1.5万吨SAN装置造粒单元控制系统优化

摘要：分析了1.5万吨SAN树脂装置造粒单元产生故障的原因，介绍了在DELTAVDCS系统中的优化改造及运行效果，提高了控制系统运行的可靠性好，提供了产品质量，确保了工艺安全并长周期运行。

关键词：造粒；DCS；改造

中图分类号：O213文献标识码： A

1控制系统改造方案

控制系统的改造要求是通过改造要保证控制系统功能更加完善，满足使用要求，系统安全可靠。由于该装置配送料、计量和聚合等单元的控制系统已升级为EMERSON公司软件版本为DeltaV8.3的DeltaV系统，系统配置为冗余控制器、冗余12VDC和24VDC，配备有2台操作站，一台工程师站，各类信号都有备用通道，可以进行适当控制系统扩容。在对造粒单元的控制需求和DCS现有功能进行比对，对各类点数统计核定后，确认该系统的性能可以满足造粒单元的要求，决定将仪表控制进行改造，并入该DCS系统。同时对模头的加热控制方式和电气控制部分进行改造，拆除接触器等两位式控制器件，增加调功调压器，改造前和改造后温度控制框图见图1。

图1改造前和改造后温度控制框图

1.1 现场仪表改造

模头和进料口压力检测的压力应变仪是早期的产品，供电电源为110VAC，为了与现有DCS系统DC24V供电匹配，将原有压力应变仪由Dynisco的SCM90-K-KTE(110VAV，30MV)更换为国产PT124B-30M-MA-C-G1/2-180(24DVC，4～20mA两线制输出)，通过P+F的KFD2-STC4-Ex1型安全栅接入VE4003S2B1模拟量输入卡的相应通道中，6组测温元件都是J型热电偶，通过中间接线箱用JX-H2×1.0FBRP型电缆接入VE4003S5B1热偶卡Themocouple Mv已分配的通道中，并确认各回路相互隔离且接地值符合要求。

1.2 DCS系统配置

原系统配置有冗余的控制器和通讯网络，用Delta冗余的控制网络V7009来完成全系统组态、操作员界面生成、系统维护、系统运行等任务。DeltaV的控制网是一个高速以太网型的LAN（局域网），它可以实现各不同系统节点间的通讯和连接。控制网冗余。通过企业网，DeltaV的远程服务可扩展操作、工程和诊断程序功能。在本次改造中只增加一台造粒单元专用操作员站OP3，通过TP-LINK系统配置。按工艺要求，将OP3安装在原造粒操作间，符合造粒岗位操作人员的使用要求，也便于在岗人员随时通过玻璃窗观察现场。

1.3 DCS组态

在DCS上绘制造粒单元的工艺画面，并在此画面上进行组态，在DCS上实现原盘装仪表的所有功能，进一步优化控制方案。

PID控制模块的的组态是在DeltaV Explorer的菜单中选择运行Control strategies，在library中选取一个PID模块，并如图4中所示将AI的OUT联接到PID1的IN端，运行调用AI模块和PID1模块，PID1的OUT端联接到负载。位号改为TIC-402A，module templates选为PID1，打开contro studio中选中PID1，联结IO_in到SAN_01/IO1C51/CH01/FIELD_VAL，IO_out到SAN_01/IO1/C27/CH01/OUT，PV__SCALE设为0~500，正反作用Control_opts proporties选Direct Acting，同时设定高、低报警值以及参数跟踪等参数后保存下装。运行DELTAV operation ，打开TIC-402A的contro stuvvv，分别整定P、I、D参数，直到最佳值。

1.4仪表面板的使用

需要打开仪表时，在工艺流程图画面上，用鼠标单击仪表位号即可呼出所需要的仪表面板。在仪表面板上可以修改设定值，手自动控制功能以及切换开关。

1.5报警功能的使用

在DCS中实现报警十分简单，组态中已经设定了报警值，单击报警可显示控制模块的仪表面板。按照是否确认、报警级别高低及报警时间顺序，确定报警栏中报警提示次序：对每一仪表均可按工艺要求设置高低报警，在屏幕底部显示最近五个报警，按先后顺序从左至右排列，点击五个中的任何一个都可打开报警所在模块的主流程图和仪表面板。系统组态时，给每个报警定义了优先级，该优先级是判断报警重要性的标准，共定义了以下优先级：Critical-红：最高级别；Warning―黄：中等级别；Advisory-紫：最低级别。点击确认主流程图上的报警或按键盘上HOME键，点击消除报警声音或按键盘上END键。点击访问报警清单图，可浏览在报警栏上不可见的报警，最多可访问250个报警。在报警清单图中报警按优先顺序排列：未确认的报警比已确认的报警重要，相同确认状态的报警激活的报警比已失效的报警重要，确认和激活状态的报警报警优先级越高越重要，相同确认、激活状态和优先级的报警越新的报警越重要。通过查看报警信息可以掌握工艺生产平稳率，利于质量管理。

2调功调压器的使用

由于加热器是电阻性负载，需要对电压、电流、功率进行调节，本次改造增加了三相可控硅调功调压器，由DCS输出的4-20mA的输入到调整器，负载仍是原有的三相阻性负载（电加热器），各路输入阻抗为120Ω，负载额定电压为380V。要做到模头温度控制的稳定、控制精度满足工艺要求，就要做到电压、电流、功率等无级平滑调节。该三相晶闸管交流调压器，采用移相触发控制方式，输出电压、电流或功率连续可调，具有恒电压、恒电流或恒功率的特性。恒电压原理框图电流环作用是，在突加负载或负载电流超过限流值时，限制调压器的输出电流在额定电流范围内，确保输出和调压器正常工作。其调节过程：U0恒定，负载电流增加：If（UO-If）IOUyα 调压器输出电压U―If；同时电压环也参与调节，使调压器的输出电流被限制在额定电流范围内，在有充分调节余量的前提下维持输出电压的恒定。

3结束语

通过改造优化了控制方案，冗余的DCS提高了控制系统的安全性，调功调压器除了对负载的控制功能外，还具有软起动、软关断功能，减少对电网的冲击和干扰，使主回路晶闸管更加安全可靠。同时降低生产过程的操作难度和劳动强度，有很好的应用效果。

参考文献：

[1]三相晶闸管交流调压器用户手册.