DCS介绍

DCS控制系统在减压蒸馏装置工艺中的应用

渣油减压蒸馏系统控制是一个多输入、多输出对象，工艺参数相互耦合性强，动态响应时间迅速，工艺指标在线测量难。利用DSC控制系统，能够解决生产过程中人工调节频繁、调节不及时、不准确、产品质量不稳定、劳动强度大、安全系数低等问题。

1、 工艺的控制难点

相比较大型化工、炼油等复杂装置的控制来讲，该装置工艺流程相对简单，但是它结构紧凑，关联性比较强。初馏塔、减压塔各塔板温度的是重要控制指标，它直接影响到产品的产量和质量，其主要影响因素有物料流量、加热炉温度、过热蒸汽温度流量、各侧线回流量等，其中加热炉温度调节，可引起系统温度的大范围波动，手动操作，滞后性较强。

2、 DCS系统配置情况

2.1 DCS系统概况

选用浙大中控的DCS控制系统。该系统采用全局数据库技术，是面向工厂自动化的开放式DCS系统，全面支持现场总线技术，实现全局一体化编程。系统通信为标准以太网，系统结构具有较强的伸缩能力，系统编程采用国际化标准。现场控制站采用符合技术要求的远程I/O S800，并通过Profibus网关与控制站进行数据通信。系统网络分为现场层和控制管理层。

1）现场层。S800远程I/O采用ProfiBus DP通信标准与AC 800F控制器进行通信；现场智能仪表采用Prof iBus PA通信标准与AC 800F控制器进行通信。

2）控制管理层。采用标准TCP/IP协议以太网实现系统控制器及操作员站之间的通信；采用OPC数据交换标准与外部管理系统接口。系统网络特点：结构简单、清晰、高速；配置灵活、方便；网络无节点限制；支持所有标准现场总线。

2.2 DCS系统配置说明

蒸馏系统配置一个工程师站、两个操作站。整个系统通信结构设计为2层。第一层为现场控制层，采用ProfiBus现场总线通讯协议；第二层为中央监控层，实现各控制器之间及与操作员站、工程师站的通信；系统通信采用TCP/IP协议以太网，通信速率为100MB。控制系统结构示意图。

1原料进料调节阀2 初馏塔塔顶回流调节阀 3 初馏塔塔底液位控制阀 4 初馏塔塔顶液封液位控制阀 5加热炉燃料油进料调节阀 6 加热炉燃料油压力调节阀 7 减压塔塔底物料出料调节阀 8 减一线油出料调节阀 9 减压塔塔顶回流调节阀 10 减二线油出料调节阀 11 减二线回流调节阀 12 减三线油出料调节阀 13减四线油出料调节阀 14 减四线油回流调节阀 15 各压力变送器 16 各热电偶 17 各液位计

3、 DCS控制方案的实施

该工艺生产的变量较多，一直是自动控制的难点。用传统的常规仪表监控很难达到理想的效果。利用计算机强大的数据采集及丰富、灵活的组态功能，针对渣油蒸馏的工艺流程，并根据工艺参数的变化特点，将输入的工艺参数分别进行控制，达到整个系统的物料、能量和汽液平衡，从而实现该工艺的稳定、高产、优质和低耗。

（1） 在塔板温度的控制上，通过建立计算机自动调节的数学模型，调整函数的微分和积分变量，以实现塔板温度的自动调节。即初馏塔塔顶温度，减压塔各塔板温度与进入初馏塔与减压塔各侧线回流量进行连锁反馈，使回流量随温度变化而由调节阀调节，在一定范围内实现塔顶塔板温度的自动调节。

（2） 在各塔釜液位，塔顶液封罐，各侧线集液罐液位方面，液位计采集数据，设置工艺参数，标定高低报警，调整函数，各液位与出料流量进行连锁反馈，使出料量随液位变化而由调节阀调节，在一定范围内实现液位自动调节。

（3） 加热炉温度的调节。流量计，热电偶，压力变送器采集进入加热炉初馏塔塔底物料各项参数，反馈给燃料油进料调节阀，调整加燃料油流量，调节加热炉内温度变化，保证物料温度符合工艺参数，在调整燃料油流量的同时，燃料油流量调节阀与燃料油压力调节阀串级调节，保证进入加热炉内的燃料油压力稳定。

利用DCS控制，设置重要工艺参数的高低报警，并建立连锁控制，可方便快捷的查看每一个工艺参数，并能够随时调整，在生产过程中，系统波动幅度较小，减少了人工调节的频率，提高了整个工艺的安全系数，降低了能耗。