前言
臺(tái)塑公司于1985 年成立電子組,與日本富士電機(jī)技術(shù)合作,從事中大型分散式控制系統(tǒng)(DCS)軟硬件設(shè)計(jì)與制造,目前臺(tái)塑DCS(富士DCS)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、化工、紙業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、汽電共生、發(fā)電廠等過程。富士電機(jī)于1975年10月發(fā)布DCS系統(tǒng),是世界上最早研發(fā)出DCS系統(tǒng)的廠家之一。AX-2000集散控制系統(tǒng)是富士的第五代產(chǎn)品系統(tǒng),是開放的新一代綜合控制系統(tǒng),智能可靠的Process I/O單元同時(shí)也被橫河的CS3000系統(tǒng)所采用。AX-2000系統(tǒng)具有良好的控制性能、實(shí)時(shí)靈活的通訊能力、直觀清晰的人機(jī)接口,系統(tǒng)擴(kuò)展方便,獲得用戶較高評(píng)價(jià)。
北京燕山石化公司研究院SEBS中試加氫工段檢測控制由于加氫中試需要長期穩(wěn)定運(yùn)行,收集大量的數(shù)據(jù),為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù),并尋求工業(yè)化裝置的良好控制手段。在選型過程中,由于富士DCS系統(tǒng)的可靠性、開放性、標(biāo)準(zhǔn)化及共享實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等特點(diǎn)相對比較突出,故選用了富士的小型集散控制系統(tǒng)MICREX-MS。該系統(tǒng)是面向中小型規(guī)模成套設(shè)備的分散控制系統(tǒng)而開發(fā)的,是小型具有擴(kuò)充性的系統(tǒng),具有極強(qiáng)的工程開發(fā)能力。
1、SEBS介紹
丁苯熱塑性彈性體(簡稱SBS)是一種兼有塑料和橡膠特性的新型合成彈性體,它被廣泛應(yīng)用于制鞋、粘合劑、塑料及瀝青改性等領(lǐng)域。SBS是由苯乙烯和丁二烯嵌段聚合而成,而聚丁二烯橡膠中不飽和雙鍵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,使SBS抗老化性能不佳,通常采用選擇性加氫的方法改進(jìn),經(jīng)過加氫使其雙鍵飽和.即SBS中的丁二烯單元的C=C雙鍵加氫飽和,得到氫化SBS,即SEBS。這樣不僅提高了SBS的抗老化性能和使用溫度,而且擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。
2、SEBS中試流程概述
SBS中試合成后的基礎(chǔ)膠由泵B10l經(jīng)流量計(jì)FQS8105計(jì)量后,送入預(yù)混釜F-102中與經(jīng)過FQS81 04定量計(jì)量催化劑混合(預(yù)混釜F-102A/B在連續(xù)操作時(shí)交替使用,其控制詳見控制功能篇),混合均勻后,由進(jìn)料泵P 8151經(jīng)預(yù)熱器E 8151打入第一加氫反應(yīng)器T 8151的頂部和第二反應(yīng)器。取樣合格,達(dá)到要求的加氫度后。由膠液泵輸送至催化劑脫除工段進(jìn)行催化劑的脫除工作(見圖1)
圖1 SEBS中試流程全貌
3、控制系統(tǒng)概述
SEBS中試所應(yīng)用的MICREX MS集散系統(tǒng)(下面簡稱集散系統(tǒng))包括一個(gè)操作控制站(OCS250), 一個(gè)過程控制站(PCS250)及過程輸入/輸出口(PIO)(見圖2)。
其中,模擬輸入點(diǎn)(AI):40點(diǎn);模擬輸出點(diǎn)(AO):2O點(diǎn);開關(guān)量輸入點(diǎn)(DI):48點(diǎn);開關(guān)量輸出點(diǎn)(DO)64點(diǎn);溫度輸入點(diǎn)(PI):16點(diǎn)。
圖2 MICREX-MS硬件配置圖
4、在SEBS中試中集散系統(tǒng)各項(xiàng)功能的應(yīng)用及拓展
SEBS中試是將聚合后的SBS基礎(chǔ)膠在液相催化劑的作用下加氫制取的。轉(zhuǎn)化率要求很高(SBS氫化度>98% ),為此工藝上采用兩個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)、并聯(lián)及單塔循環(huán)、雙塔循環(huán)等多種操作方式.而對集散系統(tǒng)要求操作簡便易行,控制方式方便.可以自動(dòng)、手動(dòng)自由切換,參數(shù)在設(shè)備畫面上即刻修改。不必切換到回路畫面上進(jìn)行修改。下面就各方面的應(yīng)用進(jìn)行闡述。
4.1 監(jiān)控操作功能
操作人員通過操作畫面,對工藝流程整體進(jìn)行監(jiān)控。
在手動(dòng)狀態(tài)下,操作人員可直接通過CRT中的觸摸屏對自控閥進(jìn)行開、關(guān)及開關(guān)量的調(diào)節(jié)等操作。SEBS中試現(xiàn)場的調(diào)節(jié)閥上裝有位置開關(guān),當(dāng)閥門動(dòng)作時(shí),閥門位置開關(guān)閉合或開啟.對集散系統(tǒng)返回一個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào),系統(tǒng)對這一信號(hào)進(jìn)行處理。將這一信號(hào)在操作畫面上通過閥門顏色的改變來表現(xiàn)出來(紅色代表閥門狀態(tài)為開、藍(lán)色代表閥門狀態(tài)為關(guān))。這樣可通過工藝畫面閥門的顏色來判斷現(xiàn)場閥門的真實(shí)狀況,減少發(fā)生事故的可能。
SEBS中試做了四道安全設(shè)計(jì),以保證中試開車的正常運(yùn)行。
第一道是由控制回路對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行正常調(diào)節(jié),保證工藝參數(shù)的正常;
第二道也是由報(bào)警環(huán)節(jié)對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié),當(dāng)工藝參數(shù)超標(biāo)時(shí),操作臺(tái)發(fā)出光電報(bào)警,提醒操作人員,現(xiàn)場調(diào)節(jié)閥進(jìn)行安全釋放;
第三道是由自力式調(diào)節(jié)閥(PRV)進(jìn)行安全釋放;
第四道是由安全閥進(jìn)行保護(hù)設(shè)備性質(zhì)的釋放。
4.2 控制功能
由于本系統(tǒng)是為中試服務(wù),因此在適應(yīng)性、靈活性及簡便方面要求較高。對應(yīng)于中試工藝上的方案多樣性,在自控方面利用集散系統(tǒng)的控制機(jī)能而進(jìn)行了針對本裝置的閉環(huán)控制設(shè)計(jì)、程序控制沒計(jì)。
本裝置的程序設(shè)計(jì)有2個(gè),第一個(gè)為預(yù)混釜F102連續(xù)交替使用,見圖3。
圖3 預(yù)混釜交替使用流程圖
預(yù)混釜Fl02在集散系統(tǒng)中的工作過程如下.
(1)準(zhǔn)備。
(2)預(yù)混釜Fl02A加料:預(yù)混釜F102A進(jìn)料閥FV8l06打開(進(jìn)料閥FV8l06與進(jìn)料閥FV8107是互為聯(lián)鎖的。當(dāng)FV5106開啟時(shí),F(xiàn)V8107是關(guān)閉的;當(dāng)FV8l06關(guān)閉時(shí),F(xiàn)V8107才可以開啟,反之亦然)。預(yù)混釜F102A出料閥KV8l03關(guān)閉,F(xiàn)QS8105復(fù)位,膠液泵B101啟動(dòng),當(dāng)控制模塊F8l05的累積值大于設(shè)定值時(shí),B101停止和預(yù)混釜F102A進(jìn)料閥FV8106關(guān)閉。
(3)開始攪拌:打開預(yù)混釜F102A的攪拌。
(4)加入催化劑,氮?dú)夤芫€的PV8112打開(用氮?dú)馑痛呋瘎QS8l01復(fù)位打開KV510l打開FV8l08,當(dāng)控制模塊F8l04的累積值大于設(shè)定值時(shí),預(yù)混釜Fl02A催化劑進(jìn)料閥FV8l08關(guān)閉。
(5)關(guān)閉攪拌:延時(shí)5min,關(guān)閉預(yù)混釜F102A的攪拌。
(6)開始出料:當(dāng)預(yù)混釜F102B的液位報(bào)警器LIS8l04低位報(bào)警時(shí),打開預(yù)混釜F102A的出料閥KV8l03開始出料。
(7)預(yù)混釜Fl02A的液位LIS8l03低位報(bào)警后,程序返回(2)。
(8)預(yù)混釜F102B的操作過程與預(yù)混釜F102A的操作過程一樣。
5、結(jié)束語
MICREX MS自投運(yùn)以來運(yùn)行基本穩(wěn)定,檢測準(zhǔn)確?;旧线_(dá)到了控制的要求,減少了不必要的勞動(dòng),受到控制室操作人員的好評(píng)。