HOLLiAS MACS系統(tǒng)在液化氣分離裝置的應(yīng)用

一、前言

HOLLiAS MACS系統(tǒng)是我廠使用的繼HS2000系統(tǒng)后第二套和利時公司的DCS系統(tǒng)。HOLLiAS MACS是和利時公司第四代DCS系統(tǒng)，該DCS系統(tǒng)功能強大，操作方便，具有很高的可靠性和安全性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上比HS2000產(chǎn)品有了質(zhì)的飛躍。和利時公司第四代DCS系統(tǒng)采用了Profibus-DP現(xiàn)場總線，I/O模塊均為智能化設(shè)計，整個系統(tǒng)從操作站、控制站、到I/O模塊到通信網(wǎng)絡(luò)，真正做到了“危險分散，控制分散，集中監(jiān)控”；該系統(tǒng)采用了“域”的概念，將整個系統(tǒng)劃分為若干個功能完整，相對獨立，又能共享管理和操作數(shù)據(jù)的分系統(tǒng)。具有開放的體系結(jié)構(gòu)，可以提供多層的開放數(shù)據(jù)接口；靈活方便的組態(tài)軟件；強大的數(shù)據(jù)處理能力；系統(tǒng)的冗余、容錯、自診斷功能使系統(tǒng)具有極高的可靠性。具有 Web Server 功能的控制系統(tǒng)可提供 INTERNET 訪問、 遠程瀏覽工廠生產(chǎn)過程、遠程生產(chǎn)報警、遠程故障診斷。

二、工藝過程簡介　

　 現(xiàn)代石化工業(yè)發(fā)展推動了丙烯需求的不斷增長，近年其增長幅度甚至超過了乙烯需求的增速。我廠液化氣分離裝置年處理20萬噸液化氣，年連續(xù)操作8,400小時，裝置年運運轉(zhuǎn)率95.89%，采用一條線連續(xù)運轉(zhuǎn)，同時副產(chǎn)貧丙烯液化石油氣產(chǎn)品。裝置采用蒸餾方法將原料液化石油氣進行分離，采用了首創(chuàng)的先脫乙烷的二塔流程，在丙烯精餾塔中實現(xiàn)丙烯與丙烷及以上餾分的分離。原料液化石油氣經(jīng)脫乙烷、脫丙烷及以上餾分后得到丙烯產(chǎn)品。乙烷及乙烯和丙烷及以上餾分混合后，得到貧丙烯液化石油氣副產(chǎn)品。

三、系統(tǒng)概述

　 整個DCS系統(tǒng)包括I/O總點數(shù)為94點，其中模擬輸入61點，模擬輸出16點，數(shù)字輸入8點，數(shù)字輸出9點。HOLLiAS MACS控制系統(tǒng)基本配置為：1臺I/O控制站、2臺操作員站（其中1臺兼工程師站）、25個I/O模塊。

　　· I/O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，完成現(xiàn)場信號采集、工程單位變換、通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和診斷結(jié)果傳送到操作員。

　　· 操作員站是最重要的人機交互界面，由高檔工業(yè)級計算機、專用工業(yè)鍵盤組成。進行生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)視和管理。
　　· HOLLiAS MACS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)由上至下分為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)兩個層次，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)現(xiàn)場控制站與系統(tǒng)操作員站的互連，控制網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)現(xiàn)場控制站與智能I/O單元的通訊。

五、主要控制方案

1．脫乙烷塔(C-101)、1#丙烯精餾塔(C-102)壓力聯(lián)鎖保護

　塔釜再沸量通過調(diào)節(jié)進C-101塔塔底再沸器(E-101)的低壓蒸汽流量來控制，當脫乙烷塔(C-101)底PIA102壓力超過正常操作壓力2.9Mpa時，PIA102報警顯示框變紅，超過3.1Mpa觸發(fā)高高報警顯示變紅并閃爍，提醒操作人員注意，當壓力超過3.3Mpa時通過DO點觸發(fā)FVS101電磁閥切斷進C-101塔塔底再沸器(E-101)的低壓蒸汽的氣動調(diào)節(jié)閥的氣源，強制切斷低壓蒸汽控制C－101塔釜再沸量，保證裝置的安全。為了使控制可靠，我們選擇了HOLLiAS MACS系統(tǒng)ConMaker 軟件中的ST結(jié)構(gòu)化文本語言編寫控制條件，使控制條件在FCS控制站內(nèi)運行。1#丙烯精餾塔(C-102)壓力聯(lián)鎖保護方案同上。

2、串級控制

　脫乙烷塔(C-101)、1#丙烯精餾塔(C-102) 的塔釜再沸量、LPG流量記錄控制、塔頂回流流量記錄控制、塔釜液位指示控制、2#丙烯精餾塔(C-103)塔頂回流流量控制、D－101、D－102液位控制等都采用串級調(diào)節(jié)，保證了乙烯裝置的平衡運行。

六、組態(tài)步驟

HOLLiAS MACS系統(tǒng)組態(tài)軟件分為：
ConMaker 控制器軟件
負責系統(tǒng)控制站的運行與維護
FacView 人機界面軟件
負責系統(tǒng)的在線監(jiān)視、操作、控制、調(diào)試、維護
組態(tài)軟件平臺為中文WinNT4.0/2000；

1. 前期準備工作
確定系統(tǒng)硬件配置、數(shù)據(jù)點清單、控制運算方案；詳細的整體規(guī)劃，將為組態(tài)工作節(jié)省了大量的時間。

2．控制器組態(tài)
HOLLiAS MACS系統(tǒng)在算法組態(tài)方面提供了多種途徑，能滿足各種復雜控制系統(tǒng)的要求。ConMaker 軟件具有六種控制編程語言1. 結(jié)構(gòu)化文本語言2. 指令表語3. 順序流程圖4. 梯形圖5. 功能塊圖6. 連續(xù)功能圖
· 執(zhí)行ConMaker建立相應(yīng)工程，定義工程名，設(shè)定工程屬性。定義系統(tǒng)硬件配置及相應(yīng)屬性。
· 按照模板格式用OFFICE-EXE CEL編寫數(shù)據(jù)點，用導入工具Macsdbload生成相關(guān)數(shù)據(jù)庫，啟動ConMaker, 選擇ConMaker的菜單項：“工程”（或“project”）| “導入…”（或“Import…”）。
· 組態(tài)控制算法。首先定義相關(guān)局部變量和全局變量，選擇相應(yīng)的算法組態(tài)工具編制控制運算程序。
· 編譯工程，下裝控制站。

3．上位機組態(tài)
· 配置Facview軟件
· 添加數(shù)據(jù)庫點
· 建立圖形、報表及軟硬點報警組態(tài)項目。
· 編譯下裝

七、總結(jié)

　HOLLiAS MACS系統(tǒng)具有開放的體系結(jié)構(gòu)，可以提供多層的開放數(shù)據(jù)接口；支持多種現(xiàn)場總線標準，適應(yīng)未來的擴展需要；系統(tǒng)具備強大的處理功能，并提供了方便的組態(tài)復雜控制系統(tǒng)的能力；系統(tǒng)冗余、容錯、自診斷能力較強，可靠性高。技術(shù)支持能力強大，售后服務(wù)及時。在經(jīng)濟效益上，比同類型產(chǎn)品價格少，備品備件有保障。2003年7月液化氣分離裝置正式投運以來，系統(tǒng)一直安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，界面友好，操作方便，降低了操作人員的勞動強度，提高了整體控制、操作管理水平，為裝置的長期可靠運行提供了有力保障