1、大马力深度抽真空装置的控制控制系统石油化工自动化,2004,2:53AUTOMATIONINPETRoCHEMICALINDUSTRY大马力深度抽真空装置的控制余秉权(广东省石油化工设计院,广东广州 510130)摘要:大马力深度抽真空装置是化工生产中常见且成本较高的一种设备 ,主要介绍其控制系统构成,原理及系统调试等内容.关键词:抽真空装置;控制系统;控制框图;控制原理图;调试中图分类号:TP273 文献标识码:B 文章编号:10077324(2004)02005303TheControloftheHighPowerExtremeVacuumSystemYUBingquan(Guangdon
2、gPetrochemicalEng.DesignInst.,Guangzhou,510130,China)Abstract:Thehighpowerextremevacuumsystemisgenerallyappliedinchemicalplantandexpensiveaswellas.Thearticlecoversthecontrolsystemstructure,controlprincipleandsystemcommissioningandSOOn.Keywords:vacuumsystem;controlsystem;controlblockdiagram;controlpr
3、incipledrawing;commission1ng在化工生产中,常需要对化工装置内部进行抽真空处理.对于其中功率大且要求抽深度真空的装置,其联锁控制的可靠性尤为重要.如果系统控制不当轻则影响生产,重则会损坏设备,造成重大的经济损失.本文就某外资厂一套大马力深度抽真空装置的控制系统做详细介绍.1 流程简介该真空装置分二级进行抽真空.由水环真空泵及喷射器构成第一级抽真空;第二级抽真空(即深度真空)则由罗茨风机( 下文随外商称之为增幅器)完成 .利用二级联接,该装置可进行深度抽真空,真空度可接近一 0.1MPa(全真空,外商标示为0Torr).其工艺流程如图 1 所示.2 控制系统的构成该控制
4、系统所采用的控制器件如图 1 中所示.2.1 自动阀门1)封水人口控制阀:控制真空泵水封用水的进入;2)增幅器旁路控制阀:在增幅器未投入运转时作为水环真空泵的抽气通道.2.2 水流开关确认封水是否正常注入真空泵.2.3 压力开关测量增幅器后管道的真空度,据此控制增幅器的动作.2.4PLC 控制器该系统的控制核心选用 12 点输入,8 点输出的微型可编程控制器.图 1 工艺流程图2.5 其他闪光音响报警器,按钮,真空泵,增幅器的电气控制器件等.收稿日期:20030819;修改稿收到日期:20031220作者简介:余秉权(1967),男,广东台山人,1989 年毕业于石油大学(华东)自动化系生产过
5、程自动化专业,本科,曾在广州化工厂工作,现在广东省石油化工设计院从事工程设计工作,任工程师.石油化工自动化3 控制框图根据工艺及安全运行的需要,并结合外商提供的资料.设计构成如图 2 所示的控制框图.图 2 控制框图本控制是按时序执行的.另外,考虑装置的安全运转,当某一控制器件出现异常(可能是故障),控制系统即停机并报警.4 控制原理图按照上述控制框图.即可设计出如图 3 所示的控制原理图.在图 3 中,双圈的接点为外部输入点,在图 3 右侧独立的触点为系统输出的接点,其具体说明如下.a)运行摔制b)异常 /关机择制图 3 控制原理图oNPB:启动按钮,为常开触点 ;OFFPB:停止按钮,为常
6、闭触点;V1 一 ANS:旁路阀 V1 的阀位开关,当阀开通时,其状态为断开;FSA:水流开关的输出触点,当封水正常流过时,该触点闭合;真空泵运行返回信号:当真空泵正常运转时.该触点闭合;V2 一 ANS1/ANS2:封水控制阀 V2 的阀位开关,阀开时 ANS1 触点断开,阀关时 ANS2 触点断开;第 2 期余秉权.大马力深度抽真空装置的控制PSA:压力开关的输出触点 .其动作点设定为吸合时 2.7kPa(绝对压力.外商标示为 20Torr),释放时 5.3kPa(绝对压力.外商标示为 40Torr);增幅器运行返回信号:当增幅器正常运转时.该触点闭合;ResetPB:复位按钮.当系统出现
7、异常报警停机后.需用此按钮消除报警信号;输出接点 R2,R5.R7.R10:为常开触点 ,闭合时分别控制 V1 开启/真空泵运转/V2 开启/增幅器运转.断开时则关闭相应设备;输出接点 R17:当其闭合时,控制闪光音响报警器报警;R:中间继电器;TM:时间继电器,其右上面的数值为其延时动作的时问值.若考虑采用常规继电器来完成上述联锁控制.则电路较复杂,可靠性不高且难于检修.设计采用了一台微型 PlC,根据控制原理图即可完成 PLC的外部连接,并依此编写出 PIC 的控制梯形图(限于篇幅.本文不再详述).完成控制系统的接线及编程.检查接线正确无误.最后进行系统调试.5 调试运行5.1 控制系统的
8、调试首先进行控制系统模拟试运行.给 PLC 供电,控制阀门供气及供水,注意此时真空泵及增幅器的主供电回路均不能供电,根据 PLC 的输入输出指示灯,检查相应接点的状态是否处在正常位置;然后启动按钮,根据 PLC 输入输出指示灯及相关外部器件的动作.检查所输入的程序是否正确;在程序执行过程中.真空泵,增幅器运行返回接点及压力开关的接点可用短接线跨接来模拟.5.2 真空泵,增幅器供电回路的调试关控制系统电源,分别给真空泵,增幅器的主供电回路供电,采用点动形式检查真空泵,增幅器及其供电回路是否工作正常.5.3 整机调试将真空泵入口对应欲抽真空的釜(罐)的进气口全部密封(否则真空泵无法正常工作),真空
9、泵,增幅器及控制系统同时供电,启动按钮,系统运行正常.最后.逐一将各控制器件的接点断开或短接来模拟控制器件故障,检查装置能否按要求报警.整机调试完毕.6 结束语经运行测试,该控制系统已完全达到工艺及安全的要求,其功能较为完善.既能控制装置进行深度抽真空,又能在控制器件出现异常时关机报警,保证了装置的安全运行.(上接第 48 页)喘振控制器提供了一种适应性增益特性.当工作点在喘振控制线右方时,该特性减少了比例动作.当工作点在喘振控制线右方的操作裕度超过设定距离.则调用适应性增益特性.根据比例或积分响应,防喘振阀可打开,该特性使得防喘振阀响应快.但速率功能限制了防喘振阀的关闭速率.当工作点安全地移
10、到喘振控制线的右方.防喘振阀将设定速率慢关,保证将透平驱动机及工况控制器调整到新的工作条件下.2.5.5 手操控制有两种手操控制可选:第一种为全权手操控制功能.它允许防喘振阀不顾喘振控制器的作用而关闭.这种选择在测试和设定的时候有用,但不能组态为正常操作.因为如果系统被置于手操状态,喘振控制器将无法打开防喘振阀.第二种为限权手操控制功能.这种选择设定了一个防喘振阀的最小开度.它允许操作工开阀,而不允许关,如果操作工认为需要开阀避免喘振时,可以不顾喘振控制器的输出而开阀.2.5.6 触点输出当喘振控制线出现向左方特定窜动时,可组态一个触点输出打开大功率电磁阀,来使防喘振阀快开.此特性对于有较短行
11、程的大阀门来说很有用.当系统从喘振状态回来时,电磁阀关.对阀的控制则可从比例特性恢复到正常的喘振控制.3Triconex 控制系统的其他功能Triconex 控制系统除了具有防喘振功能外,还具有机组的调速,超速保护控制功能,完整的过程控制联锁功能,数据采集与监控功能.它包括:I/O 处理,通讯,数据采集和逻辑控制,过程控制.对各种设备运行,工况进行控制和安全保护.SOE 功能用于顺序事件收集,判断停车事故原因.控制系统可以识别控制系统本身元件的故障,自动将故障的元件加以排除,并且所有的故障元件都可以进行在线更换.并在线修改组态,下装,而不中断过程的操作.同时将这些信息传送到 DCS(通过 EICM4119A 的 ModbusRTURS232/RS-485接口与 DCS 进行串行通讯).使不同的控制系统之间能够信息共享.4 结束语Triconex 控制系统在 3.5Mt/a 重油催化裂化机组中投用后,控制性能良好,运行平稳,既能防止喘振,使工艺波动较小,又减少了能源消耗,具有良好的稳定性,经济性.
