV12104的開度。

白土下料控制直接采用單閉環(huán)比值控制。開始投用時(shí)，先按下比值器的開關(guān)SW-K2，然后就可以手動(dòng)設(shè)定比值系數(shù)K 2來自動(dòng)控制葉輪給粉機(jī)的白土下料量FIQ12102使白土與基礎(chǔ)油按一定的比例進(jìn)行混合。

圖1

4.結(jié)束語

根據(jù)生產(chǎn)控制的要求，DCS系統(tǒng)可以完成復(fù)雜的運(yùn)算控制和各種的開關(guān)量的邏輯控制。控制方案的優(yōu)化程度不僅提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了人工成本和原材料消耗，也同時(shí)保證了生產(chǎn)裝置的安全運(yùn)行，必然提高了生產(chǎn)過程自動(dòng)化的程度，為提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)了后勁。因此，DCS已成為從事石油化工過程控制專業(yè)技術(shù)人員的主要研究對(duì)象之一。

[1]浙江浙大中控技術(shù)有限公司,集散控制系統(tǒng)使用手冊(cè),2003.

[2]王冰,陳衛(wèi)林.DCS技術(shù)在石油化工生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].廣州化工,2011年16期.

[3]劉中明,李紅英,陸荊.關(guān)于DCS技術(shù)現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢(shì)的探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2016年10期.

[4]王冰,陳衛(wèi)林.DCS技術(shù)在石油化工生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].廣州化工,2011年16期.