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霍尼韦尔自动化行业2008年应用有奖征文评选结果 TPS系统在加氢裂化和制氢联合装置上的应用 李锋钢大港石化公司信息中心 摘要：主要介绍了Honeywell公司TPS系统在加氢裂化和制氢联合装置上的应用。介绍了DCS系统的硬件配置，并对一些典型的复杂控制回路的实现和组态进行了说明。 关键字：加氢裂化? 制氢? DCS? TPS? 复杂控制 1、前言 中国石油大港石化公司100万吨/年加氢裂化和4万标立/小时制氢联合装置于2008年一次开车成功。 100万吨/年加氢裂化装置引进UOP公司单段加氢裂化专利技术，详细设计部分由中国石化工程建设公司北京设计院完成。加氢裂化装置采用单反应器双剂串联全循环的加氢裂化工艺，整个装置由反应、分馏、热工和公用工程等部分组成，。主要原料为减压蜡油和焦化蜡油，主要产品为液化石油气、轻石脑油、重石脑油、轻柴油、柴油。 4万标立/小时制氢装置由洛阳石油化工工程公司设计，PSA部分采用成都华西化工公司的变压吸附工艺技术，装置由脱硫、转化中变、锅炉汽包、PSA等部分组成，主要原料为混合干气和天然气，产品为高纯度氢气。 2、系统配置 加氢裂化和制氢联合装置的DCS系统采用了Honeywell公司的TPS系统。TPS（TotalPlant Solution）是Honeywell公司开发的全厂一体化解决方案，TPS把过程控制网络、实时操作网络和工厂信息网络融为一体，是第一个将整个工厂的商业信息系统和生产过程控制系统统一 在一个平台上的自动化系统。TPS具有以下特点： 1）采用可靠的多层的网络架构，实现管控一体化。整个系统由过程控制网络UCN（Universal Control Network）、控制管理网络LCN（Local Control Network）和工厂信息网络组成。 2）系统配置规模弹性大，扩展灵活。TPS系统是一个规模庞大的系统。一条LCN通常距离是300米(同电缆介质)，连接40个模件。经过光纤扩展可连接64个模件，最远距离可达4.9公里。一条LCN最多可连接20条UCN，而一条UCN可以连接32台冗余装置，用户可根据需要对LCN上的模件及UCN上的装置及设备进行任意组合，以构成所需要的系统。 3）系统安全可靠、便于维修。系统中的主要硬件设备均采用冗余配置，各模件或设备的故障只影响其自身某些功能，而整个系统仍能继续运行。卡件支持带电插拔，便于设备在线维修。 4）控制功能强大。系统的控制策略非常丰富，包括常规、逻辑、顺控等部分，可以实现从最简单的常规PID控制到先进的复杂的高级优化控制。系统可以通过接口从第三方设备获取数据。 5）系统具有良好的开放性。支持OLE（对象连接与嵌入）技术和ODBC（开发数据库连接）技术。 加氢裂化和制氢联合装置控制系统由一条冗余的LCN（Local Control Network）控制管理网络，两条冗余的UCN（Universal Control Network）过程控制网络构成。LCN网络上共有14个模件 (14个节点)，分别是: GUS操作站9台，历史模件HM1台，2对冗余的网络接口模件NIM。LCN网络通过2对冗余的NIM与两条UCN过程控制网络相连接。两条UCN网络：UCN01为加氢裂化装置控制网，包括3对冗余的高级过程管理站HPM；UCN02为制氢装置控制网，包括2对冗余的高级过程管理站HPM。 装置设有一个中心控制室和一个现场机柜室，现场机柜室距中心控制室的距离为260米。控制系统的操作站（现场机柜室工程师站除外）均集中安装在中心控制室内，进行集中操作、控制和管理，LCN网络上的HM、NIM等模件安装在中心控制室的机柜间内。控制系统的控制器（高级过程管理站HPM）安装在现场机柜室。两条UCN网络各用1对500米的冗余UCN电缆连接中心控制室内的NIM和现场机柜室的HPM。在现场机柜室内设有1台工程师站，该工程师站通过1对300米的冗余LCN电缆与中心控制室内的LCN网络连接。 系统配置如下图所示。 图1??? 加氢裂化和制氢联合装置DCS系统配置图 系统共有输入输出信号1186点，具体信号类型及数量见下表 信号类型 AI AO DI DO 4-20mA TC 加氢裂化 323 183 150 82 10 制氢 156 8 52 123 99 表1??? 加氢裂化和制氢联合装置DCS系统输入输出信号概况 除上述输入输出信号外，系统还通过485通讯的方式从其他第三方设备中读取相关信号。与DCS系统进行通讯的第三方设备如下： 生产装置 设备名称 厂商 加氢裂化 安全仪表系统 TRICONEX 机组控制系统 TRICONEX 机泵运行状态 GE 反冲洗过滤器 SIEMENS 制氢 安全仪表系统 TRICONEX