淺談PKS系統在神華包頭煤制烯烴項目熱電站的應用

64化工管理.2013年第3期淺談PKS系統在神華包頭煤制烯烴項目熱電站的應用岳洪霞朱天宇(中國神華煤制油化工 有限公司包頭煤化工分公司)摘要:簡(jiǎn)單介紹了神華包頭煤制烯烴項目熱電站應用的霍尼韋爾公司的DCS作為生產(chǎn)過(guò)程集散控制系統的系統結構,DCS系統的配置原則和方式以及各系統間的集成。另外還簡(jiǎn)單介紹了PKS系統與第三方設備通訊的應用等。關(guān)鍵詞:控制系統;冗余結構;交換機;PKS系統1、引言進(jìn)行監視。2)配置1對CISCO 3750交換機，與全廠(chǎng)生產(chǎn)管理調神華包頭煤制唏烴項目熱電站為煤制烯烴生產(chǎn)提供熱動(dòng)力度中心(PMCC)進(jìn)行連接,負責將生產(chǎn)數據上傳。在每套PKS系源。熱電站采用3臺480/h高壓煤粉鍋爐為空分裝置提供統中,服務(wù)器都可以選擇冗余配置,有效存儲數據庫信息,基于9.8MPa以及化工裝置4.2MPa蒸汽動(dòng)力源，兩臺抽凝式50MW操作站有多種類(lèi)型可以選擇,FLEX.CONSOLE .Console汽輪機發(fā)電機組，采用中壓抽汽的方式產(chǎn)生4.2MPa中壓蒸汽，Extension站， 而FTE容錯以太網(wǎng)可通過(guò)冗余交換機與C300控提供化工透平動(dòng)力的同時(shí),還能提供工廠(chǎng)部分電力供應?；瘜W(xué)水制器 ,操作站，服務(wù)器,第三方設備及其它PC連接,避免了因單處理單元負責除鹽水制作和對空分裝置返回的空冷冷凝水進(jìn)行點(diǎn)故障 而引起的系統癱瘓,大大提高了系統性能。FLEX 型操作處理，煙氣脫硫單元為兩套濕法石灰石-石膏煙氣脫硫系統。站和CONSOLE型操作員站的區別在于,CONSOLE型操作員站卸儲煤裝置承擔化工裝置和熱電站原料煤和燃料煤供應，卸煤當主從服務(wù)器全部脫網(wǎng)后，仍可以通過(guò)PKS主控制器繼續讀取采用雙線(xiàn)雙翻工藝,儲煤方式為簡(jiǎn)倉儲煤。卸儲煤、化學(xué)水、鍋爐當前運行數據和操作設備。汽機公用系統、除灰和脫硫的主控制系統為集散控制系統2.1.3PKS系統硬件設備構成框架:(DCS),采用的是霍尼韋爾公司(Honeywell)的PKS系統。本文重點(diǎn)介紹Honeywell公司的PKS系統在熱電站項目中的應用情況。2、系統介紹及硬件組成2.1系統構成PKS(ProcessKnowledgeSystem)是過(guò)程知識系統的簡(jiǎn)稱(chēng)。PKS控制系統是Honeywell在2002年6月推出的新的中型控制系統。它集合了Plantseape系統組態(tài)方便的特點(diǎn)，又集合了TPS控制系統硬件上的優(yōu)點(diǎn)而推出的一款全新的DCS控制系統。本項目按控制方式分類(lèi)采用聯(lián)合控制室(UCR) 和現場(chǎng)機柜室圖1 PKS系統硬件位務(wù)構成柜配(FRR)結合的配置方式。原則上生產(chǎn)裝置的DCS控制系統的操說(shuō)明:為了更加直觀(guān)的介紹PKS系統的框架構成。圖1所作站設置在相應的聯(lián)合控制室，控制站設置在相應的現場(chǎng)機柜示為典型的PKS系統硬件設備構成框架圖。其中,熱電站所有項室.所有現場(chǎng)儀表信號傳到現場(chǎng)機柜室,再從現場(chǎng)機柜室傳到聯(lián)目的二層網(wǎng)絡(luò )交換機全部采用Cisco2960,冗余配置;在聯(lián)合機合控制室，從現場(chǎng)機柜室到聯(lián)合控制室的信號采用雙冗余光纜柜間內設置-一套GPS時(shí)鐘源,以接人DCS網(wǎng)絡(luò )來(lái)提供系統基準連接。在聯(lián)合控制室進(jìn)行全部的控制、監測、報警及報表等操時(shí)鐘,其他PKS系統通過(guò)DSA結構的FTE網(wǎng)絡(luò ),其他PKS系統作也以網(wǎng)絡(luò )時(shí)鐘為基準源,使得保證整個(gè)PKS系統時(shí)鐘同步,便于事件記錄和操作記錄等的查詢(xún)準確性;打印機作為系統的第三2.1.1現場(chǎng)FRR單套DCS系統的配置方式針對脫硫、化學(xué)水卸儲煤、主機爐等現場(chǎng)機柜室裝置,DCS方設備，作為網(wǎng)絡(luò )打印機，可在任意操作站或工程師站打印報表系統均按下列原則進(jìn)行配置:1)系統的所有機柜均安裝在現場(chǎng).或歷史趨勢,操作記錄等信息;工程師站和操作員站采用DELL機柜室，另外在現場(chǎng)機柜室內設有工程師站、開(kāi)停工用的操作T5400圖形工作站，性能穩定可靠，操作畫(huà)面清晰，通過(guò)增加站, .2)通過(guò)配置oPC服務(wù)器或串口服務(wù)器，與裝置的其它控制系PCI-E 雙口單網(wǎng)卡,與冗余交換機構成FTE容錯以太網(wǎng)絡(luò );數據統(如卸儲煤的翻車(chē)機PLC、機組DEH等)進(jìn)行通訊,將數據采庫服:務(wù)器為DELLE2950,采用RAID5磁盤(pán)陣列模式,保證了數集進(jìn)DCS系統后,統-上傳至聯(lián)合控制室,以及全廠(chǎng)生產(chǎn)管理調據的可靠性,任何一塊兒硬盤(pán)故障都不會(huì )帶來(lái)數據的損壞;串口服務(wù)器又可以成為終端服務(wù)器，這里采用MOXA公司的N-度中心(PMCC)。2.1.2聯(lián)合控制室UCR1系統的控制站的配置PORT 5630串口服務(wù)器，第三方設備通過(guò)它可很好地與PKS系聯(lián)合控制室主要實(shí)現對各生產(chǎn)裝置的日常監控、操作,以及統接 人:冗余控制防火墻Contol Frewall的Uplink 口與冗余交作為生產(chǎn)中心的調度室，負責對所轄裝置的生產(chǎn)數據進(jìn)行集中換機分 別連接，這樣就實(shí)現了PKS系統網(wǎng)絡(luò )的冗余構成。處理、顯示,用于調度人員協(xié)調、指揮生產(chǎn)。因此聯(lián)合控制室DCS2.2部分硬件結構及功能簡(jiǎn)述系統的配置方式如下:1)配置2臺數據庫服務(wù)器，通過(guò)DSA組2.2.1C300控制器:C300過(guò)程控制器的設計師采用新穎的態(tài)，將各裝置的生產(chǎn)數據都集中過(guò)來(lái)，配置2臺調度員操作站立式設計,有效節省了機柜內空間。它包括控制器硬件和控制軟(值班長(cháng)站),連接到這臺數據庫服務(wù)器,負責對中心的所有裝置件CEE(控制執行環(huán)境)，支持組態(tài)，下載,以及各功能模塊的執技術(shù)創(chuàng )新65行。每套控制器最多支持64個(gè)1I0 Units, 每個(gè)控制器有兩個(gè)3、結束語(yǔ)IOLINK接口,可以連接C系列1I0卡件或PMIO卡件。1I0卡件:DCS系統是全廠(chǎng)生產(chǎn)控制的中心,PKS控制系統強大的功模擬量輸入(AI)/模擬量輸出(A0)卡都有16 位模擬量通道,支持能 模塊和其優(yōu)越性能保證了熱電站項目的運行平穩高效。由于冗余，支持HART協(xié)議通訊。數字輸入卡(DI)有32位數字量通該系統的開(kāi)放性、靈活性、易操作性等優(yōu)越性能,能夠根據生產(chǎn)道，兩種模件類(lèi)型分為24V直流輸人和100V/120V/125V/240V需要自主的進(jìn)行-些過(guò)程點(diǎn)的組態(tài)修改，如一-些控制方案的增交流輸人兩種，支持冗余。數字輸出卡(DO)為32通道輸出,分為改 、聯(lián)鎖關(guān)系的變動(dòng),都能夠在不影響正常生產(chǎn)的前提下在線(xiàn)修觸點(diǎn)輸出和繼電器輸出,支持擴展。改并下裝。并且因其強大的網(wǎng)絡(luò )使系統可以與第三方設備進(jìn)行2.2.2第三方通訊SCADA點(diǎn)與PKS系統的連接:由于鍋爐通訊, 保證了生產(chǎn)工藝更加完善,安全的進(jìn)行。最為國內外知名過(guò)熱器及爐膛壁溫等-一些設備需要監測的溫度點(diǎn)較多，而且較的DCS廠(chǎng)商,Honeywell公司的PKS系統是一-套值得用戶(hù)信賴(lài)的為密集，考慮到這些溫度點(diǎn)對工藝過(guò)程參數的重要性以及補償DCS 集散控制系統。導線(xiàn)電纜鋪設和DCS溫度采集卡件成本等方面的考慮，這些溫參考文獻度點(diǎn)沒(méi)有采用補償導線(xiàn)由現場(chǎng)到電子間溫度采集卡件的接線(xiàn)方[1]姜秀英、李酰、張翠宣過(guò)程控制系統實(shí)訓[M]化學(xué)工業(yè)式，而是采用了現場(chǎng)溫度元件接入多組溫度智能前端發(fā)送器,通出版社,2007過(guò)通訊電纜將智能前端發(fā)送器與在電子間內安裝的溫度智能終[2]王慧.計算機控制系統(第3版)[M],化學(xué)工業(yè)出版社.2011端接收器,并行連接,配對使用,再由溫度智能終端接收器通過(guò)作者簡(jiǎn)介:朱天宇(1985-)，男,助理工程師,2008年畢業(yè)RS485方式與MOXA的串口服務(wù)器相連，經(jīng)串口服務(wù)器轉換后于 大連民族學(xué)院電子信息工程專(zhuān)業(yè)，現供職于中國神華煤制油接入PKS系統的Cisco2960交換機。因為PKS系統很好的兼容化工有限公司包頭煤化工分公司機電儀中心儀表專(zhuān)業(yè)第三方設備,使得第三方設備通過(guò)Quick Build 軟件的組態(tài),很容岳洪霞(1984-),女,助理工程師,2008年畢業(yè)于遼寧石油易的將這些溫度點(diǎn)數據讀取進(jìn)來(lái)，從而實(shí)現了節約成本以及方化工大學(xué)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)， 現供職于中國神華煤制油化工有限公司便維護等的諸多好處。在本項目中,溫度智能轉換采用的是MTL包頭煤化 工分公司機電儀中心儀表專(zhuān)業(yè)公司的838系列智能轉化器。(上接第63頁(yè))層，直到混凝土表面的碎石露出三分之-一的高度時(shí),還能保證混行清除處理。凝土不會(huì )在這一過(guò)程中被沖散。而在澆筑上一層的混凝土之前，(2)在實(shí)際的基床拋石施工過(guò)程中,必須考慮風(fēng)水流以及水必須先要用淡水把混凝土接茬面進(jìn)行充分的濕潤,達到“飽和面位對拋石位置所產(chǎn)生的影響，一般通過(guò)典型的施工可以獲得施干”的標準,得以讓新舊混凝土充分結合。工參數.這個(gè)參數能夠指導往后的施工進(jìn)程。3.2基槽開(kāi)挖的質(zhì)量控制方式(3)進(jìn)行基床夯實(shí)施工之前必須對拋石基床進(jìn)行適當整平,(1)作為碼頭工程最為基本的一-個(gè)結構.基槽開(kāi)挖的質(zhì)量高各段的高度差最好不要超過(guò)300mm。低直接影響到碼頭的穩定性以及耐久性,所以,基槽的開(kāi)挖必須3.4沉箱安放的質(zhì)量控制方式嚴格按照相關(guān)設計規定挖到一-定深度與寬度。而當基槽的開(kāi)挖(1)沉箱在安放之前必須要對所有的沉箱都進(jìn)行內外觀(guān)嚴格深度與面積都很大的時(shí)候，則應該采用分層分條開(kāi)挖的方法進(jìn)的檢查。 尤為重要的是,對進(jìn)水閥門(mén)要進(jìn)行嚴格的檢查,因為閥行基槽開(kāi)挖，至于分層的厚度則要按照施工土質(zhì)以及所選的開(kāi)門(mén)通常會(huì )出現失靈或者漏水的情況，一旦出現這樣的情況將會(huì )挖方式來(lái)決定。導致沉箱的浮游穩定性降低。(2)基槽開(kāi)挖到所設計的深度之后,應該及時(shí)核對土質(zhì)質(zhì)量,(2)沉箱安放之后,必領(lǐng)應該盡快組織沉箱內部的拋填，防止一旦發(fā)現土質(zhì)跟設計的要求不相符合,則應立刻報告,盡快尋求風(fēng)浪作用對沉箱的位移產(chǎn)生一定的影響。解決的方法。3.5后方棱體拋填的質(zhì)量控制方式(3)在大型重力式沉箱碼頭基槽開(kāi)挖的過(guò)程中,經(jīng)常會(huì )出現(1)在進(jìn)行后方棱體拋填之前必須確定沉箱的沉降已經(jīng)基本基槽回淤的情況。有相關(guān)規范明確規定:由于港池淤泥很容易就上趨于穩定,在此基礎上,還必須先要檢查基床跟岸坡有沒(méi)有出會(huì )回流到基槽里面,所以必須要求港池標高要高于基槽標高。于現淤積和塌坡的情況。是，要求在大型重力式沉箱碼頭施工的全過(guò)程中,必須充分考慮(2)拋填必須要根據按照實(shí)際的沉降位移數據來(lái)組織施工。港池施工與基槽施工的平行性。若施工現場(chǎng)無(wú)法安排平行施工,4.結束語(yǔ)則要在基槽開(kāi)挖的時(shí)候嚴格控制好基槽與港池之間的邊坡,還大型重力式沉箱碼頭施工過(guò)程中很容易引發(fā)--些施工質(zhì)量要避免基槽的外圍出現淤泥的擾動(dòng)。最后,在每-段基槽開(kāi)挖施問(wèn)題， -旦問(wèn)題出現,施工技術(shù)人員必須嚴肅認真對待,并且在工以后,還應及時(shí)組織驗收以及拋填工作，防止回淤速度較快從此前 提下采取有效措施積極進(jìn)行工程搶救，不能把問(wèn)題置之不而影響基床的拋石。理。為了能夠進(jìn)一步提高大型重力式沉箱碼頭的施工質(zhì)量,施工(4)基槽邊坡的坡度控制會(huì )對基槽形成的斷面基床拋石的:技術(shù)人員必須從實(shí)際出發(fā),每一個(gè)施工的基礎步驟都不容忽視，斷面和棱體回填以后其邊坡的穩定程度造成一-個(gè)很大的影響。嚴把施工質(zhì)量關(guān)，唯有這樣方能在整個(gè)工程中獲得最大的社會(huì )所以,邊坡開(kāi)挖必須嚴格依照施工前所設計的坡度、施工的重要收益及經(jīng)濟收益。原則“下超上欠,超欠平衡"和臺階式開(kāi)挖方法結合進(jìn)行開(kāi)挖。參考文獻:3.3基床拋石、夯實(shí)的質(zhì)量控制方式[1]馬常增、重力式沉箱碼頭在施工過(guò)程中的質(zhì)量控制.(1)進(jìn)行基床拋石施工之前必須要檢查好基床的尺寸,確定施 工技術(shù).2005.12基床的尺寸是否有所改動(dòng)。一旦發(fā)現基床的尺寸發(fā)生較為明顯[2] JTS 168-2-2010 重力式碼頭設計與施工規范、的改動(dòng),則應該馬上進(jìn)行處理。若基槽底部的回淤沉積物含水率[3]李運時(shí)，劉盛武，丁志軍，大批量沒(méi)頂沉箱安裝施工.不高于150%且回淤沉積物的弧度大于300mm時(shí)，應該立刻進(jìn)2004.8