西门子PCS7在焦化化产工段中的应用.docVIP

PAGE  PAGE 6 西门子PCS7在焦化化产工段中的应用 　　摘 要：介绍西门子过程控制PCS7系统在某焦化厂化产工段系统中的应用，并对其工艺原理、系统整体结构和网络通讯、自动控制原理的实现进行简要阐述。本系统成熟稳定，较好的解决了化工生产过程中数据的采集及管理、复杂的顺序控制及安全联锁等控制难点，实现了现场设备的精确、集中监控。 　　关键词：化产 PCS7 安全 冗余 西门子 　　1、引言 　　针对焦化化产工段的系统工艺复杂、控制回路多等特点，某焦化公司选用西门子PCS7系统作为其自动化集散控制系统，该系统支持多种国际现场总线标准，并选用工业以太网与现场总线技术结合，实现了现场仪表、分布式I/O、操作站/工程师站/服务器之间的相互通信，提高了数据传输的可靠性和抗干扰性，减少了大量线缆，更提高了工作效率和项目质量。该焦化系统应用PCS7系统实现了焦化化产工段的全集成自动控制，有效地满足了焦化生产的可靠性和连续性，使得焦化化产工段效率进一步提高，人员成本也大大降低。 　　2、主要工艺概述 　　焦炉生产过程中生成的荒煤气在化学产品回收车间进行分离、冷却、输送、回收焦油、氨、硫、苯族烃等化学产品，同时净化煤气。其煤气流程如下：荒煤气→初冷器→电捕焦油器→鼓风机→预冷却塔→脱硫塔→喷淋式饱和器→终冷塔→洗苯塔→净化煤气。来自焦炉工段约80℃的荒煤气，与焦油和氨水沿管廊吸气管道至气液分离器，气液分离后的荒煤气由上部出来，进入横管式初冷器分两段进行冷却，冷却后的荒煤气进入高压电捕焦油器，除掉煤气中夹带的焦油，再由鼓风机加压送至脱硫工段。此时分离出的氨水用循环氨水泵送到焦炉集气管和循环氨水管进行喷洒冷却荒煤气，剩余氨水送至剩余氨水槽，产生的焦油经过进一步沉降分解后用焦油泵送往油库工段焦油贮槽，作为初级产品销售。鼓风机后的荒煤气进入预冷塔与塔顶喷洒的循环冷却水逆向接触，被冷至约35℃，预冷后的荒煤气进入脱硫塔，与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触以吸收荒煤气中的硫化氢，脱硫后煤气被送入硫铵工段。脱硫液经过一系列处理后生成硫磺，可装袋外销。为避免脱硫液盐类积累影响脱硫效果，排出少量废液送往配煤工段。由脱硫及硫回收工段送来的煤气经预热器进入喷淋式硫铵饱和器上段的喷淋室，在此煤气与循环母液充分接触，使其中氨被母液吸收，然后经硫铵饱和器内的除酸器分离酸雾后送至洗脱苯工段。在饱和器下部的母液，经过处理后生成结晶硫铵，再经干燥后包装送往硫铵仓库，作为成品待销。自硫铵工段来的煤气，进入终冷塔，分二段用循环冷却水与煤气逆向接触冷却煤气，将煤气冷到一定温度送至洗苯塔。同时，在终冷塔上段加入一定流量的碱液，进一步脱除煤气中的二氧化硫。下段排出的冷凝液送至酚氰污水处理工段，上段排出的含碱冷凝液送至硫铵工段蒸氨塔顶。从终冷塔出来的煤气进入洗苯塔，经贫油洗涤脱除煤气中的粗苯后，送往各煤气用户，也可供焦炉加热循环使用。 　　3、硬件、软件 　　3.1硬件 　　焦化化产工段系统中一共包含4套DCS系统。对于DCS系统，每个系统都由控制站、工程师站、操作员站、服务器四部分组成。每个控制站中都包含一个冗余的AS主站，以及若干的ET200M远程站，远程站中也采用冗余的IM153-2双模块配置。服务器和工程师站配有西门子专用CP1613网卡，服务器和工程站利用冗余连接AS控制站的两个冗余的CP443以太网卡，实现实时数据通信。 　　焦化控制系统硬件采用西门子的PCS7冗余控制系统，其硬件支持在线热插拔。当主CPU由于故障停机时，备用CPU无条件地切换成主CPU，对生产不会造成任何影响。对于DCS控制系统采用AS417-2HCPU组件包，所有I/O通信模件为ET200M，输入输出模块均采用S7-300系列模块完成数据采集及设备控制。 　　焦化化产工段自动化系统的现场控制站采用同样带有带电热插拔特性的西门子ET200M分布式输入/输出控制站，允许控制站中的信号模块在系统运行的情况下插拔，而无需停止系统，大大提高了系统的可靠性；系统所有的分布式远程I/O分站和低压保护装置、执行机构、变频器、现场控制器等通Profibus-DP现场总线与系统控制器进行通信，最高通信速率可达12Mb/s。PCS7真正实现了仪控和电控的一体化，充分体现了全集成自动化的特点，使得系统应用范围变得更广。 　　工控机部分设置1台工程师站、6台操作员站和2台冗余服务器，工程师站与操作员站配置Dell工控机，服务器配置西门子工业级服务器。 　　3.2软件 　　焦化化产工段系统的工程师站和操作员站均采用微软英文版Windows XP SP2作为操作系统，服务器采用Windows 2008 Server作为操作系统，工程师站及服务器安装PCS7 V5.4及SQL Server