霍尼韦尔PKS系统在聚甲醛一区的应用

霍尼韦尔PKS系统在聚甲醛一区的应用

宋丹鹏

天津碱厂4万吨/年聚甲醛是由五环科技责任有限公司（EPC）总承包项目。聚甲醛工艺分为：一区（甲醛生产）、二区（三聚甲醛生产）、三区（二氧五环生产）、四区（分送系统及聚甲醛生产）四部分组成。该生产装置采用霍尼韦尔PKSC300自动化系统，此系统的选型、组态的设计资料、技术及设备的安装调试由五环科技有限公司总承包。

一、DCS系统选型及配置

1.1DCS系统的确定

选择霍尼韦尔PKS系统作为聚甲醛装置的DCS系统，除因其性能可靠、霍尼韦尔技术相当成熟原因之外，还基于以下原因：

（1）霍尼韦尔在世界DCS系统领域有世界领先的技术，在其领域有着举足轻重的地位。

（2）霍尼韦尔有聚甲醛组态的经验，这会使系统稳定运行提供重要的保证。

（3）在有和利时、西门子等公司竞标下，霍尼韦尔脱颖而出成功竞标成功。

1．2根据生产装置特点确定DCS的系统配置

按照控制回路、I/O点的数量及完成自动控制所需控制算法、程序的复杂程度和编码规模，并结合DCS系统选型的原则，在设计系统配置时基于以下考虑：

（1）重要设备对应的卡件全部冗余。控制器、防火墙、PM电源系统、服务器、交换机等重要设备全用冗余，来保证生产的安全稳定性。

（2）设备通用性强。所有的操作站和工程师站采用同品牌的PC机（戴尔）；控制站及其I/O模件类型和型号采用与新区其它工艺装置PKS系统一致，保证硬件的统一性和互换性。

（3）系统可扩展性强。现有I/O卡件要有15.4％的余量，当系统增加设备时，备用I/O卡件起到作用，并且可以保证网络通讯和CPU负载能力可满足要求。

（4）能与公司生产管理信息系统通过网络进行互联。PKS统通过以容错以太网和OPC接口与上位机实现资源共享和全局监控。

（5）采用标准的人机接口。PKS的操作站采用DELL公司的工作站PC和WINDOWSXP操作系统。

1.2.1系统硬件配置

（1）控制器采用冗余控制器，此控制器是霍尼韦尔PKSC300系列控制器。其中硬件主要包括：控制器（冗余）、防火墙（冗余）、I/O卡件（包括冗余与非冗余）、交换机（冗余）、PM电源（冗余）、安全栅、服务器（DELL冗余PC机）、操作站、PKS软件。

1.2.2系统软件配置

操作系统为WINDOWSXP，组态及操作监控软件为霍尼韦尔PKSC300,提供的功能如下：

(1)组态功能

包括：系统设备组态、网络组态，控制回路（复杂回路、连锁）组态，灯屏组态，交换机组态、温度安全栅组态。

（2）操作及监控：

包括：流程图画面、报警画面、操作指导画面、控制分组画面、、历史趋势画面、数据分析画面等。

2聚甲醛一区甲醛工艺流程中典型控制组态

典型的组态如：下位组态全是在ContralBuilder进行组态。图二是一个简单显示回路，CM（TI_R110A1）里面包括一个AI、DACA两个模块连接上就是一个回路。图三是一个PID回路,CM(LIC_R110)里面包括一个AI、DACA、PIDA、AO四个模块，连接上就组成一个PID回路，等其它回路就不一一列举。在CM中要填写资产、描述、量程、单位、通道、报警等文字。

2.1.1用连锁控制来控制氧温度升高。

甲醇氧化生产甲醛关键是安全生产和控制好反应温度，使生产始终处于稳定和最佳状态下进行。确保安全而稳定生产，除了操作者要认真操作控制和加强现场循环检查外，各控制仪表的正确性是十分重要的。

1、开车点火前氧醇比的调节是十分重要的，必须控制在爆炸范围外点火，否则后果不堪设想。所以我们在反应器上设计了五个温度测点，并且进行比较来保证温度的准确性。

2、有工艺要求当氧温指示“超标”时，设计院为工艺设计了四个阶段安全连锁。

第一阶段反应器R-110A/B温度点TI_R110A/B进行安全报警组态，当温度升高进行报警。如连锁图四所示，会调节混合器M-110A/B入气调节阀TV_R110A/B的混合气（氧气、蒸汽、甲醇气体、尾气）的流量。来控制反应器入量，控制温度的升高。通过TIC_R110A/B温度来控制混合气的流量，好处在于温度的灵敏度高反应快，不存在长时间的延时，为工艺提供准确的信息。而要是用流量控制温度的话，就会有延时、温度的反应会很慢，就算已经调到位了流量，温度也不会马上反应出来。

第二阶段温度还在升高时，我们做了安全连锁组态。把空气、尾气鼓风机做了组态。当温度升高时就会触发连锁发出一个“1”触发信号，经过与、或、延时的模块控制来最终给鼓风机一个“1”信号，达到祛停鼓风机的功能。来减少氧气的含量，降低温度。

2.1.2在一区PIC_S1_5蒸汽压力，控制一路输入4Mpa蒸汽阀（PV_SK）和一路输入1Mpa蒸汽阀(PV_S1A)，两阀同时送给E-100A/B。组态如图六所示：由设计资料来组态，设计资料要在工艺达到开度在0~50时，PV_S1A阀由关到全开目的，而PV_SK阀始终是关的状态，在开度50~100时，要求PV_S1.5A阀由全开到全关，而PV_SK阀始终是由全关到全开的状态，最终来实现设计方案。

2.1.3在一区中（包括其它区）测温元件中加有温度变送器，其实就是一个安全栅，它解决了热电偶、热电阻的信号转换功能。原来只是在现场仪表上加一个模块进行转换，现在有了这个安全栅可以机柜里进行安全栅组态，同一个道可以组成热电偶、热电阻都可以，降低了测温仪表的成本，并且可以反复的使用，不像原来的模块坏了就要更换个模块，没有就更换个新的。

3系统的实际应用

由于新区的设备建设还没有完成，系统指在模拟下运行过，在霍尼工厂进行过FAT测试无问题，现场的投试还须要很长时间，所以不能对系统进行说明。但是我们在实习的时候，厂家的系统相当的稳定，在开车的时候基本在1个月左右就可以调试完毕。所以我们对我厂的组态及仪表相当有信心。

4结束语

霍尼维尼的PKS系统具有功能强大，自动与安全程度的高，并且应用范围广的特点。在工艺与仪表中有性能可靠评语，并且降低仪表的维修的工作量，因此PKS系统得到了广泛的应用。

5参考文献资料

1、霍尼韦尔中、英文参考资料

聚甲醛工艺生产资料