PCS7在新型变压吸附提纯CO装置中的应用.pdf

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1、化工自动化及仪表第38卷PCS7在新型变压吸附提纯CO装置中的应用荣俊胜(陕西未来能源化工有限公司，陕西榆林719000)摘要着重介绍PCS7在新型变压吸附提纯CO装置中的硬、软件配置，并提出了一种新型的控制方案组态思路。关键词变压吸附提纯CO装置PCS7硬件通讯网络组态中图分类号TP272文献标识码B文章编号1000-3932(2011)lO-1242-05山东兖矿国泰化工有限公司变压吸附提纯CO装置采用的是成都天立化工科技有限公司的专利技术，设计负荷70000m’／h(N)、工作压力3．5MPa，仅用一套装置就实

2、现了脱碳、脱硫和制取CO的全部工艺。该装置以经过基础变换的水煤气为原料，由三段变压吸附组成，净化气中的CO，含量不超过5×10～、总硫不超过10～，产品CO的纯度为97％一99％(V)、co收率不低于94％，产品co，的纯度在97．5％一98％(V)。变压吸附提纯co装置有吸附塔104台、程控阀l457个，其关键技术为大规模顺序控制及工艺系统故障诊断与处理。如何调节顺放气的组分和压力，将顺放气作为再生用吹扫气对吸附剂进行再生；如何结合运行时间、运行时序和步长以及气体压力和流量等诸多参数对程控阀进行精确控制；如何实现在

3、线运行时序的自动切换和步长的修改、操作参数的优化调节、吹扫气量的合理分配及调节阀的均匀控制等，是实现变压吸附提纯CO装置工艺流程自动控制的技术难点。笔者将详细介绍PCS7在该装置中的硬件选型和软件配置，SCL及FBD等组合编程实现控制方案组态的具体方法。1工艺简介山东兖矿国泰化工有限公司变压吸附提纯CO装置工艺主要有3段工序：一段为粗脱碳，采用32．5-23时序，即32台吸附塔、5塔同时吸附、23次连续均压；二段是精脱碳，根据工艺调整所需，分别采用18-5—8或18-6—6时序，即18台吸附塔、5塔(或6塔)同时吸附

4、、8次(或6次)连续均压；三段是提纯co工序，根据工艺调整所需，分别采用20-4-12或20．3·15时序，即20台吸附塔、4塔(或3塔)同时吸附、12次(或15次)连续均压。此外，还有尾气硫浓缩段和干燥段，用于尾气的处理及回收。每段工序根据切塔数量町在线切换多种时序(表1)，其中一、二、三段工序允许切塔最大数量分别为5、3、3。表1切塔数量与运行时序对应关系根据工艺要求，每段工序内所有塔的进、出口及塔与塔之间互通的管道上均装有专用程控阀，程控阀门为液压驱动，即通过现场电液换向站内电磁阀的开关控制油路驱动阀门的开关。

5、同时，配套安装磁性阀位反馈开关，判断阀门的开关位置，并远传至控制室，参与工艺运行的控制。工序之间的公用部分用气动调节阀控制，根据每段工序出I=l气的压力、流量及有效组分等进行收稿日期：2011-07-08(修改稿)第10期荣俊胜．PCS7在新型变压吸附提纯CO装置中的应用自动调节。2控制系统的选择变压吸附提纯CO装置的I／O数字量3066个、模拟量321个，除少量仅起指示作用的点外，大量点要参与工艺控制。此外，完成控制功能还有约6000个内部变量，全部要在控制数据库中运行，因此要求其控制方案的组态方式必须灵活且支持即

6、时修改，以满足前期凋试和生产实时调节所需。而常见的组态方式使用的是已封装好、功能固定且类型单一的功能块或函数，如果处理数量庞大且相互引用复杂的变量，会使工作量增加、块引脚的引用也较为庞杂，而且组态的可读性、逻辑性和可修改性太差，无法适应控制要求。SIMATICPCS7以其通用的数据维护、通讯和设计功能，向用户提供开放的、面向未来的、性价比较高的自动化解决方案。PCS7的软件包括FBD、LAD、SCL、STL、CFC及SFC等编程语言和工具，支持多语言、组合式的控制方案组态，且互相嵌套调用方便；内置的WinCC支持使用

7、C及VB等语言实施组态；控制数据库支持多种读取方式；数据采集归档、趋势显示、报警记录及显示等均可通过VB脚本实现；人机界面HMI组态可实施多样化⋯。因此，该装置选用SIMATICPCS7作为其控制系统。3硬件组成该装置控制系统的硬件部分由分布控制站、自动化控制站AS、操作站OS(含客户机与服务器)和通讯网络4个部分组成，系统结构如图1所示。服务器lIl服务器2ll工科师站II操作砸站ll⋯l操作员站7环形ISO协议工业以太阀：h：：e：r：l!hi!!!；!：i!!!；；：jh⋯⋯⋯⋯jt⋯¨-swi"l——了丽：以

8、P／T太P网杉,j,议i⋯山掣翌翌盗止bIiJ一；；÷；!{；；!j{÷÷j．；剁⋯⋯⋯⋯．i娄趑挺!【坯一￡巍罐!“⋯1磊捌可币‘闻一ii仁捌⋯⋯。瑟面勘Ⅲ胀图l变压吸附提纯CO装置PCS7控制系统结构示意图3．1分布控制站以ET200M为核心设备，两个IMl53-2模块(DPVl，H)及其通过底板总线连接的各种类型的AI、AO、DI和DO模