1、在 TPS 系统中实现批量进料过程的控制技术刘建宇 大庆炼化公司机电仪厂 0459-5616461摘要：本文主要通过一个简单的批量进料过程控制的模拟，介绍 Honeywell 公司的 TPS 集散控制系统的逻辑控制功能及其它模块的功能，目的在于对该系统的功能有进一步的认识和熟悉。关键词：TPS 系统、逻辑 控制、批量进料Honeywell 公司的 DCS 系统（包括 TDC3000 和 TPS 系统）在我公司应用广泛，如腈纶、润滑油、ARGG 等联合主控室及重整加氢装置等。这些系统一般都用于大规模的连续过程控制，在逻辑控制及顺序控制方面应用较少。但这并不说明它在这些方面的功能就弱，只是没有充分
2、应用的机会罢了。本文希望通过实现一个简单的批量进料过程的模拟运行，说明一下该系统在逻辑控制方面的实现方法。一、 批量进料过程及联锁控制要求、流程简图如下：SV01P01 D01 SV02 图中说明： R011、 启动按钮为红色，停止按钮为绿色。2、泵运行时，泵体为绿色，停止时为红色。3、SV01，SV02 为两位式开关阀，阀开时为绿色，阀关时为红色。鼠标左键点击阀体，弹出对话框，要求你确认对阀的操作FI01FI02FIQ02LI014、D01 的液位加棒图显示5、FI01，FI02，LI01，FIQ02 显示具体的数值、联锁控制要求1、当液位 LI01 指示低于 80%时，且 SV01 打开时
3、，允许启泵。这时按下启动按钮后，泵运行2、按下停止按钮后，泵停止运行；再次按启动按钮，泵继续运行3、泵在运行中，如果 FI01 指示小于满量程的 30%时，停泵。此条件在启泵前要旁路 5 秒钟4、泵在运行中，如果 SV01 关闭，则停泵。5、当液位 LI01 指示大于 95%时，自动停泵。重新启泵无效。6、当液位 LI01 指示大于 15%时且进料量未达到时，可以打开 SV02 进行进料。进料期间可以手动关闭 SV02，此时流量累计停止。重新打开 SV02，流量累计继续。7、当进料量达到时，自动关闭 SV02，且 FIQ02 不复位，SV02 不能打开。二、控制要求在 TPS 系统中的实现TP
4、S 系统中有专门用于逻辑控制的逻辑控制器 LM，但我们现场普遍用的是高性能过程控制器 HPM，它的逻辑及顺序功能也非常强。我们就以 HPM 为例说明如何实现前面的控制方案。、基础知识介绍HPM 的点分为硬件点和软件点。硬件点是指存在于 I/O 卡件中的点，直接与过程相连；软件点位于 HPMM 卡中，主要有 Reg.PV、Reg.CTRL 、Lgoic 、Flag、Numeric、PM 点等。其中 Lgoic 点是实现逻辑功能的核心，它可以调用和修改其它点的状态或参数。下面对Lgoic 点、 Flag 点等进行简单介绍。1、Flag 点Flag 点是布尔型的点，具有“ON”和“OFF”两种状态，
5、用参数“.PVFL”表示。它可以用来记录某些逻辑过程的结果，也可以用于控制逻辑执行的进程。可以通过点的细目状态直接改变状态，或通过逻辑点和 CL 程序来改变 Flag 点的状态。2、Numeric 点Numeric 点是实数型的点，可以在-32763 +32763 之间任意给值。它可以用来记录某些计算过程的结果，也可以作为数值参加运算或逻辑比较等。可以通过点的细目状态直接改变数值，或通过逻辑点和 CL 程序来改变。3、Logic 点逻辑点主要包括逻辑块、输入连接、输出连接、旗标点、数字点等几部分。输入连接 逻辑块 输出连接LISRC（1）-L （ 1） SO（1） LOSRC（1） LODST
6、N（1）。 LOENBL（1）。 。 。LISRC（12）-L（12） SO（24） LOSRC（12） LODSTN（12）LOENBL（12）数据点 旗标点NN（1）NN(8) FL（1）FL（12）1 个逻辑点最多可以有 12 个输入、24 个逻辑块、12 个输出。实际数量由 LOGMIX 参数决定，有 12-24-4、12-16-8 、12-8-12 三种组合方式。逻辑块能完成的功能如下：序号 逻辑功能 功能符号 序号 逻辑功能 功能符号1 与 AND 11 大于 GT2 或 OR 12 大于等于 GE3 与非 NAND 13 小于 LT4 或非 NOR 14 小于等于 LE5 非 N
7、OT 15 固定脉冲 PULSE6 异或 XOR 16 最大宽度脉冲 MAXPULSE7 四选二 QOR2 17 最小宽度脉冲 MINPULSE8 四选三 QOR3 18 上升沿延时 ONDLY9 等于 EQ 19 下降沿延时 OFFDLY10 不等于 NE 20 R-S 触发器 FLIPFLOP4、Reg.PV 中的累积点（Totalzr）累积点主要用于装置进出料的流量累积，为物料平衡及各种核算提供数据。人们可以设定一个目标值 AVTV，当累积值达到目标值时，标记位 AVTVFL 变为 ON。这个功能可以用于批量进料控制。累积点有运行、停止、复位三种方式，可以通过 COMMAND 参数来改变
8、运行方式。5、Reg.PV 中的计算点（Calcultr）计算点可以最多对 6 个数值进行四则运算，也可以进行如绝对值、开方、正玄、余玄等运算。、控制逻辑的分析根据联锁控制的要求，可以如下的控制逻辑图：LOGALG1LOGALG1LI0180 启停进料泵启泵信号停泵信号SV01 关闭LI0195启泵信号FI0130LI0115 开关 SV02进料量已到开关 SV02、控制方案的实现1、定义 3 个 Flag 点，1 个位号为 P01，代表进料泵，1 个位号为 STRT，代表启停泵信号，1 个位号为 SV02，表示 SV02 阀的开关状态信号2、定义 2 个 Numeric 点，位号分别为 FI
9、01，FI02，代表进出原料罐的流量3、定义 1 个 Calcultr 点，位号为 LT01，公式为 FI01.PV-FI02.PV，即进出原料罐的流量的差值，也就是原料罐内原料的瞬时变化量。4、定义 2 个 Totalzr 点，位号分别为 LI01，FIQ02。将 LT01 的数值付给 LI01，作为液位的变化；将 FI02 的数值付给 FIQ02，用于进行批量进料的控制5、定义 1 个 Logic 点，位号为 STRTP，用于实现逻辑功能，用该逻辑点的第 9 个 Flag点 FL9 表示 SV01 的开关信号，FL9 为“ON ”时表示 SV01 打开，用该逻辑点的第10 个 Flag 点
10、 FL10 表示 SV02 的开关阀信号，FL10 为“ON”时表示打开 SV02。6、设 Logic 点 STRTP 的NN1=80、NN2=95、NN3=0 、NN4=40、NN5=20、NN6=10、NN7=30、NN8=07、给 Logic 点 STRTP 定义 4 个输入：L1：LI01.PV；L2 ：FI01.PV；L3：STRT.PVFL、 延时5.0ANDOR延时3.0ANDORSRANDANDL4：FIQ02.VTVFL8、Logic 点 STRTP 的输出定义如下：序号 输出源 使能信号 输出目的地 功能1 SO12 FL2 P01。PVFL 启停进料泵2 NN3 SO13
11、 FI01.PV 停泵时，给 FI01 置 0，表示无流量3 NN4 SO12 FI01.PV 启泵时，给 FI01 数值，表示有流量4 FL1 SO14 STRT.PVFL 联锁停泵后，将启泵信号复位5 SO15 FL2 SV02.PVFL 开关 SV026 NN7 SO15 FI02.PV SV02 打开时，给 FI02 数值，表示有流量7 NN8 SO16 FI02.PV SV02 关闭时，给 FI02 置 0，表示无流量9、对逻辑块的组态见下图：10、绘制流程图，给图形加脚本。实际运行的流程图见下面两个画面进行 SV02 操作时给出的对话框进料量到达后，给出对 FIQ02 进行复位操作
12、的按钮，点击后，该按钮隐藏。三、结论通过实际运行，我们所做的方案完全满足原先提出的逻辑控制要求，实现了对流量、液位的模拟，达到了预期目的。希望本文能起到抛砖引玉的作用，吸引更多的人参加到对该DCS 系统的功能开发中，使其应用范围更广泛。作者：刘建宇（LiuJianyu）作者单位：大庆炼化公司（DaQing Refining & Chemical Company） 作者简介：刘建宇，1975 年生于黑龙江省大庆市，1996 年毕业于大庆石油学校，计算机技术及应用专业，现任大庆炼化公司机电仪厂机电维护车间技术组组长，一直从事化工仪表自动化维护和技术管理工作。电话：04595616461 13069646298Email：作者单位地址：大庆炼化公司机电仪厂 邮政编码：163411
