DCS控制系统升级及控制优化

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基于DCS控制系统的装置优化

基于DCS控制系统的装置优化

基于DCS控制系统的装置优化随着科技的不断进步,自动化技术得到了快速的发展,并引领了许多不同领域的进步。

其中,DCS(分散控制系统)是其中之一,在炼油、化工、发电、钢铁和造纸等工业领域中得到广泛应用。

DCS控制系统是一种通过统一控制层对过程变量进行调节并将其纠正的软件与硬件系统。

这种控制系统能够实现对整个生产过程的实时监测和控制,从而提高生产效率和效益。

然而,在实施DCS控制系统过程中,如何进行优化、提升系统的性能和可靠性,成为了许多企业关注的问题。

DCS控制系统优化的目的是提高生产效率、可靠性和安全性,减少能源的浪费和无用的人力投入。

这种优化包括对传感器、控制算法、PID调节器、人机界面等部分的调整和改进。

以下将逐一探讨这些方面的优化措施。

1. 传感器的优化传感器在DCS控制系统中扮演着重要的角色,其准确性和鲁棒性对于系统性能的影响非常关键。

传感器如果出现故障或数据不准确,将会严重影响控制系统的性能,并且会给生产带来质量问题。

针对这种问题,进行以下的优化可以有效地提高传感器的性能:(1)更换高精度传感器,例如,利用新一代的纳米技术开发出的多功能传感器,可以减少在工作环境中长期暴露在高温、高湿、高压等情况下的腐蚀,同时可以降低噪声和温度漂移。

(2)定期维护传感器,清洁传感器表面和各个接口,保证其正常工作。

(3)使用多个传感器测量同一个变量并融合其数据,以获得更可靠、更准确的数据。

2. 控制算法的优化传感器所获取到的实时数据,需要进行加工分析才能得到实际的控制信号。

传感器数据的处理和转换至关重要,因为输入的数据决定了输出的控制信号。

因此,优化控制算法可以有效地提高DCS控制系统的性能。

(1)使用高级控制算法,如模型预测控制(MPC),可以更好地可视化和优化控制过程。

(2)对控制算法进行自动调参和反馈控制,以确保控制系统的性能始终在最佳状态。

例如,在某个特定的工艺过程中,PID算法能够根据其他变量的输入,自动对输出进行调整,并确保该过程的稳定性和运行时间。

化工装置DCS技术要求中的系统监控与性能优化要求

化工装置DCS技术要求中的系统监控与性能优化要求

化工装置DCS技术要求中的系统监控与性能优化要求化工装置DCS(分布式控制系统)技术在化工生产中扮演着至关重要的角色。

在实际生产中,系统监控与性能优化是DCS技术的核心要求。

本文将详细探讨化工装置DCS技术要求中的系统监控与性能优化要求。

一、系统监控要求1. 实时监测生产参数系统监控要求首先是实时监测化工装置的生产参数,包括温度、压力、流量、液位等关键参数。

通过实时监测,可以及时了解生产过程中的变化,确保装置运行稳定。

2. 报警和故障诊断DCS系统需要具备报警和故障诊断功能,能够自动识别异常情况并及时报警提示。

通过及时的故障诊断,可以减少生产事故的发生,保障生产安全。

3. 数据记录与分析系统监控还需要具备数据记录与分析功能,可以对历史数据进行分析,找出生产过程中存在的问题,并采取相应的措施进行改进。

通过数据记录与分析,可以提高装置的生产效率和质量。

二、性能优化要求1. 能源消耗管理DCS系统需要具备能源消耗管理功能,可以对装置的能源消耗进行监测和分析,并提出优化建议。

通过能源消耗管理,可以降低生产成本,提高装置的经济效益。

2. 设备维护与管理性能优化还包括设备维护与管理,DCS系统需要对装置的设备进行实时监测,预测设备的寿命,并制定相应的维护计划。

通过设备维护与管理,可以延长设备的使用寿命,减少维修成本。

3. 生产过程优化最后,性能优化还需要对生产过程进行优化。

DCS系统应该能够对生产过程进行模拟和优化计算,找出最佳的生产参数组合,提高生产效率和产品质量。

综上所述,化工装置DCS技术要求中的系统监控与性能优化是非常重要的。

合理的系统监控和性能优化可以提高装置的生产效率和质量,降低生产成本,增强企业的竞争力。

化工企业在使用DCS技术时,应充分重视系统监控与性能优化要求,不断改进和提升技术水平,以适应日益激烈的市场竞争。

南自TCS3000 DCS系统改进与升级

南自TCS3000 DCS系统改进与升级

南自TCS3000 DCS系统改进与升级摘要:本文介绍了华电湖北发电有限公司黄石热电厂#210机组在投产初期,DCS 系统(南自TCS3000)所遇的一些故障与问题,针对问题以及进一步的分析,分步实施,解决了问题与故障,为机组顺利投产,安全运行奠定了基础。

关键词:DCS TCS3000顺控;保护;改进;开发1.引言DCS(Distributed Control System)——分散控制系统,完成电厂发电过程中数据采集、过程控制、顺序控制、高级控制、报警检测、监视、操作,对数据进行记录、统计、显示、打印等处理。

目前广泛应用于大型机组的监控,它对确保机组的点火、冲转、启停以及安全经济运行发挥了重要的作用。

目前广泛应用于大型机组的监控,它对确保机组的点火、冲转、启停以及安全经济运行发挥了重要的作用。

由此可知,DCS系统对可靠性、稳定性的要求是非常高,然而,我厂脱硫以及30万机组DCS系统使用的是南自DCS-TCS3000系统,该系统由于软件公司开发能力不足,开发使用周期不长等诸多原因,在我厂脱硫以及30万机组自安装投运至今,出现多次软硬件的问题,该系统的故障率一直比较高,对我厂机组设备的安全稳定经济运行带来了诸多隐患。

2.DCS系统故障情况概述TCS3000的DCS系统因为其开发能力的不足以及使用周期不长,其故障率高主要表现在:1.相关保护设计不够完善,如温度没有设计速率保护。

2.组态中顺控逻辑不完善,模块功能有所欠缺。

3.操作员画面刷新慢,有时个别画面的刷新长达10数秒钟。

4.各接口站有死机和掉网现象发生。

5.历史数据保存时间不长且历史数据存在丢失情况。

以上是该DCS系统故障的主要表现形式,可想而知,如果此类故障发生的频率上升,对机组的经济运行甚至安全运行是极大的隐患,因此,我们必须想方设法降低DCS系统的故障率,确保机组的安全经济运行。

结合DCS系统自身的问题,以及查阅相关的技术资料,得到以下的出现问题的主要地方:1.下位组态软件中组态模块设计不完善,需要进一步进行对相关模块的完善与编写,如它的FB_PT100模块输入相关热电阻信号,未有相关速率保护设备,会信号突变造成保护误动。

DCS系统的自适应控制与优化算法

DCS系统的自适应控制与优化算法

DCS系统的自适应控制与优化算法自适应控制与优化算法在DCS系统中的应用DCS系统(Distributed Control System,分布式控制系统)是一种将计算机技术与自动化控制相结合的先进控制系统。

它通过采集和处理大量的现场数据,实现对工业过程的监控与控制。

为了提高DCS系统的控制性能,自适应控制与优化算法被广泛应用于DCS系统中。

一、自适应控制算法自适应控制算法是一种根据系统实时状态和变化情况来调整控制策略的算法。

在DCS系统中,自适应控制算法能够根据工艺过程的特性和目标性能要求,动态调整控制器参数,以实现控制过程的稳定性和鲁棒性。

1. 模型参考自适应控制算法(Model Reference Adaptive Control,MRAC)MRAC算法通过将系统的参考模型与控制器的输出进行比较,来实现对控制器参数的自适应调整。

该算法可以自动地对变化的系统进行适应,提高系统的跟踪能力和鲁棒性。

2. 递归自适应控制算法(Recursive Adaptive Control,RAC)RAC算法在每个采样周期内,通过递归算法对控制器参数进行在线调整。

该算法能够实时地对系统参数进行估计,并根据估计结果进行控制参数的更新,以应对不确定性和变化性。

二、优化算法优化算法在DCS系统中的应用主要是针对系统的性能优化和能源消耗的降低。

通过对系统的优化设计,可以实现DCS系统的高效运行和节能降耗。

1. 遗传算法(Genetic Algorithm,GA)遗传算法是一种通过模拟生物进化过程来寻找最优解的优化算法。

在DCS系统中,可以利用遗传算法来搜索最优的控制策略和参数,以实现系统的性能优化。

2. 粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)PSO算法是一种模拟鸟群觅食行为的优化算法。

在DCS系统中,可以利用PSO算法来寻找最优的控制策略和参数,以实现系统的性能优化和能源消耗的降低。

DCS系统在核电站运行中的自动化控制与优化

DCS系统在核电站运行中的自动化控制与优化

DCS系统在核电站运行中的自动化控制与优化随着能源需求的增长,核电站成为人们关注的焦点之一。

核电站的安全性和稳定性是至关重要的,而自动化控制技术在核电站的运行中起着重要作用。

本文将重点探讨DCS系统在核电站运行中的自动化控制与优化。

一、DCS系统的概述DCS系统,即分散式控制系统(Distributed Control System),是一种用于工业控制的先进技术。

它将控制系统分为多个分布式节点,实现对核电站各个子系统的控制和监视。

核电站的运行涉及到各种参数的实时监测和控制,DCS系统的引入可以提高运行的可靠性和稳定性。

二、DCS系统在核电站的自动化控制中的应用1. 监测和控制核反应堆核反应堆是核电站的核心设备,DCS系统通过实时监测和控制反应堆的物理参数,如温度、压力、流体等,来确保核反应堆的安全运行。

DCS系统可以实现对核反应堆进行自动控制,如控制反应堆的功率、核燃料的补给等。

2. 锅炉和蒸汽发生器的控制核电站的锅炉和蒸汽发生器是产生蒸汽供给蒸汽涡轮机的重要设备。

DCS系统可以监测和控制锅炉和蒸汽发生器的温度、压力、流量等参数,保证其正常运行。

同时,DCS系统可以对锅炉和蒸汽发生器进行自动调节,提高能源利用效率。

3. 辅助设备的控制核电站还包括许多辅助设备,如冷却水系统、通风系统等。

这些辅助设备的运行情况直接关系到核电站的安全性和效率。

DCS系统可以通过监测和控制这些辅助设备的运行参数,如水流量、风量等,来确保其正常工作状态。

三、DCS系统在核电站中的优化应用1. 能源优化核电站的能源利用效率直接影响到其经济性和环境友好性。

DCS系统可以通过对核电站各个子系统的集中监测和控制,实现能源的优化利用。

例如,可以通过自动控制核反应堆的功率,使其在最佳工作状态下运行,同时调整锅炉和蒸汽发生器的参数,提高热能的转换效率。

2. 故障诊断与预测DCS系统通过实时监测和分析各个设备和系统的工作参数,可以进行故障诊断与预测。

DCS系统性能优化措施

DCS系统性能优化措施

DCS系统性能优化措施引言DCS(分散控制系统)是一种将自动化控制与数据采集整合在一起的系统,广泛应用于工业领域。

为了确保DCS系统的有效运行,有时需要采取一些性能优化措施。

本文将介绍一些常见的DCS 系统性能优化措施。

优化措施1. 硬件优化:检查DCS系统的硬件设备情况,确保设备符合规格要求并处于良好工作状态。

如果有老化或故障的设备,及时更换或修理,避免对整个系统的影响。

硬件优化:检查DCS系统的硬件设备情况,确保设备符合规格要求并处于良好工作状态。

如果有老化或故障的设备,及时更换或修理,避免对整个系统的影响。

2. 网络优化:检查DCS系统的网络连接情况,确保网络带宽和稳定性满足系统要求。

通过使用高速网络设备、优化网络拓扑结构以及分配合适的IP地址,可以提高系统的数据传输效率。

网络优化:检查DCS系统的网络连接情况,确保网络带宽和稳定性满足系统要求。

通过使用高速网络设备、优化网络拓扑结构以及分配合适的IP地址,可以提高系统的数据传输效率。

3. 软件优化:评估DCS系统的软件配置和参数设置,根据实际需求进行优化调整。

注意选择合适的软件版本,并及时安装更新补丁程序以修复可能存在的漏洞或性能问题。

软件优化:评估DCS 系统的软件配置和参数设置,根据实际需求进行优化调整。

注意选择合适的软件版本,并及时安装更新补丁程序以修复可能存在的漏洞或性能问题。

4. 数据存储和备份:管理好DCS系统中的数据存储和备份。

确保存储设备的容量足够,数据存储结构合理。

定期进行数据备份,以防止数据丢失。

数据存储和备份:管理好DCS系统中的数据存储和备份。

确保存储设备的容量足够,数据存储结构合理。

定期进行数据备份,以防止数据丢失。

5. 安全策略优化:加强DCS系统的安全策略,保护系统免受安全威胁。

采取有效的防火墙和入侵检测系统,限制和监控对系统的访问。

定期更新安全策略和密码,加强系统的安全性。

安全策略优化:加强DCS系统的安全策略,保护系统免受安全威胁。

dcs升级处置方案

DCS升级处置方案背景DCS(Distributed Control System,分布式控制系统),是工业过程控制中常用的自动化控制系统。

由于其稳定性、可靠性和长寿命特性,DCS系统被广泛应用于电力、冶金、化工、环保等领域。

然而随着技术的进步和新的市场需求,现有DCS系统面临着升级的问题。

DCS系统升级,一方面可以满足新的市场需求,提高系统性能,另一方面也可以延长系统的使用寿命。

但是,升级过程可能会带来一些问题,例如系统数据丢失、系统兼容性问题等。

因此,制定一套完善的升级处置方案是非常必要的。

升级处置方案步骤在制定升级处置方案时,需要考虑以下几个步骤。

1.确定升级目标和方案:确定DCS系统应该升级到哪个版本,并选择最适合的升级方案。

2.评估风险和影响:评估DCS系统升级可能带来的风险和影响。

可能出现的问题包括硬件和软件兼容性、数据丢失等。

3.制定备份方案:在进行DCS升级之前,制定备份方案以备不时之需。

系统备份可以包括数据备份和系统镜像备份,以确保在升级过程中出现问题时,可以及时恢复系统。

4.进行系统升级:在备份完成后,可以开始进行系统升级。

在升级过程中,需要注意监控系统运行情况,及时处理出现的问题。

5.测试和验证:升级完成后,需要进行测试和验证,确保系统功能正常,并且存在的问题已经得到解决。

6.维护和支持:升级完成后,需要进行维护和支持。

及时处理系统故障,确保系统稳定运行。

注意事项在进行DCS升级时,还需要注意以下事项。

1.准备充分:在进行DCS升级之前,需要准备充分。

对于较为复杂的系统升级,需要提前几个月进行准备。

2.实施过程规范:在实施DCS系统升级时,需要按照规范操作,确保操作过程的正确性和安全性。

3.过程记录和备案:在DCS系统升级过程中,需要记录每一个操作步骤和细节,以便在需要恢复数据时,可以快速找到数据备份并恢复。

4.系统维护:DCS系统升级后,需要定期进行系统维护,包括检查硬件设备状态、更新系统软件版本、优化系统参数等。

AV6旁路控制DCS系统改造及优化控制

Technological Innovation16《华东科技》AV6旁路控制DCS 系统改造及优化控制潘 宇,胡朝日(台州发电厂,浙江 台州 318015)摘要:本文介绍了AV6旁路控制系统进DCS 控制的改造情况,提高了设备的可靠性,详细阐述了该旁路系统启动及停机过程的调试过程。

通过对逻辑的优化,解决了低旁压力启动无法达到额定压力及停机模式下压力反向异常时高旁开启的现象,实现了旁路全程自动的要求。

关键词:旁路系统;改造;启动;全程自动1 系统概述 台州发电厂#8机组是350MW 自然循环亚临界参数中间再热式单元机组,其中的旁路为由70%MCR 的高和40%MCR 低压两级串联旁路系统,具有改善机组启动特性,能适应机组定压和滑压运行要求,保护再热器和事故保护等功能。

原配备瑞士SULZER 公司提供的AV6控制系统对旁路进行控制,控制系统由一个高压旁路阀、一个高旁喷水阀、一个高旁喷水隔离阀、两个低压旁路阀、两个低旁喷水阀共7个阀门组成。

旁路系统采用液压驱动方式,带有独立的供油装置。

由于设备元器件老化、故障率高,备品备件停产多年,影响机组的安全运行,故对旁路控制系统进行改造,纳入机组的DCS 系统(OVATION3.2)进行控制,改造后对该系统的设备控制结构、系统画面及动、静动态调试进行优化。

2 设备改造内容 2.1 就地设备改造 拆除原AV6旁路控制系统机柜,保留阀门定位器控制柜,增加一个DCS 系统的控制柜,新增一对控制器及相应数量的卡件,专门用于整套旁路设备的控制;高、低旁油站上的机械式充油阀改为电子式充油阀(AB 块);高、低旁油站增加了蓄能器压力、母管压力、油位、油温的测量,并远传至DCS 系统画面上显示、报警。

原操作台上的操作面板上的“BOILER START”和“RUN DOWN”两个投入按钮,现在对应的操作方式在“主、再热蒸汽及旁路系统”画面上左下角的“旁路启动模式”和“旁路停机模式”两个投切按钮,实现以前的系统原有的功能。

DCS系统性能优化措施

DCS系统性能优化措施DCS(分布式控制系统)是现代工业自动化领域常用的控制系统之一,它可以有效地控制工业过程,并实现实时监测、报警、数据采集和处理等功能。

然而,随着工业自动化的发展和数据量的不断增加,DCS系统的性能优化变得尤为重要。

本文将介绍一些常用的DCS系统性能优化措施,以提高系统的效率和稳定性。

1.系统架构优化:通过调整系统架构,合理分配数据和计算任务,减少数据传输和处理延迟。

可以将大的工艺控制过程拆分成多个子系统,每个子系统负责一部分工艺过程的控制,以减轻整体系统的负载。

2.数据存储和压缩:采集到的数据可以进行压缩存储,既可以减少系统的存储空间占用,又可以提高数据的读写效率。

同时,可以采用高效的数据库管理系统,提高数据的访问速度和查询效率。

3.网络通信优化:通过优化DCS系统与其他子系统或外部设备之间的通信方式,减少通信延迟和丢包率。

可以采用高可靠性的通信协议,如以太网、PROFIBUS等,并采用链路负载均衡和故障转移技术,保障系统通信的稳定性和可靠性。

4.硬件设备优化:选择性能更好的硬件设备,如高速处理器、大容量内存和高速硬盘等,以提高系统的运行速度和响应能力。

同时,通过合理设置硬件参数和优化硬件配置,进一步提高系统的性能。

5.操作系统优化:选择合适的操作系统,并进行相应的优化设置。

可以禁用一些不必要的系统服务和进程,减少系统资源的占用。

同时,定期更新操作系统和补丁程序,提高系统的安全性和稳定性。

6.系统软件优化:对DCS系统的软件进行优化,包括改进算法、优化代码、减少程序的运行时间和资源占用等。

可以通过性能测试和调试,找出系统运行的瓶颈和问题,并进行相应的优化措施。

7.资源管理和性能监测:对系统资源进行合理的管理和分配,有效利用系统的存储、计算和网络资源。

同时,监测系统的性能指标,如延迟、响应时间、吞吐量等,及时发现和解决性能问题。

8.数据缓存和预取优化:通过合理设置数据缓存和预取机制,减少系统的数据访问时间和延迟。

DCS系统优化和改进方案


降低运营成本
节能设备选型
选用低功耗硬件设备,减少能源消耗。
优化维护成本
通过远程监控和定期维护,降低运维成本。
资源共享
实现不同业务部门之间资源共享,提高资源利用 率,降低成本。
提高安全可靠性
1 2
安全性防护
部署防火墙、入侵检测等安全设备,提高系统 安全性。
高可用性设计
采用高可用性技术,实现系统故障自动切换, 保证业务连续性。
20世纪90年代至今
DCS系统逐渐成熟,功能越来越强大,应用领域不断扩大。
DCS系统应用范围
石油化工
DCS系统广泛应用于石油化工行业 的生产装置控制和工艺流程监控。
电力行业
DCS系统在电力行业中的发电厂、 变电站等场所实现了全面的自动化 控制。
制药行业
DCS系统为制药生产线提供全面的 控制和监测解决方案。
硬件架构
DCS系统通常由现场控制器、通 讯网络、操作站、工程师站等组 成。
软件架构
DCS系统软件包括实时数据库、 组态软件、控制算法等。
DCS系统发展历程
20世纪70年代
DCS系统初创期,以集中式控制为主,功能较为简单。
20世纪80年代
DCS系统进入发展期,开始采用分布式控制,出现了许多专业的DCS品牌。
保证系统安全性。
系统界面优化
01
界面设计优化
采用简洁明了、直观的界面设计,提 供易于理解和操作的界面,方便操作 人员使用。
02
交互性能优化
提高界面交互性能,使操作更ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ流畅 、简单,提高操作体验。
03
人性化功能优化
增加人性化功能,如语音识别、手势 识别等,提高操作人员的效率和舒适 度。
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DCS控制系统升级及控制优化
刘震
【摘要】以天钢2×28000m3/h空分装置集散控制系统升级优化项目为案例,分别对横河CENTUM CS3000DCS控制系统的软件版本升级、硬件配套升级以及空分装置控制方案优化进行了详细的介绍和分析,其中包括硬件结构、软件结构、控制原理及控制方案等多个方面,对于空分装置控制系统升级优化具有一定的借鉴意义.【期刊名称】《天津冶金》
【年(卷),期】2018(000)0z1
【总页数】4页(P95-98)
【关键词】空分装置;集散控制系统;升级;性能;提升
【作者】刘震
【作者单位】天津钢铁集团有限公司,天津300301
【正文语种】中文
0 引言
天钢2×28000m3/h空分装置于2005年投产至今已运行使用接近13年,由于天钢投产后炼钢主体设备生产计划安排负荷较满,空分设备自投产以后10余年的时间,长期处于满负荷运行状况,也使空分设备DCS控制系统缺乏定期的停机维护保养,存在一定的设备安全隐患。

由于DCS控制系统长期处于满负荷连续运转状态,缺乏定期的停机维护保养,且随着控制系统使用年限的增加,在实际使用中一
些问题也逐渐显露出来,经过检测分析,具体问题有以下几点:
(1)原有DCS控制系统为横河CENTUM CS3000 R3.04版本控制系统,其工程师站及操作站工控机只兼容微软Windows XP操作系统。

微软已经停止对Windows XP系统的支持,目前配置微软Windows XP操作系统的计算机已被淘汰,全面停止生产和销售,工程师站及操作站工控机一旦发生故障无法进行新机更换。

而随着使用时间的增加,工控机硬件老化严重,已多次发生元器件损坏故障。

(2)系统操作站及工程师站的仪表显示画面数据变成星号且系统报警灯闪,此故障由于Vnet1\Vnet2网络不稳定造成的。

(3)经过多年的运行,测点的增加、通道的损坏等原因导致I/O通道等备件已严重不足。

(4)原有控制系统组态中,部分控制方案已被更先进科学的控制方案所取代,新的控制程序组态已被新型空分装置广泛使用,成熟可靠,能够使空分设备安全性能得到很大提升,并且通过控制方案优化设备降低能耗。

1 DCS系统升级方案
1.1 硬件升级
(1)操作站
采用8台DELL-T5810工作站,配套8台DELL-P2217显示器,系统预装MS Windows 7操作系统。

(2)工程师站
工程师站除具有和上述操作站相同的PC特性外,还安装有综合工程工具包,如图形组态、PID控制、顺序控制等,可以为各种工厂环境配置CENTUM VP系统。

采用1台DELL-T330服务器,配套1台DELL-P2217显示器,系统预装MS Windows 7操作系统。

(3)横河网卡
将装置上使用的横河VF701网卡全部更换为PCI-Ⅱ插槽的横河VF702网卡。

VI702卡有两个接口可连接Vnet/IP通讯电缆,可支持双重化的Vnet/IP总线。

(4)通讯连接部件
对装置中使用的T型头、堵头、同轴电缆等网络通讯部件进行拆检更换。

1.2 软件的升级
(1)操作系统
工程师站及操作站全部由Windows-XP变更为Windows 7操作系统。

(2)横河软件
应用系统由横河CS3000 R3.04.00跨版本升级至目前最新版本CENTUM VP
R6.04,系统结构上CENTUM VP取消了Ethernet网,并且升级后废除3.5寸软盘的使用,将软件包使用授权直接捆绑在光盘当中提供。

CENTUM VP系统结构见图1。

图1CENTUM VP系统结构
1.3 系统升级后各项指标
(1)升级到CENTUM-VP R6版本的DCS系统,HIS操作站和EWS工程师站采用Windows 7长效版OS系统,解决了DCS系统硬件不支持的问题,便于日常维护。

(2)升级到CENTUM-VP R6版本的DCS系统,操作系统为微软Windows 7操作平台。

显示屏为256色,分辩率1280×1024。

屏幕支持快速刷新,速度1s,并支持3D图素,画面更加逼真和生动。

(3)CENTUM-VP R6具有超越CS3000的安全性、操控效率。

流程图组态工具更新开发了适用于涡轮旋转设备的新的I/O模件及新型现场控制站。

(4)CENTUM VP在保证与之前的CENTUM系统兼容性以及一致性的同时,重新定义了生产控制系统角色,CENTUM VP超越了传统DCS的控制和监视功能,
整合了工厂信息管理、资产管理和运营支持的功能,使其成为了一个统一的操作环境。

(5)与CS3000相比,新HIS每个画面的信息量为之前的4倍(View Set功能),可同时显示过程、安全及设备信息。

相关信息可分组显示,并搭载CAMS 功能,使重要警报明确化。

操作判断速度是之前的2倍,可以节约60%的时间。

重要信息的明确化,使操作人员可以迅速地连接需要的信息,最小化连接必要信息的操作步骤。

(6)最多同时显示5个窗口(View),加强了趋势显示功能。

趋势总貌设定的灵活性(背景及笔的颜色等);重叠参照模式;不同采集周期的数据可以同时显示;显示多种索引标志;多种图例显示(栅格,浮游,棒);趋势曲线图可以输出为Bitmap文件;根据时间或者条件可以选择要显示的趋势数据(包括长期趋势),与趋势块文件无关;每笔/每个数据类型可以显示多种趋势画面,而不是把所有的数据描绘在单一的趋势窗口中.(层叠功能);趋势采集功能同CENTUM CS 3000 R3一样,8-笔/组(曲线),16-组/块,50-块/HIS,最多 26块可以在自身的HIS上收集,剩余的来自于其他HIS。

1 s/10 s趋势最多8块,2880-点/笔,使用长期趋势收集软件包可以延伸到更多。

趋势层叠显示见图3。

图2 HIS屏幕总览
图3 趋势层叠显示
(7)可以对CAMS显示方式或者传统的报警汇总显示方式进行选择,在HIS的Utility上进行设定,HIS上的CAMS功能成为可选的免费软件,捆绑在标准的操作和监视功能软件中。

(8)CENTUM-VP开发了新的工程应用工具,更方便PROJECT生成。

2 DCS控制方案的升级
完成对系统软件及硬件升级后,对系统的组态内容进行一系列的升级优化,整合当
前先进的控制方案,更好地保护设备,方便操作工的操作及仪表工的维护。

2.1 对于压缩机控制的性能提升
(1)对机器设备增加喘振探测功能,可以更有效及时地防喘振。

防喘振控制系统方块图见图4。

(2)防喘振曲线采用折线函数,原来的控制为方便都采用了直线,采用折线函数可以使曲线设置更准确,同时也加大了压缩机的操作区域。

(3)增设防喘振控制曲线自动右移功能,压缩机组随着运转时间的增加,安全工作区域会发生偏移,或者由于人为操作不当等原因,造成压缩机喘振的发生。

当喘振控制系统检测到喘振发生后,防喘振控制程序就会按程序设置的比例调整防喘振控制曲线自动向右移动,达到保护压缩机机械设备安全运转的目的。

(4)实现对防喘振阀的快开慢关控制,快速打开防喘振阀可以使压缩机迅速远离喘振区域,避免喘振发生,从而达到保护设备的目的。

在压缩机加载过程中缓慢关闭防喘振阀可以大大提高压缩机加载运转的稳定性。

图4 防喘振控制系统方块图
放空阀逻辑控制图见图5。

(5)自动加载程序改进,之前的控制方式为导叶和放空阀同时动作,对PID参数要求很高,而一旦阀门特性发生变化,很容易使控制失调,改进后采取分步调节的方式,很好地解决了两个PID的解耦控制,使得整个加载过程变十分平稳。

同时对整个程序实行优先级控制,在增加程序可靠性的同时也简化了程序。

图5 放空阀逻辑控制图
2.2 对于分子筛净化系统的性能提升
分子筛净化系统在切换时,会由于空气管路的变化造成进分馏塔空气量和压力的波动,极易造成空分装置工况波动和不稳定,如果不进行修正及时加以控制,甚至会使工况恶化,引起氩系统氮塞故障的发生。

为了避免上述故障的发生,改进分子筛
净化系统控制程序,通过检测分子筛净化系统运转中相关温度、流量、压力、压差及化验分析数据参数为关键点编制程序,以延长切换周期,稳定切换过程中空气压力及流量的波动。

2.3 对于液氧泵系统的性能提升
利用控制程序实现两台液氧泵的自动切换。

当一台液氧泵正常运行工作时,另一台液氧泵也处于深冷状态低速运转中,时刻处于备用状态。

一旦正常运行的液氧泵发生故障,另一台液氧泵可以在几秒钟内完成切换,自动加载到额定功率转速,保证空分装置的连续正常运转,保证工况稳定。

改进系统之间的联锁逻辑,由于增加了液氧泵的自启动功能,避免了因为液氧泵故障而引起的一连串联锁反应,包括增压机的卸载甚至停车等可能,大大提高了设备运行的稳定性。

3 结束语
DCS控制系统的升级改造合理地利用了原有系统,全面提升了系统性能。

选择全面改造或是局部升级,如何在项目实施中把握关键环节,合理利用现有资源和先进控制技术理念,最大化提升老旧设备的自动化控制水平和安全运转性能,今后仍需探讨总结。

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