山武DCS系统在干气制乙苯装置中的应用

摘要：本文最主要介绍了日本山武Harmonas-DEO系统在我厂干气制乙苯装置的应用及发展。

关键词：控制系统；数据采集；实时数据库

1、装置概述

干气制乙苯装置2005年8月开始进行施工建设，2006年11月9日中交。年处理量10万吨，是全国最大的同类型装置。由中科院大连化物所和抚顺石油二厂联合开发，采用第三代催化剂干气制乙苯技术。本装置的主要原料为催化干气和苯，产品主要是乙苯，副产品为富丙烯干气、丙苯、高废物和尾气。整个项目由生产、储运系统、高低压配电间、综合办公楼四部分组成，其中生产装置由原料预处理、反应、吸收、产品分离、再生、热载体等六个系统组成。生产装置正常操作压力为0.4～1.8MPa，温度为10～250℃

2、DCS控制系统

2.1系统简介

该装置采用的DCS系统为日本山武的Harmonas-DEO系统。Harmonas-DEO系统已在石化、化工等行业得到广泛地应用。其控制器DOPC II不仅运算速度快，处理能力强，而且稳定性高。DOPC II控制器的组态由RTC组态软件包实现，在RTC中，所有的控制策略都由图形化的、直观的连线形式来创建，并最终形成能下装到DOPC II中的工程数据库。Harmonas系统的上位机由四台操作站，其中1#站是工程师站构成。下位机由六个控制柜及相应的I/O模块构成。系统在控制器、重要的AO/AI（模拟量输入/输出）模块及系统通讯方面采用冗余技术，大大提高了系统的安全性。如图2：

系统结构：

2.1.1DOPC II 主控制器单元

控制模块（HD-MSC200）：

由于采用三重冗余，保证了高可靠性

以太网接口模块 （HD-ETM200）：

在以太网通信接口带有10Base-T接口，采用A、B两个接口

X总线接口模块 （HD-XBM200）：

X-总线通信接口 采用两个接口，一个作为系统的主模块，另一个作为备用模块。如果主模块出现不正常，备用模块变成主模块继续控制

备份电池模块 （HD-BPS200）：

24V电源瞬间断路时的电源备份、以及在停电时从控制模块的主内存到不易消内存进行数据转移时供给电源

2.1.2、分散型I/O模块

模块的种类及功能：

高电平模拟输入模块（HD-CHAM00）：DC4～20mA以及1～5V、16点／模块

低电平模拟输入模块 （HD-CLAM00）：-80mV～+80mV输入、以及热电偶输入（类型T、E、J、B、K、R、S、PR）、16点／模块

RTD输入模块 （HD-CRAM00）：Pt100、16点／模块

模拟输出模块 （HD-CAOM00）：DC4～20mA（0～100％）、16点／模块

数字输入模块 （HD-CDIM00）：DC24V输入（干接点）、32点／模块

数字输出模块 （HD-CDOM00）：DC24V半导体（开放式 校正器）输出、32点／模块

脉冲输入模块（HD-CPIM00）：DC24V输入（干接点）、8点／模块 脉冲频率：0～5kHz（过滤设定高时） 0～20kHz（过滤设定低时）

2.2DCS系统组态

Harmonas系统运行在WINNT SP4平台下，使用WANDERWARE的INTOUCH软件和山武公司图形画组态软件RTC-EDITOR进行组态。该系统的功能强大，界面友好，支持在线组态，方便用户根据实际需要修改组态，满足实际生产的需要。

2.2.1 系统组态

系统组态主要是对操作站、工程师站、控制器、I/O模块进行定义，确定操作站、工程师站、控制器的IP地址，确定I/O模块的类型和其地址。

2.2.2 点组态

点组态主要是对I/O模块上各通道（硬点）的位号、通道号、类型、量程、单位、报警界限等进行定义，还可以定义各种软点来对硬点进行各种运算。Harmonas系统提供各种算法，满足不同控制的需要。本装置的硬点有600多个，PID控制回路60多个，逻辑控制回路100多个，通过对这些点及回路的组态就可以对整个工艺过程进行监视控制。

2.2.3 历史数据组态

历史数据组态主要是对需记录趋势和报表打印的点进行定义。

组态完成后，就可以将组态生成的数据下装到控制器里。

2.2.4 Intouch在Harmonas-DEO系统中的应用

DEO系统使用Intouch软件，提供如下三种应用程序：

Window-Maker:建立用户window

Window-Viewer：显示window

应用管理器：位号参数注册及备份

3、目前系统方面存在的问题

3.1操作站问题

由于Harmonas-DEO系统软件开发原因，在实际操作时，单点历史趋势无法调出、用，必须另配一台历史站。这样对工艺日常维护会有一些不便。今年检修期间，利用Intouch中功能做了一个临时趋势组，可在其中找出单点趋势，但仍没有实现单点历史趋势调用，建议另配一台历史站。

3.2系统控制问题

对于干气制乙苯装置所应用的Harmonas-DEO系统，在机组控制方面应用的是连锁逻辑控制，并没有紧急停车系统，这样对整个装置是存在安全隐患的，尤其本装置是有毒有害装置。建议安装一套紧急停车系统。

结束语

一个安全控制系统是由传感器、逻辑运算单元和最终控制元件组成的一个整体。对于干气制乙苯这样一个有毒、有害的装置，没有一个安全的控制系统和紧急停车系统，是无法保证其安全生产的。一个装置的危险性越高，所要求的安全等级也越高。对于国外先进的控制系统，有极高的安全性和稳定性，但这只是安全控制网络的主体，并不是全部，而要构成完整的安全控制系统，还包括现场信号检测设备和最终控制设备。因此要求我们在日常工作中，不断总结控制系统及现场仪表存在的缺陷，不断地进行技术改进，才能保证整个控制系统的安全，进而才能保证装置生产的安全。

参考文献：

1、《Harmonas-DEO工程师培训手册》2005年随机资料。

2、《Harmonas-DEO系统维护手册》2002年随机资料。

注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”