霍尼韦尔TPS3000系统介绍及其应用

在石油化工生产中，控制室自控设备随着当今 科学技术的飞速发展， 发生了翻天覆地的变化， 经历 了从动圈表、 数字表、 智能化数字仪表、 工控机、 可编 （ -;%） （:%8） 程控制器 到分散控制系统 。 分散控制系 （:%8） 统 集仪表技术、 控制技术、 计算机技术和通讯 技术于一身。 过去 < 分散控制系统 = :%8 > 仅仅用于过程控制 ? 今天< 在发达国家 < 对 :%8 有了新认识。 :%8 应该在 信息领域大展宏图< 所以许多世界著名的 :%8 供应 商纷纷宣称 < 自己的 :%8 是集商业应用和实时控制 于一体的信息集成工具。 世界著名的 :%8 生产商 @ 霍尼韦尔公司在这 种形势下，首先于 A""B 年在 4:%9$### 的基础上推 出了 4-89$### 系统。 4-8 的含义是全厂一体化系 统，把管理网与实时控制网通过万能操作站（CD8） 连成一体。
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化工生产与技术
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发 生 。 具 体 实 现 以 氟 氯 烃 装 置 &" 塔 塔 顶 温 度 5U&%# 与塔顶冷凝器液位 ;U&"JJ 串级调节为例说 （见图 J） 明如下 。 当开关 > 拨向 , 的位置时，为主回路直接控制 阀门 ;V"JJ。 当开关 > 拨向 C 的位置时， 则回到原控 制方案。 ;U&"JJ= 为一个计算点，它功能是完成工 程单位的转换。 开关 > 的功能由逻辑点 ;9R[&$# 完 成。 逻辑点 ;9R[&$# 输入： ;"： 5U&%#\ 9.
;V"JJ =9" 当 :;< F 98， 相当于开关 > 拨向 ,， 5U&%# 的输 出控制阀门 ;V"JJ； 当 :;< F 9:: 时， 相 =9" F 98， 当于开关拨向 C， ;U&"JJ 的输出控制阀门 ;V"JJ。
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结论
霍尼韦尔 5.=Z!$$$ 系统融入了先进信息和网 络技术， 适当增加软硬件接口， 就可以与全厂局域网 相连。把实时数据以简单的格式上传到局域网。 5.=Z!$$$ 系统扩展性好，便于将来扩大生产规模。 5.=Z!$$$ 控制系统可以很方便地实现各种复杂的 控制方案， 提高控制效率， 保证生产装置长周期安全 稳定生产。
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化 工 自 控
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霍尼韦尔 !"#$%&&& 系统介绍及其应用
陈水耀
（浙江巨化股份有限公司氟聚厂， 浙江衢州 $!7##7）
摘要 关键词 介绍霍尼韦尔 4-89$### 系统特点、 系统结构， 着重介绍在化工生产中的应用。 :%8 控制系统 连锁 逻辑点
高温反应器的设备主要由 ! 部分组成，分别是 加热器 01、0/ 和反应器 21。加热方式为管道直接 加热， 加热电压由磁性调压器提供的交流电压。 （1 ） 高温反应器自控的关键： 如何精确控制加热 器 01 出口的温度 #231、混合球的温度 #23/ 和反 应器 21 出口产物的温度 #23!。正常情况下，这 ! 点温度处于自动调节中， 43% 输出 5 6 /" 78 到电 气控制板， 调节控制板上的可控硅的导通角， 使得磁 性调压器的输出电压在一定的范围之内变化。由于 加热管的电阻在相同的温度下是基本上不变的，因 此， 加热功率改变， 加热器出口的温度可以在介质流 （ /） 量波动及其他干扰下保持恒定。 一旦干扰太大， 自控不起作用。如反应物或稀释剂由于供给不上； 调节阀或切断阀突然关闭而断流；电气控制板失灵 等。 当温度到达报警点时， 当温度到 43% 发出报警。 达连锁值时， 使电加热器的电源切 43% 自产生连锁， 断。 用 #$%&!""" 实现高温反应器的连锁是当反应 物的流量小于 91 时； 或稀释剂流量小于 9/； 或反应 物管线调节阀后压力小于 $1；或 01 的出口温度高 于 #1； 或 21 入口处的温度高于 #/； 或 21 出口温度
图# 反应器连锁的逻辑框
;#： 5U&"JJ\ 9. 逻辑块： :;< 输出： 源 ;" ;# 目的地 ;V"JJ 使能 :;< 895 =9" 完成开关 > 的切换
（R5） （;5） 、 ， 产生 S 个输 过 ! 个大于门 ! 个小于门 （T8?） 。 与门的目的是用 S 个旗 出， 再经过 S 个与门 标量可以单独屏蔽每个连锁条件。然后经过 ! 个或 门 （9U） ，只要 S 个条件中的 " 个成立，输出状态 ，切断 A"、A#、U" 的电源，打开 =9"G 即置为“"” EVJ、 EVG、 关 闭 EV!。 =9"G 经 过 " 个 延 时 门 （98?A;TW #$） 延时 #$ B， 关 EV"。 =9"G 经过一最 （@TX.Y;=A #$） 大脉冲门 产生一 #$ B 的正脉冲， 将 5U&"、 5U&#、 5U&! 的输出值置为 ZGL 。 !" ! 精馏塔复杂回路的控制 在精馏塔的控制中，复杂控制回路有时需要打 散成简单控制回路， 由主回路控制。正常情况下， 如 果重新组态， 控制点要打死， 必然会造成调节阀失控 几分钟， 影响生产。利用 5.=Z!$$$ 逻辑点的强大功 能， 在流程图设置一个软开关， 可以避免这种情况的
#&E! 9E F &E! 9&E! D E# 9 两步反应同时在 #G$ H !$$I 和 J H "$ @., 压力下的固 定床反应器中进行， 使用专用的甲醇合成催化剂和脱水催化 然后通过蒸馏 剂。 附产水从 ?@A K 甲醇混合物中分离出来， 从过量甲醇中回收 ?@A。 在扩大试验中， >A. 取得了 &9# 转 换率和 JGL ?@A 选择率。 >A. 正进行改善选择率的工作。 M 郑元昌译自 &’()*+,- A46*4((/*46N #$$"N "$O M "# P Q #" ）
图!
高温反应器控制
#231、 #23/、 #23!。 ?+@)3"1 的 1/ 个输入信号为： ?1： 93%/A $=& 反应物流量； ?/： 93%1A $=& 稀释剂流量； ?!： #3%1A $=&01 出口的温度； ： ?5 #3%/A $=&21 入口的温度； ?:： #3%!A $=&21 出口温度； ?>： $3%1A $=& 反应物流量调节阀后压力； ?-：$2+@"1A BB C 1 D & 存稀释剂流量连锁设定 值； ?E：$2+@"1A BB C 1 D & 存反应物流量连锁设定 值； ?F： $2+@"1A BB C 1 D & 存 01 出口温度连锁设定 值； ?1"：$2+@"1A BB C 1 D & 存 21 入口的温度连锁 设定值； ?11：$2+@"1A BB C 1 D & 存 21 出口温度连锁设 定值； ?1/： $2+@"1A BB C 1 D & 存反应物流量调节阀后 压力连锁设定值。 用 ?+@)3"1 中的 /5 个逻辑块中的 1- 个实现 反应器连锁的逻辑框图见图 !。 逻辑块的功能可以自由定义， > 个连锁条件通
高于 #! 时连锁产生以下动作。 （1 ） 各温度控制点 #231、 #23/、 #23! 的输出信 号打至 &:; ； （/） 停 01、 延时 1 <， 0/、 21 电源； （! ） 同时关闭出料阀 ’=! ， 打开充氮阀 ’=:， 打 开排气阀 ’=5； （5） 再延时 /" <， 关闭反应物管线阀 ’=1； （:） 最后由 43% 操作工完成高温反应器的停车 工作。 以上的步骤主要是由 #$%&!""" 的 1 个逻辑点、 1 个程序控制点、! 个 $)4 控制点、- 个设备控制点 和相关的模拟量输入输出点、数字量输入输出点完 成的。 在这些点中，最关键的是逻辑点。 #$%&!""" 的 逻辑点功能强大， 一个逻辑点包含 1/ 个输入点、 /5 个逻辑块、 1/ 个输出块、 1/ 个旗标量、 1/ 个数值寄 存器和 > 个用户自定义描述。 逻辑点取名为 ?+@)3"1，用于完成连锁条件的 输入、 逻辑判断、 并产生连锁输出信号。程序控制点 取名为 $2+@"1，作为各连锁指标的寄存器和中间 过程的缓冲器。 ! 个 $)4 控制点，即温度控制点
这套控制系统由 $ 条网络组成，分别是实时控 制 网 （D%E） 、 本 地 控 制 网 （;%E） 、工厂管理网 （D%E） （F32.+3’2） 。 实时控制网 负责实时数据的采集、 信号转换、 控制算法、 输出控制、 F G H 卡件与 I-J 之 本地控制网 间的通讯、 I-J 与 I-J 之间的通讯等； （;%E） 负责人机接口、 流程图操作、 工程组态、 系统 维护、 历史数据记录和查询等。 ;%E 与 D%E 之间通 （EFJ） 过网络接口 交换数据。 F32.+3’2 通过 K-- 节点 与 ;%E 网相连， 实时数据通过霍尼韦尔 13)L/.(+3*’ 的数据库系统可以方便地传到管理网。 （CD8） （IJ） 、 历史模件 ;%E 网上有万能操作站 （EFJ） 。之所以称 CD8 为万能操作站是 和网络接口 因为操作站的软件无操作站与工程师站软件之分， 它既是操作站， 又是工程师站， 集操作、 组态、 维护功 （IJ） 能于一身； 历史模件 存储系统组态信息、 实时 数据和各种报表数据 ? 网络接口是 ;%E 网与 D%E 网的桥梁，它完成从 ;%E 传输技术和通信协议向 D%E 传输技术和通信协议的转换， EFJ 使得 ;%E 上 的 模 件 可 以 对 D%E 设 备 的 数 据 进 行 读 写 。 透 过 EFJ，程序和数据库可以装载到 I-J；D%E 设备产 生的报警和操作提示信息也可以上升到 ;%E。 EFJ 可以冗余，当主 EFJ 发生故障时，自动切换到备份 的 EFJ 上， 保证操作的连续性。但就象每个通讯网 络都有通讯容量的限制一样， EFJ 也有每秒 M ### 个仪表点的数据量的限制。 D%E 网上有高性能过程管理器（I-J）和网络 （EFJ） 接口 。 I-J 是 4-89$### 工业控制系统中最主 要的数据采集和控制设备。它是霍尼韦尔公司推出 的性能价格比较佳的过程控制器。 I-J 具有高度灵 活的数据采集和控制功能。 控制功能包括常规控制、
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系统结构及特点
4-89$### 的系统结构见图 A。
图!
收稿日期： !##! @ #! @ !A
系统结构
逻辑控制和顺序控制。 I-J 具有各种优化的功能模
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陈水耀
霍尼韦尔 #$%&!""" 系统介绍及其应用
化工自控
块，可通过组态和编程来满足安全和高性能的数据 采集和控制要求。 当然， ’$( 也有对等通讯的功能， 而且与许多工业标准通讯协议相兼容。类似于 ) * + 卡的现场总线卡可以方便地连接现场总线的仪表。
参考文献
" # 陆德民] 石油化工自动控制设计手册] 化工工业出版社 N #$$$ 王森 ] 仪表常用数据手册 ] 化工工业出版社 N "%%O ^ 作者简介 _ 陈水耀， "%SO 年 "$ 月出生， "%%$ 年毕业于浙江 图$ 修改前后控制方案 大学仪器仪表及检测专业， 学士学位， 自控工程师。
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关键工艺、 设备控制的实现
高温反应器的连锁控制 在氟化工的某生产装置中，高温反应器是整个
装置的心脏， 自动控制的好坏将直接影响物料、 能量 的消耗和设备的寿命。它的工艺过程大致为：先预 热反应物和稀释剂，再以一定的摩尔比在反应器中 混合， 在 , -"". 的高温下， 裂解生成含氟烯烃。高 温反应器的工艺控制流程见图 /。
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用 &9# 作为原料一步法生产 ?@A
在减少 &9 # 释放战役中一个大问题是如何处理来自工 业 设 备 中 的 所 有 &9 # 。 日 本 >,4B,* 电 力 有 限 公 司 联 合 @*3B2C*B’* 重工业公司开发出一种直接用 &9# 和氢气生产二 （?@A） 的方法。上述气体经反应可产生甲醇， 然后甲醇 甲醚 脱水可生产 ?@A。反应如下： &9# D !E# F &E! 9E D E# 9