蒸汽裂解试验装置的过程控制开发.pdf

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1、仪表自动化齐QI鲁LU石油PE化TR工OC，H2E0M13IC，A4L1(3TE)C：2H4N0OL—O2G4Y3蒸汽裂解试验装置的过程控制开发常宏，徐怀明(1．中国石化齐鲁分公司研究院，山东淄博255400；2．中国海洋石油总公司油气开发利用公司青岛研究中心，山东青岛266500)摘要：蒸汽裂解试验装置是l套自动化程度较高的模拟裂解评价试验装置，其过程控制开发以计算机作为上位机，采用面向对象的软件设计，运用先进的PID控制算法，实现了对蒸汽裂解试验装置的温度、压力和流量等测控点的采集与控制。该试验装置控制精度高，

2、性能稳定，抗干扰能力强，数据后期处理规范完整，是1套比较先进的自动化控制系统。关键词：过程控制联锁报警PID算法中图分类号：TQOI8文献标识码：B文章编号：1009—9859(2013)03—0240—04蒸汽裂解试验装置能够模拟各种工业裂解炉用于控制原料油和反应器各段的温度，测量范围型，主要针对轻烃、石脑油、常压柴油、减压柴油和为0～1000℃，控制精度小于±1；②压力。压加氢尾油等多种裂解原料进行模拟裂解评价试力测量点6个，用于测量反应器辐射段人口及油验，还可模拟裂解炉管进行对流段和辐射段的结泵和仪表风压力，

3、测量范围0～1MPa，测量精度焦试验。为提升本装置的自动化程度，更好的服±0．1％；压力控制点1个，用于控制急冷器出口务于中国石化齐鲁分公司生产装置，于2008年对处压力，测量范围0～1MPa，控制精度小于±此装置进行了过程控制开发。0．5％；③流量。气体流量测控点2个，主要用于空气和气态烃等气体计量与设定，测量范围1．01装置控制要求～3．0kg／h，测量精度±0．2％；控制精度小于±蒸汽裂解模拟试验装置是由进料系统、裂解炉0．5％；液体流量测控点2个，主要用于油和水的系统、产品分离计量系统、计算机控制系统和产品

4、计量与设定，测量范围1～5kg／h，测量精度±分析系统5个部分组成。试验装置主体的裂解炉0．2％；控制精度小于±0．5％。为半开式电加热炉，活动炉墙为导轨式移动，分82硬件配置个工作区，由多组电热丝双面辐射加热，温度分布可以灵活调节。炉管垂直悬挂在炉子中央，炉管的2．1控制原理计算机控制是通过采样、数／模(D／A)转换直径和管长可以根据不同炉管构型的要求设计调和模／数(A／D)转换来实现的，实际处理过程如整。为模拟各种工业炉(如SRT—m、SRT一1V型图1所示。炉、KTI公司的工业炉、北方炉CBL—I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ

5、等)的温度、压力分布，沿管长不同位置设有若干个测温、测压点。裂解炉前设有原料和稀释蒸汽计量、预热、汽化及过热系统，炉出口有压力调节系统、产品分离回收系统，裂解气计量和取样分析系统。图l计算机控制原理示意蒸汽裂解试验装置的自动控制系统具体要求：①温度。温度测量点15个，用于测量蒸汽及收稿日期：2013—05—08；修回日期：2013—07一l9。作者简介：常宏(1976一)，女，工程师。1999年毕业于青岛反应器各段和急冷器的温度，测量范围为0～化工学院工业电气自动化专业，现在中国石化齐鲁分公司研1000℃，测量精度

6、±0．1％；温度控制点11个，究院科技信息中心工作。电话：0533—7589667。第3期常宏，等．蒸汽裂解试验装置的过程控制开发首先现场采样数据以模拟量输入，通过计算2．2硬件选型机的过程输入／输出通道的A／D转换器转换成数根据模拟裂解试验的工艺要求，充分考虑控字量进入计算机；计算机经过分析运算，输出的数制原理和硬件选型依据流量，确控定制器控制系统由计算机、柱塞泵字控制量通过输入／输出通道中的D／A转换器转数字采集模块、模拟输出模块、电气控制模块组调节阀换成模拟量，受控的生产过程的控制部件接受控成。蒸汽裂解试验装

7、置电系热丝统配置及流程框图如图制信号执行控制过程。2所示。计算机称油天皿触同移触圃热l{气压ll铂I}湿电态向电态开继触开继关电发关电嚣继器嵩偶lIlI萎流薰变送器}lIl阻lIl霉流量计电器风声进总机光料电报泵源警图2系统配置及工作流程示意(1)计算机(3)模拟输出模块控制系统由1台工控机，采用中文WIN—控制回路包括温度控制、压力控制，计算机经DOWSXP操作系统平台和相应系统控制软件进过分析运算发送的控制信号，通过4路模拟输出行控制。考虑系统控制的可扩展性，增强系统可模块ADAM一4024，将温度控制信号传送

8、给电炉靠性，主机配置：主频3．0G(IntelPentium4)，内丝实现对温度控制，温度控制采用移向触发方式，存2G，硬盘320G。由于计算机本身通讯口的局具体温度控制功能如图3所示。限性，配置4端口RS一232／422／485PCI通讯卡PCI～1612一块可扩展4端口。(2)数字采集模块包括温度采集、压力采集、流量采集以及尾气计量，其中温度信号采集选用