CS3000控制系统在水煤浆系统中的应用

第40卷第7期辽宁化工vo1.40,No.72011年7月Liaoning Chemical Industryuy,2011CS3000控制系统在水煤浆系统中的应用马五星,张超,周志博(沈阳石蜡化工有限公司,辽宁沈阳110141)摘要:以1台75t油炉改烧水煤浆为实例,介绍了横河CS300控制系统在装置上的应用情况,列举了用CS3000系统提供的功能实现一些特殊控制的方法和技巧。关键词:DCS组态;水煤浆;三冲量控制中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1004-0935(2011)07-0693-03沈阳石蜡化工有限公司2锅炉原为燃油炉,构如图1。2007年对其进行了改造,由燃油改烧水煤浆。系统打印机程师站操作员站设计由北京华宇工程有限公司设计,改造后有4种燃烧状况:单独烧水煤浆,浆气混烧,油气混烧和DUAL Vnet/IP单燃油。水煤浆由原制浆车间通过3台供浆泵送到2锅炉炉前。1系统构成控制站系统主要由工程师站、操作员站、控制站及通图1系统硬件及网络结构图讯网络构成。系统性能说明:1系统规模4-20mA输入58点(1)通讯网络:用于连接操作站、工程师站、控制站。4-20mA输出5点(2)EWS工程师站:用于设计组态、仿真调热电偶TC试及操作监视。采用 Windows XP作为操作系统的热电阻RTD13点数字量输入横河指定的高性能计算机。其主要配置为:CPU:49点PentiumIV 3.0G, -Main Memory: 1 GB, Hard Disk:数字量输出21点120 GB, Floppy Disk: 3. 5 inch, 1.44 MB,-Ethernet12Wo卡件配置Card,LCD:19inch,1280×1024。AAI14316点4~20mA输入卡5块(3)HS操作站用于运行操作和监视。采用AA54316点4~20mA输出卡1块Windows XP作为操作系统的横河指定的高性能计AAT14516点热电偶(TC)输入卡2块算机。其配置与工程师站的配置相同。AAR14516点热电阻RTD输人卡2块(4)FCS控制站:用于过程O信号处理,完成ADV15132数字量输人卡2块ADv55132数字量输出卡模拟量调节、顺序控制、批量控制、逻辑运算等实1块时控制运算功能1.3系统硬件构成14控制站(FCS)技术说明CS3000系统硬件包括1台工程师站,1台操控制站FCS的所有模件都采用集成度高、散热作员站,1个现场控制站( Processo33MH量低的固态电路以及表面封装技术,防尘、抗干扰Memory:32Mhte,1个远程接口,2块Ⅴ网卡,各能力强,适合各种恶劣的运行环境。模件的编址与种输人输出卡件以及其他配件。系统硬件及网络结物理位置的对应关系简单明了,容易掌握。模件带收稿日期:2011-04-21作者简介:马五星(1976-),女,工程师,江西九江人,2000年毕业于辽宁省抚顺石油学院计算机科学与技术专业,研究方向:从事仅表自动化控制技术工作。E-mail: maxing1630163c0m。辽。宁化工2011年7月电插拔不会引起本模件故障,也不会影响其它模件该数显仪设置了高低限报警,和闪光报警仪构成的正常工作。模件插拔都有导轨和联锁装置,防止个完整的报警系统。汽包水位控制采用三冲量控制损坏或引起故障。模件通用性强,种类规格少,有方案。3个冲量分别为汽包水位、给水流量、主蒸效地减少了备品备件的费用支出。所有卡件均达到汽流量。汽包水位控制系统如图2所示。标准。主燕汽FCU为现场控制站中央控制单元,在DCS领域汽包水位OLIC1O1蒸汽流量率先采用了可靠性极高的4个CPU的“Par& SpareFail Safe”结构设计,实现了完全的容错冗余,解运算器决了过去的单纯双重化方式下不能解决的问题。CPU硬件采用美国MPS公司的VR系列RISCFIC101处理器VR5432,主频133MHz,32MB误码校正存储器,可进行64位浮点运算。具有强大的控制运算给水流量功能每个控制站可提供4000个、100多种运算处调节阀主给水理的功能块,主要包括连续控制、批量控制及顺序控制等,且在系统最大配置情况下CPU负荷≯60%。图2汽包水位控制系统图2系统主要功能具体方案汽包水位设定值SP:在自动调节时作为汽包水21数据采集功能位的目标控制指令。该系统对各种实时模拟量参数(包括压力、温硬手操状态指令DI:对外回路硬手操是否投入度、流量、液位)、开关量(包括开关、阀门位置)自动的监视信号,使控制回路和硬手操协调工作以及设备运行方式(启、停、联锁等)进行周期性阀位反馈值AI:该信号是由安装在现场主给水扫描或中断请求采集。过程变量可以是采样输入的管道上的电动调节阀上的位发器给出的反映现场实次参数、二次参数或派生参数以及设备运行状态。际阀位的1个(4-20)模拟信号。过程变量的处理包括对模拟量的数字滤波、正确性汽包水位AI:差压变送器;判断、非线性校正、工程量转换等,以及对开关量给水流量A:差压变送器;的状态、运作确认、运作时间记录和相应变态处理。主蒸汽流量AI:差压变送器;该系统的功能除现场实时信号的采集、转换和处理模拟量输出值AO外,还具有参数越限和事件报警及打印、报表打印该汽包水位控制系统实际上是一个带有前馈信事故顺序记录和事故追忆打印、人工数据录入、二号的串级控制系统液位控制器LIC101与流量控制次参数计算、历史数据保存和查询以及丰富多样的器FIC01构成的串级控制系统。液位为主变量,给显示画面供监视水流量为副变量。副变量的引入使液位对给水流量22复杂控制功能的波动有较强的克服能力。蒸汽流量的信号作为前在对锅炉汽包水位、主蒸汽温度、送风风量、馈信号引入,因为蒸汽流量的波动是引起汽包液位引风风量、回油量、供浆泵出口压力等关键参数的变化的一个因素,是干扰作用,蒸汽流量波动时控制中,汽包水位是重中之重。通过测量引入FC01使给水流量作相应的变化。利下面以给水(汽泡水位)控制系统为例来简述用系统提供的组态语言进行编辑和编译。当硬手操下CS3000系统的控制功能。投自动时,主回路LCl01根据汽泡水位值与设定值该系统的主要控制测点汽包水位共有3个值。1SPT的偏差及P、I、D整定参数的设置进行运算,个采用电接点水位计测量,送给仪表盘上的数显仪其输出OUT被连到副回路FCl01的SET端,副回进行直接显示;另2个采用双室平衡容器作为1次路FC101根据主回路的输出和给水流量及前馈信测量元件,通过差压变送器送出2个(4~20mA)号的偏差及P、I、D整定参数的设置进行运算后输模拟信号,一个进DCS,一个进仪表盘上的数显仪,出到模拟量输出模块。(下转第696页)化2011年7(3)经济效益。投入情况:除1台提升泵投入提高生产自动化控制水平。油田开发后期,由于原280元外,其它装置都是我站利用拆旧的肥料自制油采出手段的变化,给联合站的原油分离处理带来连接,这样大大节约成本。加药量:未改造前,每较大技术难度,也为平稳输油提出新的课题,为此,天加入破乳剂270kg,因破乳剂加入不及时,加入量还要不断进行研究试验,逐步攻克实际生产中的技不均匀等情况达不到原油理想的破乳效果,出现电术难题。场波动的现象,还要增加加药量,每月平均较正常参考文献多加入约600kg破乳剂每吨按8200元计算,改造]张国旗,朱秉怡岗位风险评估知识手册[M]北京:石油工业出版社,后每月可节约成本19680元。4结论2]彭力,李发新危害辨识与风险评价技术[M】北京:石油工业出版社,200在试验的过程中,发现药剂混合不充分的问题,因重力,宏黄飞压力容器的事故故障树分析[].锅炉制造,对混药线加以改进,由原来的一道弯曲径该为四道(4 Warren R True Special Report Pipeline Economics [J]. 0i&cm弯曲径,通过液体流向的多次改变,使药液混合均Journal,2004,(8):23.匀,避免因药剂混合不均造成药剂的浪费。由于改 Warren R.True, Special Report Pipeline Economics0n&cm进加药工艺,不会因人为因素造成加药不及时,避6 Warren R True Special Report Pipeline Economics[l0&ca免跨电场的现象发生,减轻岗位员工的劳动强度,Journal,2002(9):16Improvement of Agent-feeding Devices in Combination StationsZHANG Gen, DONG Li-chao, LI Rong2. Institute of Petroleum Engineering, Xi'an Shiyou University, Shaanxi Xi'an 710065, China/na(1. Petro China Changqing Oilfield Company NO 8 Oil Production Plant, Shaanxi Xi'an 710021, ChAbstract: After agent-feeding devices in combination stations were improved, agent in the form of drops can be added into waterpipes continuously, and agent inflow can controlled by floater in agent-feeding tank, which can make demulsifier and water sufficientmixture. Application results show that improved agent-feeding system can ensure to continuously and stably add demulsifier withappropriate dosage, can increase the oil-water separation rate and pass percent of water quality, the device can reduce costs andimprove effectiveness of crude oil demulsifier.Key words: Agent-feeding device; Technical improvements; Effect(上接第694页AOUT模块对信号进行输出修正后输出。这个使操作人员直观、方便地掌握本体设备的运行状态,输出值给硬手操,硬手操把它跟阀位反馈值比较输指导运行人员合理操作、管理和调度设备,既可发出一个开关阀信号给主给水调节阀。三冲量控制方挥人的主观能动性,又能对现有工况进行客观具体案在锅炉汽包水位上得到了很好的运用,自开车以的分析和研究;系统的性能价格比高,便于扩充,来运行非常平稳。便于改造。水煤浆系统在沈阳石蜡化工有限公司已3结束语经运行了3年,该系统运行非常平稳,未出现任何该系统人机界面友好,功能灵活,操作简单故障,在企业中具有较大的推广价值。测量数据准确,安装方便。能实时检测各运行参数,Application of CS3000 Control System in Water-coal-slurry SystemMA Wu-xing, ZHANG Chao, ZHOU Zhi-bo( Shenyang Paraffin-wax Chemical Co, Ltd. Liaoning Shenyang 110141, China)Abstract: Taking renovation of a 75 ton oil boiler into coal-water slurry boiler as an example, application of the CS3000 control systemin the device was introduced, some methods and techniques to realize some special controls with the C$3000 system were discussed.Key words: DCS configuration; Water-coal-slurry: Three impulses control