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2、介绍了控制系统的构成和完成的功能，以及应用的效果。关键词：水力除焦控制系统；开发；应用1工艺过程简介：中国石化济南分公司50万吨/年延迟焦化装置由北京石化设计院设计，该装置是以渣油或高黏度重质稠油为原料，在高温下进行深度热裂化反应，生成出石油焦（即焦炭）、汽柴油、液化气等产品。其中水力除焦系统是我厂50万吨/年延迟焦化装置的一部分。焦化原料油经过充分换热，用加热炉辐射进料泵抽出，打入焦化炉，快速升温至496500，经四通阀进入焦炭塔底部，循环油及原料减渣中蜡油以上馏分在焦炭塔内由于高温和长停留时间而发生裂解、缩合等一系列反应，最后生成富气、汽油、柴油、蜡油和焦炭，急冷到420的油气自塔顶流出，
3、进入下一生产环节，而焦炭则积聚于塔内。水力除焦操作就是将积聚在焦炭塔内的焦炭除掉的过程。为确保生产的连续性，目前我厂采用双焦炭塔操作的生产模式，一塔生焦时另一塔进行除焦操作，即焦炭塔C101/1生焦到一定高度需要进行除焦操作时将焦炭塔进料切换到C101/2，焦炭塔C101/1即可转入除焦过程；反之当C101/2在生焦到一定高度需要进行除焦操作时将焦炭塔进料切换至C101/1，焦炭塔C101/2即可转入除焦过程。所以必须有稳定可靠的控制措施保证除焦操作的顺利进行，从而保证焦化整个生产过程的连续性。另一方面，水力除焦的动力源来自高压水泵打出的20Mpa的高压水，经过控制阀、隔断阀、高压水龙带、旋转
4、节头、钻杆、切焦器打入焦炭塔内，切焦水和焦炭一同流入焦池，然后切焦水流入沉淀池。而除焦操作是在就地高度为45米平台操作台进行操作，高压水的任何泄露都是危险的，为保证除焦操作的安全，必须有安全可靠的自保联锁控制系统。2问题的提出：水力除焦监控系统原为设计单位成套完成，原设计控制方案为PLC进行监控，由PLC控制器完成数据的运算、处理和联锁保护，通过上位机进行信息的浏览和操作，同我厂加氢-制氢-焦化联合装置的DCS系统信息数据连接只能通过采用通讯的方式进行连接。该方案同我厂整体控制方案不一致，且系统连接复杂，不利于整体管理和操作。根据我厂的实际情况，本着提高管理水平、便于管理和操作的要求，充分利用
5、我厂的现有的DCS资源，充分发挥DCS控制系统丰富的流程图画面、记录、报警功能，简洁、直观的操作、浏览功能，强大的运算功能，决定在横河CS3000DCS系统上自行开发应用软件，取代原设计的PLC控制系统。3控制系统的的功能：水力除焦控制系统完成对水力除焦单元的高压水泵运行状态监视，运行数据显示，完成高压水泵的联锁保护，完成对泵阀、塔阀、除焦控制阀的控制，完成对绞车的控制、完成切焦系统的联锁保护功能，对现场的各种模拟信号和开关信号、温度信号的检测、显示、记录和报警等功能；保证主控制室、高压水泵房、45米平台操作台操作及控制信息的联系功能。4控制系统构成：水力除焦控制系统和主装置控制站各自独立配置
6、，操作站采用21显示器（主控制室和高压水泵房分别设置），与工业键盘结合，操作简便快洁，显示直观，具有流程图显示、控制分组、实时和历史趋势记录、报警记录、故障自诊断及各种报表功能，主控室水力除焦操作站和主装置操作站配合在一起，互为备用，在主控室的任何一台操作站上均可以完成监视和操作功能；45米平台操作台的操作指令送至高压水泵房内变频机柜或DCS系统处理完成，同时信息反馈至45米平台进行显示，指导操作。系统构成图如下：其中：DCS端子板机柜、安全栅柜、45米平台操作台、高压水泵房变频柜、高压水泵房辅助机柜间信号通过点对点式控制电缆连接，主控室DCS控制机柜与主控制室DCS操作站、与高压水泵房内DC
7、S操作站通过光纤通讯连接。各组成部分的功能：主控室DCS控制机柜：柜内安装有DCS系统的核心单元控制器，负责完成各种数据的运算、处理，各种控制、联锁功能；主控室DCS操作站：作为人机操作界面工具，完成参数显示、设定和操作，完成切焦系统及高压水泵的流程及报警显示，完成信息报警、趋势记录等功能；完成选泵、选塔等操作主控室DCS端子板机柜：完成DCS系统配套端子板的安装，完成DCS信号进入DCS处理单元的通道连接和信号转换；主控室DCS安全栅机柜：完成安全栅的安装，完成各种信号的输入、输出连接及部分信号的转换；高压水泵房内DCS操作站：作为人机操作界面工具，完成参数显示、设定和操作，完成切焦系统及高
8、压水泵的流程及报警显示，完成信息报警、趋势记录等功能；完成选泵、选塔等操作，具有同主控室内的DCS操作站具有同等级别的功能权限；高压水泵房内DCS辅助机柜：辅助机柜上安装有高压水泵紧急停机按钮，用来完成高压水泵房内紧急停泵操作；高压水泵房内变频柜：通过和DCS间的信号连接，通过和45米控制柜的信号连接，完成对绞车的升降控制，同时将绞车的上升和下降信号送至DCS进行显示；45米平台操作台：完成绞车、塔阀、泵阀及除焦阀的各种操作，完成联锁投用及解除操作，完成紧急停泵操作，对各阀位回讯、位置回讯、泵的运行状态和钻具位移进行显示；5控制系统的开发：5.1开发平台：根据我厂焦化装置控制体统的整体要求，焦
9、化装置的DCS控制体统采用横河公司的CENTOMCS3000控制系统，作为焦化装置的一部分，水力除焦单元的监控软件在横河公司的CS3000系统上进行开发。5.2CS3000控制系统简介：横河CS3000集散控制系统是日本横河公司九十年代中期推出的新型控制系统，保持了原来系统的高可靠性的特点，采用了双CPU控制卡和双重化控制器，电源和通讯为双重配置。软件功能有较大提高，除常用的PID外，提供了能进行复杂平稳的SEBOL功能，增强了顺控表和逻辑功能。CS3000系统具有功能强，可靠性高，扩散性好的特点，满足了实现复杂控制功能的要求。5.3.控制功能的实现：控制系统I/O统计表：.DCS硬件配置：控
10、制站和焦化主装置共用，其他配置如下：2个NODE；6个MRI-114接点输入卡；2个AEA4D-00模拟量输入；1个MRT（32点）热电阻输入卡；6个MRO-134接点输入卡；.创建水力除焦程序控制系统联锁逻辑表（联锁条件文字说明）：A.高压水泵的启、停及联锁逻辑；E.钻机绞车控制及联锁逻辑（图附后）仪表位号分配和DCSI/O地址分配：DCS软件组态：利用日本横河CS3000DCS系统为开发平台，进行I/O地址的定义，进行内部回路的连接和功能组态和设置，内容包括：测仪表功能组态、控制仪表功能组态、各种内部开关、按钮定义组态键盘软开关定义组态顺控逻辑及联锁功能组态、流程图画面组态、控制分组组态、
11、报警画面组态、实时及历史趋势组态各种功能报表和打印组态软件的生成、编译、下装等6水力除焦控制系统调试测量仪表回路调试;控制仪表回路调试;联锁系统调试其他参考文献Baker, Sheridan. The Practical Stylist. 6th ed. New York: Harper & Row, 1985.Flesch, Rudolf. The Art of Plain Talk. New York: Harper & Brothers, 1946.Gowers, Ernest. The Complete Plain Words. London: Penguin Books, 1987.
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