魏巍

摘要：運(yùn)用PLC和Realinfo技術(shù)根據(jù)催化裂化裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。首先對(duì)催化裂化裝置的工業(yè)流程和工作原理研究；其次選定三菱PLC FX3U作為下位機(jī)，建立I/O地址、流程圖、設(shè)計(jì)PLC軟件程序，對(duì)催化裂化裝置進(jìn)行測(cè)控；最后在Realinfo中建立變量、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、歷史曲線、實(shí)時(shí)曲線、報(bào)警記錄的界面。通過(guò)PLC程序與Realinfo進(jìn)行連接，成功完成組態(tài)仿真，達(dá)到對(duì)催化裂化裝置的控制，有效地測(cè)量各系統(tǒng)及各組分的溫度、壓力、流量，達(dá)到人機(jī)界面實(shí)時(shí)監(jiān)控。

關(guān)鍵詞 PLC；Realinfo；催化裂化裝置；監(jiān)控

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）33-0256-02

Abstract： Automatic control system is designed according to the structure of FCCunit by use of PLCandRealinfotechnology. Firstly， the research is conducted on FCC unit， the industrial process and working principle are introduced； Secondly MITSUBISHI PLC FX3U is selectedas the lower computer， the I/O address and flow char and PLC software design are established，the measurement and control of the FCC unit are implemented； Finally， the variable， real-time data display， history curve， real-time curve， alarm record are established in Realinfo. Through PLC program and Realinfosoftwareto connect， the successful completionof the simulation configuration， control of catalytic cracking unit arecompleted， the system and itscomponents are measured； Temperature， pressure， flow are real-time monitored to human-machine interface.

Key words： PLC； Realinfo； FCC； Monitoring and Control

石油是當(dāng)前不可替代的各類燃料的基本原料且世界石油資源有限，面對(duì)石油需求的增長(zhǎng)，將重油進(jìn)行深度轉(zhuǎn)化以此來(lái)增加輕質(zhì)油品仍是石油煉化企業(yè)的重大發(fā)展戰(zhàn)略。因而催化裂化這一技術(shù)的實(shí)施對(duì)促進(jìn)我國(guó)的煉油工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著不可估量的作用。但進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展的維護(hù)、清潔能源的使用，特別是對(duì)可再生能源的綜合利用將得到更大的重視和發(fā)展。因而，如何將重質(zhì)油高效率、低成本地轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)油品，或者轉(zhuǎn)化成清潔能源成為催化裂化裝置的重要議題[1]。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，將PLC與組態(tài)技術(shù)融合應(yīng)用[2]到催化裂化裝置中具有深遠(yuǎn)的應(yīng)用價(jià)值。

1 催化裂化裝置工藝流程

催化裂化裝置一般由反應(yīng)-再生系統(tǒng)，分餾系統(tǒng)，吸收-穩(wěn)定系統(tǒng)三部分組成[3]。由于反應(yīng)溫度、壓力較高，處理量較大，特別設(shè)有再生煙氣能量回收系統(tǒng)。具體工藝流程是由罐區(qū)或其他裝置（潤(rùn)滑油、常減壓等裝置）送來(lái)的原料油進(jìn)入原料油罐，經(jīng)原料泵抽出后換熱至200-300°C左右，與分餾塔來(lái)的回?zé)捰秃陀蜐{一起進(jìn)入提升管的下部，與由再生器再生斜管來(lái)的650-700°C再生催化劑接觸反應(yīng)，然后經(jīng)提升管上部進(jìn)入分餾塔（下部）；反應(yīng)完的待生催化劑進(jìn)入沉降器下部汽提段。被汽提蒸汽除去油氣的待生劑通過(guò)待生斜管進(jìn)入再生器下部燒焦罐。由主風(fēng)機(jī)來(lái)的空氣送入燒焦罐燒焦，并同待生劑一起進(jìn)入再生器繼續(xù)燒焦，燒焦再生后的再生催化劑由再生斜管進(jìn)人提升管下部循環(huán)使用。煙氣經(jīng)一、二、三級(jí)旋分器分離出催化劑后，其溫度在650-700°C，壓力0.2-0.3MPa（表），進(jìn)入煙氣輪機(jī)做功帶動(dòng)主風(fēng)機(jī)，其后溫度為500-550°C，壓力為0.01MPa（表）左右，再進(jìn)入廢熱鍋爐發(fā)生蒸汽，廢棄的煙氣（溫度大約為200℃左右）通過(guò)煙囪排到大氣。油氣進(jìn)入分餾塔后，首先脫過(guò)熱，塔底油漿（油漿中含有2%左右催化劑）分兩路，一路至反應(yīng)器提升管，另一路經(jīng)換熱器冷卻后出裝置。脫過(guò)熱后油氣上升，富氣、粗汽油、輕柴油、回?zé)捰偷仍诜逐s塔內(nèi)自上而下分離出來(lái)?；?zé)捰头祷靥嵘苓M(jìn)行再反應(yīng)，輕柴油經(jīng)過(guò)換熱器冷卻后離開(kāi)裝置，富氣經(jīng)氣壓機(jī)壓縮后與粗汽油共同進(jìn)入到吸收塔，吸收塔頂?shù)呢殮膺M(jìn)入再吸收塔后由輕柴油吸收其中的C4-C5，再吸收塔頂干氣進(jìn)入干氣脫硫塔脫硫后作為產(chǎn)品出裝置，吸收塔底吸收油進(jìn)入脫吸塔用來(lái)脫除其中的C2。塔底脫乙烷汽油進(jìn)入穩(wěn)定塔，穩(wěn)定塔底油經(jīng)堿洗后進(jìn)入脫硫醇單元后出裝置，穩(wěn)定塔頂液化氣進(jìn)入脫硫塔脫除HS，再進(jìn)入脫硫醇單元脫硫醇后出裝置[4]。

2 下位程序設(shè)計(jì)

下位PLC起到采集信號(hào)和控制量輸出的作用，PLC中的模擬量/數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場(chǎng)工藝過(guò)程的模擬量和數(shù)字量經(jīng)過(guò)采集進(jìn)入到PID模塊，經(jīng)過(guò)控制策略的應(yīng)用在模擬量輸出模塊或數(shù)字量模塊輸出，作用到具體的工藝過(guò)程中。由于具體工藝工程較復(fù)雜，選取關(guān)鍵的I/O分配點(diǎn)，如表1所示。具體操作流程為：?jiǎn)?dòng)按鈕按下后，下位機(jī)采集輸入值經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換，將壓力、溫度、流量采集進(jìn)來(lái)，設(shè)定壓力參數(shù)、溫度參數(shù)、流量參數(shù)，經(jīng)PID控制，PID運(yùn)行控制輸出D10、D11、D12，然后經(jīng)DA轉(zhuǎn)換輸出，控制負(fù)載，將輸入輸出及其狀態(tài)變量通過(guò)上位機(jī)組態(tài)顯示。

3 上位程序設(shè)計(jì)

在上位機(jī)程序中，將催化裂化裝置中所測(cè)量的溫度、壓力、流量通過(guò)Realinfo組態(tài)軟件進(jìn)行界面模擬仿真，分析系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、實(shí)時(shí)趨勢(shì)、歷史趨勢(shì)、報(bào)警記錄的關(guān)鍵技術(shù)。建立界面模擬仿真的基本步驟：設(shè)備組態(tài)（選取對(duì)應(yīng)品牌設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序）---> I/O設(shè)備定義（建立與設(shè)備組態(tài)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)） --->選取對(duì)應(yīng)的設(shè)備（將設(shè)備管理的變量與數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)）。數(shù)據(jù)顯示和報(bào)警顯示的基本方式與建立界面的過(guò)程類似，只是將對(duì)應(yīng)的設(shè)備調(diào)整為對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的曲線或者報(bào)警信息。圖1為催化裂化裝置總貌圖，圖2，3，4分別對(duì)應(yīng)部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)的實(shí)時(shí)曲線，歷史曲線和報(bào)警信息記錄圖。

4 結(jié)論

針對(duì)催化裂化裝置的控制系統(tǒng)為目的。首先分析了催化裂化裝置的工藝流程；其次結(jié)合工藝流程的特點(diǎn)，以三菱的PLC作為下位機(jī)，Realinfo組態(tài)軟件設(shè)計(jì)上位監(jiān)控程序，詳細(xì)分析了系統(tǒng)主界面，實(shí)時(shí)曲線，歷史曲線，報(bào)警信息等的組態(tài)過(guò)程；最后通過(guò)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和仿真驗(yàn)證，確定該控制系統(tǒng)具有良好的控制效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張建忠.重油加工技術(shù)的新進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J].國(guó)際石油經(jīng)濟(jì)，2005，25（5）：452-453.

[2] 霍鳳財(cái)，任偉建，康朝海，等. 基于組態(tài)王和PLC的工業(yè)鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].化工自動(dòng)化及儀表，2013，40（9）：1103-1105.

[3] 趙威，山紅紅，張建芳，等.兩段提升管重油催化裂化（I型）新工藝的初步研究[J].化工學(xué)報(bào)，2004，6（5）：919-923.

[4] 宋陽(yáng)，王義，李曉光.利用催化裂化裝置增產(chǎn)汽油的工業(yè)應(yīng)用[J].當(dāng)代化工，2016，45（9）：2189-2191.