浅谈高压聚乙烯装置工艺控制系统优化方案

Ｉ ． 学 交速…………………………一
浅谈 高压聚 乙烯装 置工艺控 制 系统优化 方案
大庆石 化公 司生产运行处
化方 案。文 中结合Ｓ Ｉ Ｅ ＭＥ Ｎ Ｓ Ｐ Ｃ Ｓ 系统 的控制 功能和技术特 点，提 出了高压 聚乙烯Ｉ 装置控制系统的优化方案。 【 关键词 】高压聚 乙烯 ；塑料厂 ；Ｐ Ｃ Ｓ ７ ；控 制系统
王 国强
【 摘要 】本 文针对 大庆石 化公 司塑料厂高压聚 乙烯Ｉ 装置工艺过程复杂、、工艺条件苛刻、 系统联锁 多和操作 难度 大等特点，阐述 了塑料厂高压聚 乙烯Ｉ 装置 的控制 系统优
前 言 大庆石化 公司塑料厂高压聚乙烯 Ｉ 装置采用 德 国伊姆豪逊专利，以乙烯为原料 ，氧气作 引发
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Ｓ Ｉ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｃ Ｐ Ｃ Ｓ ７ 采用符合 Ｉ Ｅ Ｃ — ｌ １ ３ １ — ３ 国际标准 的 编程 软件 和现场设 备库 ，提供连续 控制 、顺序 控制 及高级编程语 言。控制站采用 丫功能强 大 的冗余控 制器４ １ ７ Ｈ ／ Ｆ Ｈ ，冗余采 用事件 同步 技 术 ，处理 二进制 指令只需０ ． １ ｕ ｓ 。 系统 中的Ｅ Ｔ ２ Ｏ Ｏ Ｍ 分 布式Ｉ ／ Ｏ 站配备２ 个通 讯 接 口单元Ｉ Ｍ １ ５ ３ — ２ 。２ 块Ｉ Ｍ １ ５ ３ — ２ 模块分别 与２ 条 Ｐ Ｒ Ｏ Ｆ Ｉ Ｂ Ｕ Ｓ — Ｄ Ｐ 总线连接 ，每 个站的 Ｉ Ｍ １ ５ ３ — ２ 模块 通 过有源总 线底 板相互联接 ，此种 网络 结构模 式保证Ｃ Ｐ Ｕ 与ｉ ／ ｏ 站的数据交 换在任何情况 下都 不会 中断 。Ｅ Ｔ ２ Ｏ Ｏ Ｍ 分布 式Ｉ ／ Ｏ 插在 有源总 线模 板上 ，保证Ｉ ／ Ｏ 卡件可带 电插拔 。 控 制 站与 操作 员站 及 工程 师 站之 间 配备 了工 业交 换机Ｏ Ｓ Ｍ ，并 采用环 形 网络 ，使 工业 以太 网通 讯速率可 以达 ｌ Ｏ Ｏ Ｍ ，同时实现网络冗 余 。快 速 交换 式工 业 以太 网在 工 业 以太 网 的 通信 协议基础上 ，将 通信速率提 高到了 １ Ｏ Ｏ Ｍ 。 由于采用 了全双 工并 行 （ Ｆ Ｏ Ｘ ） 通信 模 式，允许 站 点同时 发送和 接收 数据 ，通信 速率可 提高 １ 倍 。在快速 以太 网上还采用 了交换技术 。由于 普通 以太网 网段 上数据通信 阻塞的存在 ，使得 实 际通信 效率 只有４ ０ ％ ，采用 了全双 工并行通 信 技术和交换技 术后 ，使得 网络通信能力 得以 充分的利 用。 １ ． ４控制 系统技术特点 （ １ ） 人机界面 （ ｔ ｔ Ｍ Ｉ ） 采用Ｗ Ｉ Ｎ Ｃ Ｃ 进行组态 人机界面设计 内容有６ 项： １ ） 系统工 艺流程 显示 ：依据设 备系统工艺 流程图 ，按照功能组 区域划分 。 ２ ） 调节 系统、调节画面 ：回路手操站 ，调 节参数集 中显示 。 ３ ） 重 要参 数趋势显示 ：有 实时趋势与历史 趋势两种 显示 。 ４ ） 全 局报警显示 ：系统 按照功能区分为若 干个报 警组 ，各个报 警组的报警 窗 口分布 于相 应 功能显示窗 口的上方 ，全局报 警显示提供集 中查看系统所有报 警的能力 ，或按优先级 、报 警组过滤 查看 ，并具有全局报警确认 。 ５ ） 具有分层结构 和简单导航 以及 固定区域 的多窗 口设计，方便用户操作 。 ６ ） 每个 操作 员／ 组 可被分 配 自定义授 权， 报警 过 滤肪 问控 制 由过 程 区域 划 分 ，共 享 自 定义 功能 ，可锁定 ／ 共 享工厂 分 区，授权 访 问 使用 口令 ，安全功能可应 用至每个操作 或者对 象 （ ２ ） 控制站 １ ） 系统 通过 西 门子 独有 的反 编码 技 术故 障安全Ｃ Ｐ Ｕ ，Ｐ Ｒ Ｏ Ｆ Ｉ Ｓ Ａ Ｆ Ｅ 故障安全通 信， 内置双 处理器 的智能故障 安全Ｉ ／ Ｏ 模块 并且利用Ｄ Ｃ Ｓ 与 Ｓ Ｉ Ｓ 的西 门子独 特 的兼容技 术 ，使得 该系统 不 仅满 足Ｓ Ｉ Ｌ ３ 的安全 等级要求 ，增强 了可操作 性 及 维护 性 。 的合格 接班人。
能 。扫 描 周 期 小于 ｌ Ｏ Ｏ ｍ ｓ 。 （ ４ ） 采用 ｌ 套相 对独 立 的反 应器 控制 系 统 （ Ｒ Ｃ Ｓ ） 对 反应 器进行 压力控 制 ，完成 装置开 车 和正 常运行阶 段对 脉冲 阀的控 制 。扫描周期 为
ｌ Ｏ ｍ ｓ。
（ ５ ） 装置风 送系统全 部控 制功 能在单独 的 控制 器 内实现 ，扫描周期ｌ Ｏ Ｏ ｍ ｓ 。 （ ６ ） 装置 的事件 顺序记录 （ Ｓ Ｏ Ｅ ） 在 单独的控 制器 内实现 ，Ｓ Ｏ Ｅ 的扫描周期ｌ ｍ ｓ 。 （ ７ ） 反应器温度点 曲线以棒图形式进行实时 显示 ，采用一套相对 独立 的Ｄ Ｃ Ｓ 操作站完成 。扫 描周期小于ｌ Ｏ ｍ ｓ 。 １ ． ３控制系统功能 Ｐ Ｃ Ｓ ７ 是 西 门子 公司 结合 最 先进 的计 算机 软 、硬 件技术 ，在 西门子公司ｓ ５ ，ｓ ７ 系列可编 程控 制器及Ｔ Ｅ Ｌ Ｅ Ｐ Ｅ Ｒ Ｍ 系列集散系 统的基础上 ， 面 向所有过程控制应 用场合 的先 进过程控制 系 统 ，是 １ 种模块 化 的基于现 场总 线的新 一代 过 程控 制系统 。结合 了传统Ｄ Ｃ Ｓ 和Ｐ Ｌ Ｃ 控制系 统的 优 点，将两者 的功能有机 的结 合在一起 口。具 有 过 程控 制 系统 的所 有 特性 和 功能 ，过程 控 制 简单而安全 、方便信息 网络和现场总线 及仪 表 的 集成 ，设计 模块 化 ， 系统 的扩 展 性强 。
１ 制系统 （ Ｄ Ｃ Ｓ ） 实现 整个生 产 过程模拟信 号的常规控制 、监视报警 和报 表 打 印及 生产管理。 （ ２ ） 控制器实现与反应器有 关的重要 的需要 快 速响应的紧急停车联锁 ，独 立于Ｄ Ｃ Ｓ ，并能与 Ｄ Ｃ Ｓ 进 行数据通讯 ；完成 原控制 系统Ｅ Ｐ １ （ 保护高 压分离器） 、Ｅ Ｐ ２ （ 保护反 应器） 及Ｅ Ｐ ３（ 预 防反应 器故障） 功能 。扫描周期为５ ０ ｍ ｓ 。 （ ３ ） 控 制器实现机泵联锁和 与Ｄ Ｃ Ｓ 进行数据 通讯 的功能 。完成 原控制系统Ｅ Ｐ ４（ 反应器热备 用程序） 、Ｅ Ｐ ５ Ｅ Ｐ ７ （ 压缩机 安全程 序） 等联锁功
剂，采用一热三冷四点进料的管式法反应。反应 设定温 度为３ ｌ ０ ℃，反应压力 为２ １ Ｏ ～２ ７ Ｏ Ｍ Ｐ ａ 。 装置共 有重 要联锁 ７ 套（ Ｅ Ｐ１ ～Ｅ Ｐ ７ ） ，装置 风送 系统 分为５ 个工段 ，共有 １ ６ 个 料仓 ，要求 工段 连续送料 和倒料时 ，风机 的启停和 切换、多路 阀 的换 向、旋转阀 的启停 、下料 阀的开关全部 为 自动化 。 １ ． 高压聚 乙烯 Ｉ 装置控制 系统 １ ． １配置方案 高压 聚 乙烯 Ｉ 装置 采 用 西 门子 的 新 一代 Ｓ Ｉ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｃ Ｐ Ｃ Ｓ ７ 控 制系统 ，将 原控 制系 统改造 为Ｄ Ｃ Ｓ ＋ Ｅ Ｓ Ｄ 联合控制 系统 。控制 系统包 含 ｌ ７ 个 机 柜 、８ 个控 制站 、８ 个操 作站 、１ 个 辅助操 作 台，１ 个就地Ｐ Ｌ Ｃ 站和 １ 个触摸屏 。