TPS系统参数组态应用示例

摘要： 分散控制系统DCS在石油和化工生产中应用十分广泛。通过对系统组态使得系统功能得以实现。本文针对TPS系统控制站的常规控制点参数组态进行示例分析，有效解决生产中的实际问题，提高系统实用性。

Abstract: Distributed Control System is applied extensively to refineries and chemical industrial plants. System Function is implemented through configuration. Configuration example of Regulatory Control Point in TPS system is introduced in this paper, which will solve practical operation problem effectively and enhance the practicability of the system.

关键词： 分散控制系统；控制站；组态；参数

Key words: Distributed Control System；High Performance Process Manager；Configuration；Parameter

中图分类号：TP315文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）05-0171-02

0引言

分散控制系统是以应用微处理器为基础，结合计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通讯网络和人机接口技术，实现过程控制和工厂管理的控制系统。其实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制[1]。HONEYWELL公司研发的TPS就是目前较常见的开放性分散控制系统[2]。2006年吉林石化公司某厂1－丁烯装置实施了6万吨/年正己烷改造项目采用的就是TPS系统。

1TPS系统介绍

1.1 网络结构

1.1.1 LCN局部控制网络主要设备①GUS全方位用户操作站：是系统的人机接口，支持过程操作和过程工程组态及设计功能；②HM历史模件：用来记录历史数据，并存储记录系统正常运行时所必须的文件；③AM应用模件：实现复杂控制，允许用户使用CL程序开发用户的算法和控制策略。

1.1.2 UCN（Universal Control Net）万能控制网络主要设备①HPM控制站：具有快速的内部处理器和大容量内存，用于扫描和控制系统过程数据；②LM逻辑管理器：用于逻辑处理；③SM安全管理器：用于实现工厂安全停车策略；④NIM网络接口模件:提供LCN网络访问UCN网络的接口，实现数据转换功能。

1.2 控制站HPM控制站是过程控制级乃至整个DCS的核心， 是一个可独立运行的计算机监测和控制系统。在TPS控制站中，I/O处理与控制功能实现相互独立。

1.3 过程点系统组态过程中过程点是最小单元，TPS系统中包括两类过程点：一种是I/OP中的硬点，执行所有现场I/O信号的扫描和处理，完成过程变量的输入输出处理，主要包括：①模拟量输入AI点：接收的现场模拟输入信号并进行工程单位转换；②模拟量输出AO点：将输出OP值转换成4～20mA信号并输出至执行机构；③开关量输入DI点：开关量输入信号；④开关量输出DO点：转换成开关量输出，可接受控制算法的输出。

另外一种是控制站中的软点，完成受控过程的各种控制方案，主要包括：①常规RPV点：对过程变量进一步处理，完成输入变量选择、计算流量补偿、流量累加等功能；②常规控制点：提供各种控制算法，内置了大量控制功能，简化了复杂多回路控制方案的实现；③数字组合点：多输入多输出点，提供对马达、电磁阀、泵等离散型设备的控制操作面板；④逻辑点：提供逻辑运算及数据传送功能；⑤CL程序PM点：通过编写程序可以实现专有的控制功能。

2工艺介绍

1－丁烯装置改造项目中，T-501正己烷提浓塔的进料是芳烃装置T-102塔采出的抽余油。

2.1 1－丁烯装置工艺介绍1－丁烯装置中通过调节FV-501_21去罐区量来控制T-501正己烷提浓塔的进料量。FV501_21是HPMM中常规控制点。如图1所示。

2.2 芳烃装置工艺介绍芳烃装置中T-102塔抽余油采出管线上设计压力单回路控制系统PCA-1002，采出管线上的流量指示FI-1008。如图2所示。

3问题提出及解决方案

3.1 问题提出由于正己烷塔T-501进料是芳烃装置T-102的直接采出，所以其进料流量的平稳与否直接会影响芳烃装置T-102塔的操作情况。一旦阀门开关幅度过大，影响T-102塔顶压力，可能给芳烃装置造成生产波动。由于设计人员没有考虑到进料问题，所以在该段管线上没有设计任何的调节回路，也没有设计任何的逻辑来避免以上现象。但在装置开车期间，工厂考虑到了这个问题。但是在现有条件下如何能实现该流量的平稳操作呢？

3.2 解决方案为实现T-501正己烷提浓塔进料量的平稳控制，我们对FV501_21常规控制点的组态参数进行研究。最后发现可以利用参数OPTOL-输出容忍度极限能[3]。该参数可控制手动输出，并检查当前输出值与新输出值之间偏差是否大于OPTOL给定值。只有操作员确认后的输出值才能有效输出。取值范围为0.0-106.9，百分数输出。根据两个装置工艺操作的实际需要，在实际操作中将该参数设定为3。对该参数如此组态后，在正常、平稳的工艺生产中，限制了操作员开关阀门幅度，不会影响芳烃装置的抽余油采出量。

另外常规控制点CTLALGID参数组态还可以实现开关、超驰、比值和分程调节等功能[4]；PVCHECK参数组态则可实现对现场测量信号进行跟踪选择；DEVHITP和DEVLOTP参数组态可以实现偏差报警等等。

4结束语

TPS系统在石油和化工生产装置中应用十分付广泛，该系统中有很多类型的硬点和软点。在实际工作中认真学习和巧妙运用各种点独特的组态参数，一定会使我们受益匪浅。

参考文献：

[1]乐嘉谦，王立奉，邵勇.化工仪表维修工[M].314-318.

[2]黄步余，高毅.石油化工自控控制设计手册（第三版）[M].第四篇第七章.

[3]PM09-641，PM/NIM Parameters Pocket Guide，Honeywell.

[4]PM09-600，Process Manager Control Functions and Algorithms, Honeywell.