HoneywellTPS系统在催化重整装置中的应用.DOC

1、Honeywell TPS 系 统 在 催 化 重 整 装 置 中 的 应 用刘 建 宇 大 庆 炼 化 公 司 机 电 仪 厂 0459 5616461 摘 要 ： 本 文 共 分 两 部 分 ，第 一 部 分 着 重 介 绍 Honeywell 公 司 的 TPS 系统 。第 二 部 分 着 重 介 绍 该 系 统 在 催 化 重 整 装 置 中 对 一 些 特 殊 控 制功 能 的 实 现 方 法 。关 键 词 ： DCS、TPS 系 统 、控 制 方 案炼 油 厂 催 化 重 整 装 置 的 主 控 室 内 原 来 采 用 盘 装 二 次 表 的 控 制 方 式 。 在 今 年 的 改

2、 扩建 工 程 中 新 增 了 许 多 回 路 。 但 控 制 盘 已 无 法 增 加 二 次 表 ， 且 原 来 的 二 次 表 由 于 运 行 多年 ， 故 障 率 高 ， 已 无 法 满 足 生 产 的 需 要 。 因 此 在 改 造 工 程 中 将 室 内 的 通 道 式 仪 表 盘 取消 ， 更 换 为 集 散 控 制 系 统 。 经 过 技 术 招 标 ， 采 用 了 Honeywell 公 司 的 TPS 系 统 。一 、 Honeywell 的 TPS 系 统Honeywell TPS 系 统 由 以 下 5 部 分 组 成LCNUCN图 一 、 TPS 系 统 结 构 简 图

3、网 络 接 口 模 件NIM（ 冗 余 ）操 作 站GUS 1历 史 模 件HM（ 冗 余 ）高 性 能 控 制 站HPM（ 冗 余 ）操 作 站GUS 21、 操 作 站 GUS它 是 由 显 示 器 、 主 机 、 键 盘 、 鼠 标 等 组 成 的 人 机 接 口 ， 实 现 集 中 监 视 、 集 中 操作 和 集 中 管 理 。 TPS 系 统 采 用 Windows NT 操 作 系 统 ， 具 有 技 术 先 进 、 功 能 强 大 、操 作 方 便 、 开 放 性 好 、 安 全 性 高 等 优 点 。 TPS 系 统 将 自 动 控 制 功 能 与 信 息 管 理 技术 融

4、为 一 体 ， 可 以 向 用 户 提 供 全 方 位 的 解 决 方 案 。2、 历 史 模 件 HM HM 用 于 存 储 系 统 信 息 及 与 生 产 过 程 相 关 的 历 史 数 据 。 在 硬 件 上 为 硬 盘 冗 余 结 构 。具 体 存 储 内 容 包 括 ： 、 连 续 过 程 历 史 数 据 、 事 件 杂 志 、 过 程 事 件 、系 统 顺 序 事 件 、 图 形 文 件 、 数 据 库 、 用 户 文 件 、 系 统 组 态 文 件 、 系 统 文 件 、 在 线 分 析 软 件 。3、 网 络 接 口 模 件 NIMNIM 提 供 了 LCN 与 UCN 网 络

5、 之 间 的 通 道 ， 完 成 LCN 与 UCN 网 络 之 间 的 传 输 技术 和 通 讯 协 议 的 转 换 。 NIM 的 冗 余 配 置 使 得 当 主 NIM 发 生 故 障 时 ， 自 动 切 换 到 备用 的 NIM 上 ， 保 证 操 作 的 连 续 性 。4、 高 性 能 控 制 器 HPMHPM 具 有 高 度 灵 活 的 数 据 采 集 输 入 输 出 和 控 制 功 能 ， 可 实 现 常 规 控 制 、 逻 辑 控 制和 顺 序 控 制 。 它 采 用 先 进 的 多 处 理 器 结 构 ， 用 不 同 的 处 理 器 完 成 不 同 的 任 务 。HPM 包

6、括 高 性 能 过 程 管 理 站 模 件 HPMM、 I/O 子 系 统 、 FTA 及 电 源 等 组 成 。 HPMM由 控 制 /通 讯 卡 及 I/O 链 路 接 口 卡 组 成 。 I/O 子 系 统 由 多 种 I/O 信 号 处 理 卡 完 成所 有 现 场 信 号 的 采 集 和 控 制 功 能 ， 不 需 要 HPMM 介 入 。 HPM 内 部 结 构 见 图 二 。HPM 控 制 站 具 有 如 下 特 点 ： 、 冗 余 控 制 器 模 件 HPMM， 冗 余 电 源 系 统 ， 冗 余 控 制 I/O 卡 件 ， 冗 余 通 讯电 缆 ， 保 证 安 全 性 、 多

7、 处 理 器 结 构 （ 每 个 IOP 均 有 独 立 的 CPU） ， 系 统 负 荷 低 、 能 通 过 SI 串 行 接 口 卡 与 MODBUS 兼 容 子 系 统 、 AB 子 系 统 进 行 双 向 通 讯 、 能 用 丰 富 的 软 件 模 块 搭 建 各 种 复 杂 控 制 方 案 。 可 用 CL 语 言 编 写 实 现 所需 求 的 特 殊 算 法 或 批 量 控 制 功 能 。 、 数 据 点 的 分 配 可 以 在 线 灵 活 修 改 。 、 全 部 卡 件 采 用 先 进 的 高 质 量 防 腐 剂 涂 面 ， 可 靠 耐 用 。 、 所 有 卡 件 可 以 带 电

8、 插 拔 、 更 换 。5、 控 制 网 络包 括 局 域 控 制 网 络 LCN 和 万 能 控 制 网 络 UCN。 LCN 网 实 现 集 中 管 理 ， UCN 网实 现 过 程 功 能 ， 与 HPM、 LM、 SM、 PLC 等 相 连 ， 实 现 各 种 控 制 功 能 。LCN 电 缆I/O卡 冗 余。 现 场。 接 线冗 余 I/0 链 接 电 缆冗 余 UCN 电 缆图 二 、 HPM 内 部 结 构 图二 、 DCS 系 统 的 施 工 及 控 制 系 统 的 组 态 、 DCS 系 统 的 施 工此 次 改 造 将 原 来 的 通 道 式 仪 表 盘 拆 除 ， 室 内

9、 所 有 的 盘 装 、 架 装 表 均 取 消 ， 只保 留 现 场 来 的 信 号 电 缆 。 新 增 的 DCS 系 统 主 要 包 括 两 台 操 作 站 、 一 台 工 程 师 站 、HMGUS 1GUS 2NIM1 NIM2UCN接 口模 件控 制 /通讯处 理 器I/O 链 接处 理 器IOP2IOPnFTAFTAUCN接 口模 件控 制 /通讯处 理 器I/O 链 接处 理 器IOP1一 个 LCN 机 柜 （ 内 部 装 有 HM 和 NIM） 、 两 个 HPM 柜 、 一 个 电 源 柜 、 一 个 安 全 栅柜 。 由 于 设 计 院 不 负 责 控 制 室 内 的 设

10、 计 ， 因 此 有 关 各 个 机 柜 的 摆 放 、 控 制 站 硬 件资 源 的 分 配 、 电 源 的 分 配 、 回 路 接 线 图 等 都 由 我 们 自 己 设 计 ； 现 场 的 机 柜 安 装 、回 路 接 线 由 我 们 自 己 完 成 ； 用 户 软 件 的 组 态 也 由 我 们 自 己 完 成 ， 因 此 整 个DCS 系 统 的 施 工 完 全 是 由 我 们 仪 表 分 公 司 独 立 完 成 。 从 两 个 多 月 的 运 行 情 况 看 ， 系统 工 作 完 全 正 常 、 。 这 充 分 表 明 仪 表 分 公 司 在 有 关 DCS 系 统 的 总 体 规

11、 划 、 现 场施 工 、 软 件 组 态 等 方 面 已 具 有 相 当 强 的 实 力 。图 三 、 控 制 室 内 DCS 系 统 布 置 简 图 、 控 制 系 统 软 件 的 组 态主 要 包 括 以 下 几 大 部 分 ：1、 LCN 网 络 的 组 态主 要 定 义 LCN 网 络 上 的 节 点 的 地 址 、 类 型 、 硬 件 配 置 等 ； 以 及 系 统 参 数 的 设 置 ；HM 的 存 储 空 间 的 划 分 及 初 始 化 ； 系 统 软 件 的 拷 贝2、 UCN 网 络 的 组 态主 要 定 义 UCN 网 络 上 的 节 点 地 址 、 类 型 、 硬 件

12、配 置 等 ； 硬 件 I/O 点 的 组 态 ，控 制 算 法 的 选 择 及 回 路 的 连 接3、 数 据 库 的 组 态主 要 定 义 每 个 操 作 区 域 中 包 含 的 单 元 数 ， 操 作 组 的 定 义 ， 多 种 记 录 的 编 制安 全 栅柜电 源 柜 机 组PLC 柜1机 组PLC 柜2LCN 柜 HPM卡 件 柜HPMFTA 柜操 作 站 操 作 站辅助盘工 程 师站打 印 机电 源 电 缆信 号 电 缆通 讯 电 缆4、 用 户 流 程 图 的 绘 制流 程 图 中 具 有 现 场 各 种 工 艺 参 数 的 实 时 数 据 显 示 ， 以 及 塔 罐 液 位 、

13、 机 泵 运 转 等 动态 显 示 ， 是 操 作 员 监 视 、 控 制 生 产 过 程 的 窗 口 。5、 连 续 历 史 组 的 组 态将 需 要 进 行 历 史 存 储 的 工 艺 参 数 进 行 定 义6、 用 户 自 定 义 键 的 组 态用 于 定 义 最 多 86 个 用 户 自 定 义 键 的 功 能 ， 例 如 用 于 调 用 某 个 流 程 图 、 操 作 组 等画 面 。 、 特 殊 控 制 功 能 的 实 现催 化 重 整 自 控 系 统 除 常 规 单 回 控 制 外 ， 还 有 串 级 、 分 程 、 选 择 控 制 等 复 杂 控 制 回路 。 另 外 ， 原

14、设 计 中 有 专 门 用 于 实 现 装 置 ESD 功 能 的 PLC 和 辅 助 操 作 台 。 但 施 工过 程 中 ， 设 计 出 变 更 将 PLC 和 辅 助 操 作 台 取 消 ， 由 DCS 系 统 实 现 装 置 ESD 功 能 。这 是 此 次 DCS 系 统 改 造 施 工 中 的 技 术 难 点 。 下 面 重 点 对 DCS 系 统 如 何 实 现 装 置ESD 联 锁 功 能 进 行 介 绍 。本 装 置 ESD 联 锁 主 要 功 能 是 ： 、 当 燃 料 气 压 力 低 低 时 关 闭 燃 料 气 紧 急 切 断 阀 ，防 止 回 火 ； 、 当 进 料 泵

15、 出 口 流 量 低 低 时 ， 停 泵 并 关 闭 相 应 加 热 炉 的 燃 料 气 紧 急 切 断阀 ； 、 当 四 合 一 炉 的 鼓 风 机 停 止 运 行 时 ， 打 开 四 个 快 开 风 门 继 续 供 风 。ESD 联 锁 功 能 通 过 以 下 两 个 方 面 实 现 ： 、 模 拟 操 作 台 功 能 的 实 现原 设 计 中 有 辅 助 操 作 台 ， 上 面 安 装 有 多 个 旁 路 切 换 开 关 、 手 动 联 锁 按 钮 、 复 位 按钮 。 操 作 台 取 消 后 ， 必 须 在 DCS 操 作 站 上 做 一 幅 模 拟 操 作 台 功 能 的 流 程 图

16、 ， 上 面 画有 各 种 开 关 及 按 钮 。 这 些 开 关 及 按 钮 必 须 向 真 的 一 样 可 以 操 作 ， 实 现 其 特 定 功 能 。 如下 图 所 示 。图 中 表 示 旁 路 切 换 开 关 ， 表 示 按 钮 。 当 旁 路 开 关 的 箭 头 偏 向 右 侧 的“A”位 置 时 ，表 示 开 关 处 于 自 动 位 置 ， 此 时 箭 头 为 绿 色 。 当 旁 路 开 关 的 箭 头 偏 向 左 侧 的 “B”位 置 时 ， 表 示开 关 处 于 旁 路 位 置 ， 此 时 箭 头 为 红 色 。 旁 路 开 关 下 面 的 文 字 表 示 被 旁 路 的 联

17、 锁 信 号 名称 ， 名 称 前 面 的 方 块 表 示 联 锁 信 号 的 状 态 。 绿 色 表 示 信 号 正 常 ， 红 色 表 示 联 锁 条 件 满足 。 当 按 钮 的 内 部 为 绿 色 时 ， 表 示 按 钮 没 有 按 下 。 当 按 钮 的 内 部 为 红 色 时 ， 表 示 按 钮按 下 。要 实 现 上 述 功 能 ， 首 先 要 找 到 合 适 的 功 能 块 ， 使 它 的 某 个 参 数 既 能 够 被 画 面 上 的操 作 改 变 状 态 ， 而 且 又 能 作 为 逻 辑 功 能 块 的 输 入 信 号 。 经 过 查 找 、 测 试 ， 选 择 了“Sw

18、itch”模 块 ， 它 的 S1、 S2 等 参 数 既 能 被 画 面 操 作 改 变 状 态 ， 又 能 作 为 逻 辑 功 能块 的 输 入 信 号 。 其 次 要 对 模 拟 操 作 台 画 面 中 的 开 关 或 按 钮 编 辑 脚 本 ， 实 现 正 确 的 操 作及 显 示 。 下 面 是 开 关 的 脚 本 ， 它 实 现 的 功 能 是 ： 用 鼠 标 左 键 单 击 开 关 的 图 形 ， 则 弹 出一 个 对 话 框 ， 提 示 你 是 否 进 行 操 作 ， 如 果 选 择 是 的 ， 则 系 统 自 动 改 变 相 应 的“Switch”模 块 的 S1、 S2 的

19、 状 态 ， 同 时 改 变 箭 头 的 偏 转 方 向 及 颜 色 。旁 路 开 关 的 脚 本 编 辑 ：Sub OnLButtonClick()If lcn.pb1201.s2 then Begin Dialog Userdialog ， ， 170， 48， “Conform Dialog”OKButton 122， 7， 40， 14CancelButton 122， 27， 40， 14Text 16,16,100,20, “Press “OK”to switch to state “BYPASS”control。 ”， 。 Text1End DialogDim a as user

20、dialogr%=dialog（ a）if r%= -1 then lcn.pb1201.s2=“false”lcn.pb1201.s1=“true”End ifElseBegin Dialog Userdialog1 ， ， 170， 48， “Conform Dialog”OKButton 122， 7， 40， 14CancelButton 122， 27， 40， 14Text 16,16,100,20, “Press “OK”to switch to state “AUTO”control。 ”， 。 Text1End DialogDim b as userdialog1r%=dia

21、log（ b）if r%= -1 then lcn.pb1201.s1=“false”lcn.pb1201.s2=“true”End ifEnd ifEnd SubSub OnDataChange()If Lcn. pb1201.s2 then Group10.visible=trueElseGroup10.visible=falseEnd ifIf Lcn. pb1201.s2 then Group09.visible=falseElseGroup09.visible=trueEnd ifEnd sub 、 联 锁 逻 辑 功 能 的 实 现例 如 加 热 炉 F3202 的 联 锁 逻 辑

22、 图 如 下 ：11燃 料 气 压 力 低 低PALL1361燃 料 气 压 力 低 低PALL1370ANDSR燃 料 气 阀 切 断XCV1359OR1实 现 该 联 锁 逻 辑 的 功 能 框 图 如 下 ：燃 料 气 压 力 信 号 由 现 场 的 压 力 开 关 和 压 力 变 送 器 分 别 测 量 ， 送 到 控 制 系 统 内 进 行二 取 二 ， 即 只 有 压 力 开 关 和 压 力 变 送 器 同 时 测 出 燃 料 气 压 力 低 ， 才 能 发 出 联 锁 信 号 。旁 路 开 关 和 按 钮 用 “SWITCH”模 块 来 实 现 。 逻 辑 功 能 用 逻 辑 点

23、 （ LOGIC POINT）实 现 。 联 锁 逻 辑 输 出 通 过 数 字 组 合 点 （ DIGITAL COMPOSITE POING） 实 现 对 现 场 设备 的 控 制 。 下 面 重 点 对 逻 辑 点 进 行 介 绍逻 辑 点 主 要 包 括 逻 辑 块 、 输 入 连 接 、 输 出 连 接 、 旗 标 点 、 数 字 点 等 几 部 分 。输 入 连 接 逻 辑 块 输 出 连 接LISRC（ 1） -L（ 1） SO（ 1） LOSRC（ 1） LODSTN（ 1）。 LOENBL（ 1）。 。 。LISRC（ 12） -L（ 12） SO（ 24） LOSRC（ 1

24、2） LODSTN（ 12）LOENBL（ 12）数 据 点 旗 标 点NN（ 1） NN(8) FL（ 1） FL（ 12）1 个 逻 辑 点 最 多 可 以 有 12 个 输 入 、 24 个 逻 辑 块 、 12 个 输 出 。 实 际 数 量 由LOGMIX 参 数 决 定 ， 有 12-24-4、 12-16-8、 12-8-12 三 种 组 合 方 式 。 逻 辑 块 能 完 成的 功 能 如 下 ：序 号 逻 辑 功 能 功 能 符 号 序 号 逻 辑 功 能 功 能 符 号1 与 AND 11 大 于 GT燃 料 气 压 力 旁 路PB1108手 动 停 炉 按 钮PB1109

25、复 位 按 钮PB1110001压 力 联 锁 信 号开 关 及 按 钮 信 号逻 辑 点 数 字 组 合 点 数 字 输 出 点数 字 输 入 点现 场 切 断 阀阀 位 回讯LOGALG1LOGALG12 或 OR 12 大 于 等 于 GE3 与 非 NAND 13 小 于 LT4 或 非 NOR 14 小 于 等 于 LE5 非 NOT 15 固 定 脉 冲 PULSE6 异 或 XOR 16 最 大 宽 度 脉 冲 MAXPULSE7 四 选 二 QOR2 17 最 小 宽 度 脉 冲 MINPULSE8 四 选 三 QOR3 18 上 升 沿 延 时 ONDLY9 等 于 EQ 1

26、9 下 降 沿 延 时 OFFDLY10 不 等 于 NE 20 R-S 触 发 器 FLIPFLOP从 上 表 可 以 看 出 逻 辑 点 所 提 供 的 功 能 完 全 满 足 实 现 装 置 ESD 联 锁 逻 辑 功 能 的要 求 。 组 态 后 的 逻 辑 功 能 经 过 开 工 前 的 联 锁 调 试 以 及 开 工 中 的 应 用 ， 完 全 符 合 设 计 要求 ， 能 够 起 到 紧 急 情 况 下 安 全 保 护 的 作 用 。三 、 结 论从 几 个 月 的 运 行 情 况 看 ， 这 套 DCS 系 统 运 行 平 稳 ， 提 供 的 控 制 手 段 和 控 制 精 度

27、完 全 满 足 工 艺 生 产 的 要 求 。 提 供 的 操 作 界 面 友 好 、 灵 活 ， 深 受 工 艺 人 员 的 好 评 。 当 然从 另 一 方 面 也 体 现 出 仪 表 分 公 司 在 DCS 系 统 的 施 工 方 面 具 有 很 强 的 技 术 实 力 。作 者 ： 刘 建 宇 （Liu Jianyu）作 者 单 位 ： 大 庆 炼 化 公 司 （ DaQing Refining & Chemical Company） 作 者 简 介 ： 刘 建 宇 ， 1975 年 生 于 黑 龙 江 省 大 庆 市 ， 1996 年 毕 业 于 大 庆石 油 学 校 ， 计 算 机 技 术 及 应 用 专 业 ， 现 任 大 庆 炼 化 公 司 机 电 仪 厂 机 电 维 护车 间 技 术 组 组 长 ， 一 直 从 事 化 工 仪 表 自 动 化 维 护 和 技 术 管 理 工 作 。电 话 ： 0459 5616461 13069646298Email： 作 者 单 位 地 址 ： 大 庆 炼 化 公 司 机 电 仪 厂 邮 政 编 码 ： 163411