JX-300XP系统在1000吨/年乙二醇装置中应用

广州化工011年39卷第22期化工机械JX-300XP系统在1000吨/年乙二醇装置中应用王卫华(安徽淮化集团,安徽淮南232038)摘要:安徽淮化1000吨/年乙二醇装置是采用浙大中控ⅨX-300 XPDCS系统实现集散控制。系统采用先进的软件和硬件实现自动化控制,采用先进的控制算法和图形化编程来实现复杂控制和安全联锁。关键词:乙二醇装置系统架构;工程组态和控制策略;图形化编程和安全联锁Application of JX-300XP System in 1000 Tons/Year Ethylene Glycol UnitWAG Wei-huaAnhui Huainan Chemical Group Co, Ltd., Anhui Huainan 232038, China)Abstract: Anhui Huainan Chemical 1, 000 tons/ year ethylene glycol plant was used in SUPCON JX-300XP DCSdistributed control system implementation. System used advanced software and hardware to realize automation control, andused advanced control algorithms and graphical programming to implement complex control and safety interlockKey words: ethylene glycol plant architecture; engineering and control strategies; graphical programming and thesafety interlock; JX-300XP DCS system running debug乙二醇在国民经济中有着极其重要的地位,是大宗有机化SC1,SC2是2#控制站,使用一对冗余的主控卡,一对冗余主控卡工产品。广泛用于生产聚酯纤维、薄膜、容器瓶类等聚酯系列产XP243X地址由卡件的跳线分别设为2,3。SC3控制柜是4#控制品和汽车防冻剂,还可用于除冰剂、表面涂料、表面活性剂、增塑站,也是使用一对冗余的主控卡,一对冗余主控卡XP243X地址剂、不饱和聚酯树脂以及合成乙二醇醚、乙二醛、乙二酸等化工由卡件的跳线分别设为4,5。另外两个辅助柜AC1,AC2是继电产品的原料,虽然乙二醇产品用途极广,但国内乙二醇的产量一器和安全栅机柜,将现场的信号通过安全栅隔离和转换,保护卡直无法满足国内市场的强劲需求,乙二醇自给率不足50%,有相件安全,继电器用于将DO卡件输出的开关量信号通过继电器控当大的部分需要进口,易受国际市场供求关系的影响。因此,发制现场的泵等设备的开停控制。一个标准的机柜可以安装4个展和技术改造乙二醇工艺设计对我国经济发展有着重要的意LO机笼,当需要更多的机笼安装卡件时,就必须加扩展柜。SC2义。该技术具有世界共同发展趋向的节能性,是生产乙二醇工就是SCl的扩展柜,2#控制站共安装了6个机笼。4#控制站安艺的重大突破。装了4个机笼。在一个O机笼中共有20个槽位,槽位的分布JX300-XP控制系统是浙江中控技术有限公司 SUPCON情况是主控卡/电源指示卡+数据转发卡+LO卡件。主控卡WebField系列控制系统之一。它吸收了近年来快速发展的通信XP243X主要功能是L/O处理,控制运算,上下网络通讯和诊断技术,微电子技术,充分应用了最新信号处理技术高速网络通最多可驱动8个LO机笼;可以控制192个控制回路,有后备锂信技术,可靠的软件平台和软件设计技术以及现场总线技术,采电池在停电时还能保存数据,通过跳线可以设置主控卡的硬件用了高性能的微处理器和成熟的先进控制算法,全面提升了系地址,地址范围是2至127。通过主控卡的面板指示灯可以显示统的功能和性能。同时,它实现了多种总线兼容和异构系统综主控卡的工作状态。数据转发卡XP2连接主控卡和0卡合集成,各种国内外DCS,PLC及现场智能设备都可以接入到件,并管理本机笼卡件,地址范围是0至15,通过跳线可以设置JX30-XP控制系统中使其成为一个全数字化结构灵活,功数据转发卡的硬件地址。主控卡和数据转发卡都是冗余配置以能完善的开放式集散系统,能适应更广泛更复杂的应用要求。保证系统稳定运行。在本乙二醇装置中配置的v0卡件主要有1乙二醇装置系统架构电流信号输入卡XP313,热电阻输入卡XP316,模拟量输出卡XP322,开关量输出卡XP562,开关量输入卡XP363,电压信号输上海浦景化工技术有限公司设计安徽淮化1000吨/年乙入卡XP314醇装置,采用浙大中控]X-300 XP DCS系统实现集散控制。JX乙二醇装置操作节点由一个工程师站和三个操作员站组300 XP DCS系统整体架构是由控制节点(控制节点是控制站,成,用来完成现场监控和操作,以及工程师组态和下装。操作站通信接口等的总称),操作节点(操作节点是工程师站,操作员由PC机或工控机作为操作平台,有操作员键盘和操作站,装有站,服务器站,数据管理站等的统称)及通信网络(管理信息网, Windows XP操作系统,安装 Advan Tr-Pφω实时监控软件。工过程信息网,过程控制网,LO总线)等构成。程师站还另外装有组态软件包。乙二醇装置控制节点由SC1,SC2,SC3三个控制机柜和乙二醇装置的通信网络。过程控制网( SCNET错误!未找2011年39卷第22期广州化工SwitchB分别连接两个冗余的过程控制网,以实现控制站和操作柜的第一机笼,数据转发卡设置【0】SC1-1表示第一机柜的第站通信和监控。每个控制站有两个冗余的主控卡,每个主控卡一机笼的数据转发卡,是一对冗余的数据转发卡,其硬件地址跳有两个冗余网络接口通过水晶头分别连接交换机 SwitchA和线为00;在这个机笼中共16块XP313(1)6路电流信号输入卡SwitchB。这样就构成了过程控制网( SCNET错误!未找到引用LO卡件,可跳线为冗余。在每个卡件中又组态LO信号点设源。)。在控制站内部的LO总线,称为SBUS网。置,可以进行参数,趋势,报警以及现场配电等设置。通过组态乙二醇装置采用双路供电,一路市电,一路UPS供电,保证LO信号点设置就把现场测点组态,当系统运行监控软件后,这当市电出现故障时,UPS供电及时切换,保证生产平稳安全运些现场测点值就显示在流程图中,供操作员监控和控制了。乙二醇装置组态中自定义变量是为了系统控制的需要组态乙二醇装置采用一点单独接地,接地电阻小于4g,接地极的一些内部变量,这些自定义变量可以定义布尔量,作为流程图与其它接地极相距10m以上,与避雷接地体相距20m以上。系上的一个开关按钮;BPXV001为XV0氧气切断阀的联锁旁统接地分为工作接地和保护接地,分别由连接控制站的工作接路开关,为0时,联锁投入,为1时,联锁解除。当联锁解除时,现地分干线16mm2和连接控制站的保护接地分干线16mm2以及场A02(E105出口氧含量分析)为高高报警时,联锁不起作连接操作员站的保护接地分干线16mm2分别汇集到工作接地用,即Xv1001氧气切断阀不动作,不进行联锁保护。这种情况铜板和保护接地铜板,最终汇总到接地总干线。可在AI002(E105出口氧含量分析)仪表出现故障检修时旁路,不影响生产正常运行。而联锁保护这可以保护设备人身安全2乙二醇装置工程组态和控制策略使系统安全停车。联锁保护不宜过多,否则系统可能因联锁太乙二醇装置使用 Advan'trol-Pm265系统软件包,它的基多不能平稳长周期运行。也可以定义定义两字节半浮点变量作本功能为:说明控制系统的硬件配置操作站标准画面的生成,为流程图上的设定值在本装置中就有A00H氧含量联锁值提供工程设计相关组件的接口以及配置信息的编译,下载,发设定;也可定义四字节的浮点变量,在本装置中就定义DP029布。组态的基本过程为:主控卡设置,操作站设置,最后组态完203塔压差浮点值通过内部计算后显示在流程图上毕后在工程师站编译,下载,发布,下装到主控卡中。组态结束乙二醇装置组态中自定义回路的组态需填上回路名称,回后,生成的组态文件夹有: Control图形化组态,Flow流程图,Run路数等信息,然后在图形化编程中单回用FBD语言中的功能块运行信息和编译信息组态成路,在每个单回路中可以对PV,SV,MV,AM进行组态设在乙二醇装置中,首先是主控卡设置,SC1,SC2是2#控制置。在图形化编程中用FBD语言中的功能块组态成单回路时,站,用一对冗余的主控卡,硬件地址跳线为2,3。所以2#控制站只要把回路相关值连接到功能块的相关引脚就可以实现单回路硬件地址跳线为2主控卡的P地址设为A网128.128.1.2和B调节控制现场设备了。网128.128.2.2;硬件地址跳线为3主控卡的P地址设为A网乙二醇装置组态中设置一个工程师站ES130和三个操作员128.128.1.3和B网128.128.2.3。SC3控制柜是4#控制站站0S131,OS132,oS133。在这套系统中只设置一个工程师操作一对冗余的主控卡,硬件地址跳线为4,5。所以4#控制站硬件地小组,在工程师操作小组中组态了总貌画面,趋势画面,分组画址跳线为4主控卡的P地址设为A网128.128.1.4和B网面,一览画面流程图和自定义键。这些组态都是为了监控的需128.128.24;硬件地址跳线为5主控卡的P地址设为A网128要,可以查看需要看的重要的测点的趋势,可以分组控制,自定128.1.5和B网128,1282.5。工程师站双网卡组态为ES130的义键是为了操作员操作方便快捷IP地址设为A网128.128.1.130和B网1281282130,同理组3乙二醇装置自定义控制方案一图形化编程态操作员站OS131,Os132,OS133。SC1,SC2是2#控制站的两个机柜,组态SCl-1表示SCl机柜的第一个机笼,这个机笼中组SUPCON开发了功能强大的图形化编程软件( SCControl),态了16块XP313(1)6路电流信号输入卡。然后是LO设置,包图形化编程软件包括四种:梯形图(LD),功能块图(FBD),顺控括数据转发卡设置,LO卡件设置,O信号点设置,报警趋势设图(SFC),ST语言。置和常规回路设置。主控卡【2】SCl-1表示2#控制站的第一机DAT-TO - SFLOAT SwNE2D01.PV.AT TO YLOATF11003A PV实际比值AT TO FLOATLFLOATF12001Pv图1比值调节控制广州化工2011年39卷第22期3.1比值调节控制部百分数值作为BSCX氧气单回路调节的外给定,SW_02C0表以氧气与一氧化碳比值回路功能块图(FBD)为例:上面第氧气比值回路投入还是切除,由BSCx的引脚SwsⅤ接入内外一段落是按给定比值BZ02CO0实现F100A的自动调节控制。给定开关W02C0为】时为外给定即氧气比值回路投人。然F2PV一氧化碳的测量值首先将半浮点数转换为浮点数以后就可以通过氧气与一氧化碳比值自动调节FV00完成控制扩大数值范围(浮点数最大范围是四字节二进制数)乘以量程第二段落功能块图(FBD)是H1003A.P和F20.PV的实际200转换为工程实际数值,再乘以B02CO(其表示设定的氧气比值B02C1,显示在流程图上供操作员监控。与一氧化碳比值)转换为氧气工程值,再除以50转换为系统内3.2K301机组联锁控制3K3gW进图2K301机组联锁控制第一段落这是一个K301机组联锁控制。当三个比较大小加热器的功能;也可以通过MS_K30R这个手动按钮实现停功能块设定当P12.PV<0.375,PI14.PV>0.7125,PI3112.K301加热器的功能。PV>0.25其中一个满足时,在BPK307旁路开关为ON时,联第三段落实现K301加热器的联锁开控制。锁投入,为OFF时联锁解除,可以避免旁路三个机组跳车条件,3.3分程控制然后和MHS_K301手动停车信号接入到或门,MHS_K301手动下图是PC_500实现分程控制分别控制ZV500A和停车信号通过功能块TP实现延时5秒自复位开关作用。或门zV502B,分程控制点为50%。P500.PV测量值输入单回路调两个中满足一个即送1到RS触发器功能块的复位端实现K01节器引脚,当输出P0MV小于50%时,通过选择模块选择H2循环机停车。1S4送到功能块TP实现延时5秒自复位开关作控制ZV5O2A,而下面选择模块不被选择,即不控制V0B用,使H_K3o置1,保证K01H2循环机可以重新再次开车。其中P5002.MV乘以2再被1减即实现百分比输出信号给调节第二段落实现K301加热器的联锁关控制。当T31120.125时,在旁路开关BPK304投入为1时,可以实现停K301阀控制ZV5002A动作。ESTDL STLOAT5002A分程控制,分程点50%图3分程控制控制ZV5002B阀的原理相同。以上是一些比较复杂的图形化编程,其它简单的图形化编程不再赘述。下转第92页92广州化工2011年39卷第22期的产品分布的同时降低生焦。急冷水线,停掉急冷水泵,节约电耗45kWH(6)根据干气中H2CH4比的情况,随时调整金属钝化剂注3.2降低三剂消耗入量,同时更换不同的钝化剂型号以达到最佳的钝化效果,减少在催化装置的正常生产中,三剂的消耗也是能耗的重要污染焦。部分。海南炼化重油催化裂化装置在保证产品收率的情况下,2.2提高烟气系统能量回收率力求以较小的三剂耗量取得最佳的产品收益,达到了节能降耗目前困扰烟气能量回收系统的关键是烟机随着装置的运的目的行,运行工况逐渐变差、烟机逐渐下降。在停机检修前,在保证(1)降低裂化催化剂单耗降低能耗。通过实际操作的摸索烟机操作水平的同时,通过注意以下问题来保证烟机的平稳运优化,锁定了一个最佳的平衡剂活性,裂化催化剂单耗设计为行1.5kg/t,通过不断的优化操作,催化剂单耗由2008年的1.2kg/t(1)注意辅助设备上的问题,如油站、阀门及控制系统等的降低到目前的0.9kg/t问题。(2)优选钝化剂降低能耗。重油催化裂化装置原料虽然经(2)控制烟机入口催化剂浓度和粒度,减少一次和二次磨过加氢处理但重金属含量仍然较高,经常超工艺指标,为了钝化原料的重金属,降低催化剂中毒,优选钝化剂,通过试用多种(3)控制好轮盘冷却蒸汽的品质。钝化剂,选择XS-DH603活性剂,有效减少催化剂中毒,维持催(4)保持较高的再生压力以保证烟机的入口压力化剂活性。23对余热炉吹灰系统进行改造3.3优化分馏、吸收稳定操作,降低能耗针对余热锅炉内管束积灰严重造成余锅排烟温度过高的问(1)分馏塔在保证塔顶温度的情况下,尽量少打冷回流甚至题,通过借鉴其它厂的吹灰经验,在2009年5月对余热炉的吹灰不打冷回流,以降低塔顶冷却负荷,通过优化分馏塔操作减少循环系统进行改造。在保持原有吹灰系统保持正常吹灰的情况下,水用量3000U/h;停掉柴油汽提塔蒸汽,减少蒸汽消耗4Uh;采取再由催化废剂罐底接线分别到两台余热炉入口水封罐底,通过管线吹扫净后停掉重油管线伴热,减少蒸气消耗2.3Uh;输送风将废催化剂送入炉膛,并随余热炉烟气进入烟囱,利用催(2)吸收稳定系统采取降压操作,降低了气压机功耗,减少化再生器卸出的废催化剂冲刷余热炉炉管,将炉管上所积的灰了汽轮机3.5MPa蒸汽的耗量;于此同时降低了各塔塔底重沸冲刷掉。器的热负荷和塔顶的冷却负荷,使各塔的能耗下降明显。吹灰系统改造后,在首次使用时就取得了良好的效果,A炉排烟温度从272.3℃下降到213℃,B炉排烟温度从266℃下降4结语到207℃,余锅效率显著上升(上升3.205%)。经过这次改造,全面考虑综合用能过程和全面优化才是重油催化裂化节能避免了余热炉的停炉检修保证了余热炉的长周期运行,避免了降耗的根本。重油催化裂化的用能过程具有用能能级高、输入因为要停炉检修所带来的巨大损失,经济效益显著。能多、余热资源多等特点,因此从重油催化裂化的用能过程的系3催化装置的其它节能措施统(如反再、分馏、稳定)角度进行过程最优化。从重油催化裂化能量“一高一低”即高温的烟气与油品能量以及低温余热的利用3.1降低电耗量来考虑,能量逐级利用,这样更有利于降低催化装置的能耗,进催化裂化装置有部分机泵存在“大马拉小车”的现象,其无步挖据潜力降低能耗提高经济效益效动力损失较大,降低电耗主要通过以下途径4。(1)搞好机泵节能。搞好机泵节能,主要通过开好现有的参考文献变频泵,以变频泵作为主泵长期运行,做到发现问题及时整改[1]龚望欣燕化三催化车间节能过程分析与举措.石油和化工节能,2005(3):16-20同时做好个别“大马拉小车”机泵的变频改造,以达到节电降耗[2]侯玉宝,刘静翔,赵华,等重油催化裂化装置的用能分析及节能措的效果5。施[J]炼油技术与工程,2005,35(3):21-24.(2)加强空冷器维护和管理工作。对空冷设备要加强维3]曹汉吕,郝希仁,张韩等催化裂化工艺计算与技术分析[M].北护管理,及时发现和处理风机皮带脱落、断裂等问题,并根据气京:石油工业出版社,2000:502-533温变化及时调整风机启动数量。4]童三和重油催化裂化装置能耗分析与节能措施[].江西能源(3)通过动改流程停掉个别机泵,达到节能目的。催化稳2004(4):35-38定汽油甩掉汽油脱硫醇原料罐及汽油进料泵,直接自压进入汽5]马伯文催化裂化装置技术问答(第二版)M].中国石化出版社油脱硫醇装置,节约电耗90KWH;含硫氨污水泵出口加线跨到2003:494-4784444(上接第86页)的安全生产。操作界面友好,功能强大。我也在乙二醇装置的4结论安装和调试中学习到许多知识,更深的理解JX300-XP控制系通过X300-XP控制系统在乙二醇装置实践运行,证明统,提高了自已的业务水平。JX300-XP控制系统运行可靠,安全,完全可以胜任乙二醇装置