丙烯腈装置机组防喘振控制系统.pdf

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1、化工自动化及仪表第40卷丙烯腈装置机组防喘振控制系统侯长江(中国石油云南石化有限公司，昆明650300)摘要时某公司丙烯腈装置机组的防喘振控制系统进行改造，将三套机组现场指示控制联锁部分和室内监测系统改造为ITCC机组控制系统。优化改进后的丙烯腈装置机组控制系统投产至今，整个控制过程连续稳定、监控界面生动准确。关键词丙烯腈装1防喘振系统ITCCTS3000改造中圈分类号TH862+．79文献标识码B文章编号1000-3932(2013)07-0920-03中国石油大庆石化公司化工二厂丙烯腈装置的原料为丙烯、氨和硫酸，主要产品是丙烯腈，副产品有粗乙腈、氢氰酸及稀硫铵等。在流化床反应器中进

2、行丙烯、氨氧化，完成化学反应，将反应气体中的有机物吸收下来，然后萃取精馏并脱氰脱水，最后得到高纯度的丙烯腈。C-101空压机和C-401A／B冰机机组是丙烯腈装置的核心设备，联锁系统的动作将导致装置停工，危急人身安全。该系统的机组监测仪表采用本特利3500监测系统；联锁逻辑控制回路由继电器组成；温度指示、调节和联锁系统在现场就地控制盘实现；机组振动、位移和转速由现场控制室的3500实现。机组运行期，由于压缩机的监测系统频繁出现故障，不能正确反应机组的运行状况，给设备带来了安全隐患；由继电器实现的联锁系统，联锁误动作情况时有发生，严重影响丙烯腈装置的正常生产。由于现场仪表及继电器等元件已

3、不生产，缺少相应备件，一旦损坏就无法更换，因此定期维护只是短期办法，且继电器为220V供电，不利仪表维护人员维护。现今，由于控制系统的故障率逐年提高，给维护人员带来很大的工作量，公司组织技术人员将机组的控制系统改为ITCC控制，减少了中间环节，增加了防爆性能和稳定性，为丙烯腈装置的正常生产提供保障，有效地降低了装置非计划停工的可能性。ITCC机组控制系统控制器的控制技术采用的是微处理器先进技术，使用ITCC机组控制系统在防喘振控制中使用各自的控制算法。控制器将过程、转速控制和防喘振保护融合到一起。1防喘振控制系统的硬件组成1．1处理器TS3000系统的硬件核心是三重模件冗余容错(TMR

4、)结构，可以确保系统有3个完全相同的主处理器，且每个主处理器的CPU都是32位／50MHz／16MByteRAM，工作方式是3-2-1-0。丙烯腈机组使用的32位协处理器已经取得TUV6级安全认证。机组使用的控制系统中的I／O信号都使用三取二联锁控制。1．2输入输出电路丙烯腈机组的DI信号在模件中分成完全独立的三路，通过各自的通道传送到主处理器中进行三取二表决。计算后的数据使用I／O总线送到DO模件，在DO模件中由方形表决电路进行二次表决，DI、DO模件与丙烯腈的现场使用光电隔离方法和STUCKON、STUCKOFF检测方法。AI信号在AI模件中也分成了各自独立的三路，由AI模块上的模

5、数转换器将模拟量转换为12位数字量，之后主处理器用选取中间值的方法在控制器中选用正确值，主处理器输出的AO信号在模块中的模拟输出选择器中进行计算和选择，以此来确保输出信号的正确性。丙烯腈机组使用的控制系统使用是非常简单的，只需将传感器和输出回路的线接在一个接线端子上，编写一套应用程序，有利于操作工的日常应用。1．3容错控制电路TRICON系统的最大特点是可靠性和可用收疆日期：2013-05-03第7期侯长江．丙烯腈装置机组防喘振控制系统921性，能极大程度地确保装置的安全平稳运行，控制系统可以识别控制系统元件自身的故障，仪表维护人员可以在机组正常运行时在线更换故障元件。1．4I／OBU

6、S结构TRICON系统是机架扩展式结构，机架之间采用三冗余的I／OBUS相连，系统可以根据的I／O点数最多连14个扩展机架。TRICON系统还支持远程机架，最大距离12km。TS3000系统通信卡TCM4351B的RS-232／485冗余通信接口与DCS系统进行通信，执行MODBUS协议，传输速率115kbit，DCS为主站，SIS为从站；上位机与控制站通信采用通信卡以太网口，速率100MB，冗余RJ45网线。每块通信卡有两个以太网口、4个串口和一个并口。1．5设备按照自控行业的规范，一般PLC控制器用作下位机，操作站和工程师站作为上位机，它们之间使用以太网线连接，TCP／IP协议通信

7、，双网冗余。丙烯腈机组控制系统设置一台工程师站，安装在现场小控制室内，采用冗余的通信方式连接在控制器的通信接口上，用于控制器的组态、修改、测试、软件装载和维护。根据丙烯腈机组的现场实际情况和ITCC机组控制系统自身的特点，选择控制系统的硬件设备。系统硬件使用模块化结构，主要包括电、处理器模块、通信模块、输入／输出模块及安全栅等附件(表1)。表1防喘振控制系统设备明细(续表1)项目产品说明型号控制A4彩色激光打印机(带打印机架)HP室辅助设备机柜