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于冬菊
2003年3月底，中石油吉化公司雙苯廠進行了年產4萬噸的苯酐裝置的改造。由原來ABB公司的DCS控制系統(tǒng)更換為YOKOGAWA 公司的DCS，即CS3000系統(tǒng)。新系統(tǒng)具備了功能強大、編程方便、配置靈活、聯網便捷和價格合理等特點。下面將針對此次的項目改造，從軟硬件兩方面分別進行介紹。
1 工藝概述
苯酐裝置主要分為兩部分即苯酐工段作為主體 ，富馬酸工段作為副產品。
生產的原料是液態(tài)鄰二甲苯，通過壓縮空氣在氣化器中進行霧化。出來的汽相物質通過氧化反應器反應生成苯酐氣體（粗PA氣體），在經過5臺切換冷凝器。在此過程中苯酐氣體變成苯酐液體，純度可達98%。由冷凝器出來的液體再進入兩個精餾塔進行精制，先除去其中的輕組分，再進行精餾處理。由精餾得到的便是苯酐產品，進到包裝工段，作為最終產品。
由5臺切換冷凝器中排出的不溶成分，將進入水洗塔，得到順酸溶液，作為富馬酸工段的原料。進入富馬酸工段的順酸溶液，先進入異構化反應器，進行異構化反應，生成粗的富馬酸溶液，再經過粗濾（BF-401裝置），進入加壓板式過濾機，再進入結晶器及精濾裝置（BF-402），最后進入包裝工段。
苯酐和富馬酸工段的包裝部分均有PLC控制，其余均進入DCS系統(tǒng)。
2 系統(tǒng)的硬件、軟件配置
CS3000系統(tǒng)的具體配置情況如下：
(1) 操作站：即人機接口站共有4臺，選用的是Dell公司（Pentium IV處理器，256M內存，40G硬盤）和21寸純平顯示器，用于上位的監(jiān)視和操作。
(2) 控制站：選用的是FIO型2臺柜式FCS。其中配置的模擬量控制點數為132點、模擬量監(jiān)視點為315點、數字量為471點。卡件的實際配置中冗余量定為20%。
(3) 控制總線：操作站與控制站之間的總線為V-NET（10Mb/s）；操作站之間的總線為Ethernet (雙絞線)，通過集線器進行連接；控制站內部的數據總線ESB bus (傳送速率128Mb/s)。
(4) CS3000系統(tǒng)的操作平臺為WINDOWS 2000，文件格式采用NTFS形式。系統(tǒng)軟件可以實現漢化，方便用戶的操作和監(jiān)視功能，同時也易于掌握。
特別指出： CS3000系統(tǒng)在硬件方面，為控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供了更加可靠的保障，主要體現在：① 新型控制站選用的是雙冗余類型。電源、處理器、控制總線（V-NET）均為雙重化。其中應用于控制動作的模擬量卡件均應用了雙重化的配置，這樣更增加了系統(tǒng)控制的可靠性。② 原有ABB系統(tǒng)中的控制站的處理器是四個應用一個后備，而CS3000系統(tǒng)則是一用一備大大增強了運行的穩(wěn)定性。
3 系統(tǒng)改造的目標和具體實施方案
(1) 系統(tǒng)改造目標
新系統(tǒng)的改造主要是依據原有ABB系統(tǒng)的軟件實施方案，結合CS3000系統(tǒng)的自身特點進行改造。最終能夠實現系統(tǒng)投運后可靠性高，穩(wěn)定性好，操作方便，對生產狀況反映準確、迅速、快捷、直觀，為廠方創(chuàng)造更好的經濟效益。
(2) 具體實施方案
① 硬件方面
將原有系統(tǒng)的控制機柜、安全柵柜、端子柜、操作臺全部拆除。現場的信號線直接進入CS3000的端子柜。端子柜再通過KS電纜與控制站中的卡件進行連接。系統(tǒng)配置圖如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)配置圖
② 軟件方面
由于沒有設計方的參與，控制方案要求完全忠于原設計。這就要求在現場工藝及儀表人員的配合下，全部反編譯ABB系統(tǒng)的組態(tài)文件，經過整理再進行CS3000系統(tǒng)的軟件組態(tài)工作。
原有DCS系統(tǒng)控制軟件的組態(tài)方式主要是邏輯圖、梯形圖、TLL語言及常規(guī)控制的復雜回路來實現。
CS3000系統(tǒng)的程控實現方式則是邏輯圖、順控表。這兩種方式的可讀性強，功能強大，易于編寫和維護。
對于原有系統(tǒng)所應用的TLL語言，它的可讀性差，難于理解。需要對系統(tǒng)非常熟悉的技術人員才可以讀解和維護。而CS3000系統(tǒng)中的程控大多采用順控表，它的可讀性很強，易于掌握。對于順序的控制過程也可以通過對應用程序的狀態(tài)監(jiān)視很好的讀解，這樣更加便于調試及故障時問題的查找。
③ 流程圖部分
CS3000通過方便的圖形組態(tài)界面，為用戶設計制作了操作方便，圖形清晰美觀的界面，為用戶的日常操作和監(jiān)視工作提供了優(yōu)良的界面。圖形的制作主要分為兩大部份，苯酐和富馬酸工段。每個工段的界面主要有總貌窗口、流程圖、控制分組、趨勢等構成。總貌窗口作為流程圖的總匯，由此可以切換到其它流程圖畫面。而從每個流程圖窗口又可以切換到其它相關的流程圖、控制分組、趨勢圖。在圖形中需要操作人員操作的儀表面板都做有觸屏。
CS3000系統(tǒng)可以提供多畫面操作，可以同時監(jiān)視5個畫面，對于原有系統(tǒng)只能進行單畫面操作來說，是一個大大的改進。同時對于操作的歷史信息可以有大容量的保存，便于事故分析，重要的趨勢點還可以定義成長趨勢保存，對于生產工藝的操作及優(yōu)化提供了更多更好的方式。圖2是5臺冷凝器切換部分的流程圖畫面。
圖2 流程圖畫面
4 結語
CS3000系統(tǒng)是一個大中型集散控制系統(tǒng)，在改造的過程中，除了忠于原有的控制方案和基本工藝流程圖外，依據用戶提供的新的需求，筆者制作了更加美觀方便的操作畫面，例如圖形全部立體化，色彩更加豐富，操作更加便捷。控制方面也更加便于增建和維護。
系統(tǒng)的改造在時間緊、任務重的情況下，僅僅用了2個月的時間于2003年5月底順利投產，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，為廠方創(chuàng)造了良好的經濟效益。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號