馮虎林

（長(zhǎng)鋼集團(tuán)動(dòng)力廠，山西 長(zhǎng)治 046000）

1 系統(tǒng)概要

長(zhǎng)鋼集團(tuán)動(dòng)力廠制氧車間主要生產(chǎn)氧、氮、氬及其液體產(chǎn)品液氧、液氮、液氬。2005年安裝了一套兩萬空分設(shè)備，2009年安裝一套3萬空分，均產(chǎn)自四川空分設(shè)備廠。兩套空分系統(tǒng)的控制系統(tǒng)選用了honeywell公司的Experion PKS過程知識(shí)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱 PKS系統(tǒng)），它是一體化的混合控制系統(tǒng)，是世界上第四代DCS控制系統(tǒng)的代表，其核心是基于開放且功能強(qiáng)大的M icrosoft公司的Windows 2000服務(wù)器/客戶系統(tǒng)。它由高性能的控制器、先進(jìn)的工程組態(tài)工具、開放的控制網(wǎng)絡(luò)等，構(gòu)成了先進(jìn)的體系結(jié)構(gòu)。這套系統(tǒng)設(shè)備在本公司生產(chǎn)運(yùn)行中起到了重要作用。

2 控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 PID的調(diào)節(jié)

在空分生產(chǎn)中包括8個(gè)系統(tǒng)，壓縮機(jī)系統(tǒng)、預(yù)冷系統(tǒng)、純化系統(tǒng)、膨脹機(jī)系統(tǒng)、主換熱系統(tǒng)、分餾塔系統(tǒng)、液體儲(chǔ)存系統(tǒng)、氣體儲(chǔ)存和外送系統(tǒng)。在每個(gè)系統(tǒng)中PID的調(diào)節(jié)都是必不可少的，而且調(diào)節(jié)不好會(huì)直接影響生產(chǎn)，若是調(diào)節(jié)的好會(huì)減輕勞動(dòng)者體力消耗，同時(shí)消除生產(chǎn)的安全隱患，更可節(jié)能降耗。

空分生產(chǎn)工況的調(diào)節(jié)是個(gè)細(xì)致入微的工作，如果有一個(gè)閥門調(diào)節(jié)不當(dāng)，整個(gè)生產(chǎn)工況就會(huì)發(fā)生很大的變化，從而影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。在分餾塔系統(tǒng)中有一個(gè)調(diào)節(jié)閥代號(hào)為 lcv1，有一段時(shí)間氬餾分總是波動(dòng)，造成了氬的工況也發(fā)生了變化，而且按照工藝要求需要各個(gè)點(diǎn)都正常，最后檢查發(fā)現(xiàn)是lcv1閥門調(diào)節(jié)波動(dòng)的厲害，隨后打至手動(dòng)控制，效果發(fā)生了明顯的變化。經(jīng)過對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的PID參數(shù)修改和比對(duì)發(fā)現(xiàn)，由于比例設(shè)定較大，而積分設(shè)定較小，產(chǎn)生了周期等幅震蕩，修改參數(shù)后，在調(diào)節(jié)遇到一個(gè)干擾后經(jīng)過一個(gè)周期即進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。從而消除了該閥可能因純化系統(tǒng)的切換而影響主塔工況的因素。

3萬空分自投產(chǎn)以來，空氣壓縮機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)葉始終處于手動(dòng)狀態(tài)，為確保空分的氣量充足放空閥常有開度。在純化系統(tǒng)切換時(shí)，因空分氣量的減少需要手動(dòng)開動(dòng)進(jìn)口導(dǎo)葉，于是就出現(xiàn)了兩個(gè)問題，如果開的太慢，影響空分的工況變化，氬餾分急速上升，影響氬工況；如果開的過快，空壓機(jī)的電流上升很快基本接近額定電流，為空壓機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行造成隱患；為了解決這兩個(gè)難題，決定采用PID自動(dòng)調(diào)節(jié)。經(jīng)過精心細(xì)致的設(shè)置和調(diào)節(jié)后，空壓機(jī)進(jìn)口導(dǎo)葉自調(diào)，切換時(shí)空分的工況波動(dòng)減少了許多，而空壓機(jī)始終處于零放空，且運(yùn)行電流也下降了。

2.2 控制系統(tǒng)中的報(bào)警，連鎖

報(bào)警在空分系統(tǒng)中起著重要的作用，它保證了操作者始終保持工況不偏離正常的軌道，起到了提示、警示的作用。純化系統(tǒng)閥門切換時(shí)，有一個(gè)并行時(shí)間1 min，如果在這1 min之后空氣閥沒有打開，這時(shí)空壓機(jī)就會(huì)放空，造成空分系統(tǒng)的停機(jī)，以前操作者在純化系統(tǒng)切換時(shí)操碎了心，很多時(shí)候是假信號(hào)，因?yàn)殚y門的反饋信號(hào)沒有指示，這時(shí)暫停程序，必須到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)后方可讓程序運(yùn)行。于是給操作者造成了很大的心理壓力。通過修改純化系統(tǒng)運(yùn)行的控制程序（SCM 順序控制模塊）。在反饋信號(hào)沒有指示時(shí)，程序自動(dòng)停止并報(bào)警，確認(rèn)是假信號(hào)時(shí)，在FAT端子柜中短接DI點(diǎn)后程序自動(dòng)運(yùn)行。經(jīng)過程序的修改和完善減少了異常事故的發(fā)生，同時(shí)也減輕了操作者的壓力。

空分操作中，時(shí)間久了大家就會(huì)有一個(gè)共同的感覺，監(jiān)視工況時(shí)，有時(shí)會(huì)顧此失彼，經(jīng)常注意一些比較主要的點(diǎn)而疏忽了不容易出問題的參數(shù)，這時(shí)就必須要報(bào)警系統(tǒng)的幫忙了，提前提醒，避免工況向更壞的方向發(fā)展。

空分設(shè)備運(yùn)行時(shí)機(jī)械設(shè)備的工藝參數(shù)必須嚴(yán)格控制，超過一定的范圍就會(huì)對(duì)機(jī)械造成危害，例如壓縮機(jī)的電流、排壓、潤(rùn)滑油壓、軸位移、軸震動(dòng)、軸溫等。通過PKS系統(tǒng)控制模塊（CM）組態(tài)實(shí)現(xiàn)啟車、停車，以確?？辗盅b置、機(jī)械設(shè)備的安全。

3 結(jié)束語

PKS控制系統(tǒng)強(qiáng)大的功能模塊極其優(yōu)越性能保證裝置按照設(shè)計(jì)方案在預(yù)定時(shí)間內(nèi)順利試車。該P(yáng)KS系統(tǒng)自投用以來，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，沒有因DCS系統(tǒng)本身的問題對(duì)生產(chǎn)造成影響，由于該系統(tǒng)的開放性、靈活性、易操作性等優(yōu)越性能，能根據(jù)生產(chǎn)需要自主的進(jìn)行一些過程點(diǎn)的組態(tài)操作，如一些控制方案增改，連鎖關(guān)系的變動(dòng)，都能在不影響正常生產(chǎn)的前提下在線修改。相對(duì)裝置中隨機(jī)設(shè)備的控制系統(tǒng)除穩(wěn)定性外，對(duì)最終用戶來說更加透明，更有自主權(quán)和修改權(quán)，運(yùn)行實(shí)踐表明，該系統(tǒng)值得推廣，更好的為生產(chǎn)服務(wù)。