64化工管理.2013年第3期淺談PKS系統(tǒng)在神華包頭煤制烯烴項(xiàng)目熱電站的應(yīng)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(xiàng)目熱電站應(yīng)用的霍尼韋爾公司的DCS作為生產(chǎn)過程集散控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),DCS系統(tǒng)的配置原則和方式以及各系統(tǒng)間的集成。另外還簡(jiǎn)單介紹了PKS系統(tǒng)與第三方設(shè)備通訊的應(yīng)用等。關(guān)鍵詞:控制系統(tǒng);冗余結(jié)構(gòu);交換機(jī);PKS系統(tǒng)1、引言進(jìn)行監(jiān)視。2)配置1對(duì)CISCO 3750交換機(jī)，與全廠生產(chǎn)管理調(diào)神華包頭煤制唏烴項(xiàng)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(fù)責(zé)將生產(chǎn)數(shù)據(jù)上傳。在每套PKS系源。熱電站采用3臺(tái)480/h高壓煤粉鍋爐為空分裝置提供統(tǒng)中,服務(wù)器都可以選擇冗余配置,有效存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫信息,基于9.8MPa以及化工裝置4.2MPa蒸汽動(dòng)力源，兩臺(tái)抽凝式50MW操作站有多種類型可以選擇,FLEX.CONSOLE .Console汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)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(cuò)以太網(wǎng)可通過冗余交換機(jī)與C300控提供化工透平動(dòng)力的同時(shí),還能提供工廠部分電力供應(yīng)?；瘜W(xué)水制器 ,操作站，服務(wù)器,第三方設(shè)備及其它PC連接,避免了因單處理單元負(fù)責(zé)除鹽水制作和對(duì)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(tǒng)癱瘓,大大提高了系統(tǒng)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(tǒng)。站和CONSOLE型操作員站的區(qū)別在于,CONSOLE型操作員站卸儲(chǔ)煤裝置承擔(dān)化工裝置和熱電站原料煤和燃料煤供應(yīng)，卸煤當(dāng)主從服務(wù)器全部脫網(wǎng)后，仍可以通過PKS主控制器繼續(xù)讀取采用雙線雙翻工藝,儲(chǔ)煤方式為簡(jiǎn)倉儲(chǔ)煤。卸儲(chǔ)煤、化學(xué)水、鍋爐當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)和操作設(shè)備。汽機(jī)公用系統(tǒng)、除灰和脫硫的主控制系統(tǒng)為集散控制系統(tǒng)2.1.3PKS系統(tǒng)硬件設(shè)備構(gòu)成框架:(DCS),采用的是霍尼韋爾公司(Honeywell)的PKS系統(tǒng)。本文重點(diǎn)介紹Honeywell公司的PKS系統(tǒng)在熱電站項(xiàng)目中的應(yīng)用情況。2、系統(tǒng)介紹及硬件組成2.1系統(tǒng)構(gòu)成PKS(ProcessKnowledgeSystem)是過程知識(shí)系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。PKS控制系統(tǒng)是Honeywell在2002年6月推出的新的中型控制系統(tǒng)。它集合了Plantseape系統(tǒng)組態(tài)方便的特點(diǎn)，又集合了TPS控制系統(tǒng)硬件上的優(yōu)點(diǎn)而推出的一款全新的DCS控制系統(tǒng)。本項(xiàng)目按控制方式分類采用聯(lián)合控制室(UCR) 和現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室圖1 PKS系統(tǒng)硬件位務(wù)構(gòu)成柜配(FRR)結(jié)合的配置方式。原則上生產(chǎn)裝置的DCS控制系統(tǒng)的操說明:為了更加直觀的介紹PKS系統(tǒng)的框架構(gòu)成。圖1所作站設(shè)置在相應(yīng)的聯(lián)合控制室，控制站設(shè)置在相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜示為典型的PKS系統(tǒng)硬件設(shè)備構(gòu)成框架圖。其中,熱電站所有項(xiàng)室.所有現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)傳到現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室,再從現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室傳到聯(lián)目的二層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)全部采用Cisco2960,冗余配置;在聯(lián)合機(jī)合控制室，從現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室到聯(lián)合控制室的信號(hào)采用雙冗余光纜柜間內(nèi)設(shè)置-一套GPS時(shí)鐘源,以接人DCS網(wǎng)絡(luò)來提供系統(tǒng)基準(zhǔn)連接。在聯(lián)合控制室進(jìn)行全部的控制、監(jiān)測(cè)、報(bào)警及報(bào)表等操時(shí)鐘,其他PKS系統(tǒng)通過DSA結(jié)構(gòu)的FTE網(wǎng)絡(luò),其他PKS系統(tǒng)作也以網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘為基準(zhǔn)源,使得保證整個(gè)PKS系統(tǒng)時(shí)鐘同步,便于事件記錄和操作記錄等的查詢準(zhǔn)確性;打印機(jī)作為系統(tǒng)的第三2.1.1現(xiàn)場(chǎng)FRR單套DCS系統(tǒng)的配置方式針對(duì)脫硫、化學(xué)水卸儲(chǔ)煤、主機(jī)爐等現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室裝置,DCS方設(shè)備，作為網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)，可在任意操作站或工程師站打印報(bào)表系統(tǒng)均按下列原則進(jìn)行配置:1)系統(tǒng)的所有機(jī)柜均安裝在現(xiàn)場(chǎng).或歷史趨勢(shì),操作記錄等信息;工程師站和操作員站采用DELL機(jī)柜室，另外在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室內(nèi)設(shè)有工程師站、開停工用的操作T5400圖形工作站，性能穩(wěn)定可靠，操作畫面清晰，通過增加站, .2)通過配置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(jī)構(gòu)成FTE容錯(cuò)以太網(wǎng)絡(luò);數(shù)據(jù)統(tǒng)(如卸儲(chǔ)煤的翻車機(jī)PLC、機(jī)組DEH等)進(jìn)行通訊,將數(shù)據(jù)采庫服:務(wù)器為DELLE2950,采用RAID5磁盤陣列模式,保證了數(shù)集進(jìn)DCS系統(tǒng)后,統(tǒng)-上傳至聯(lián)合控制室,以及全廠生產(chǎn)管理調(diào)據(jù)的可靠性,任何一塊兒硬盤故障都不會(huì)帶來數(shù)據(jù)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(tǒng)的控制站的配置PORT 5630串口服務(wù)器，第三方設(shè)備通過它可很好地與PKS系聯(lián)合控制室主要實(shí)現(xiàn)對(duì)各生產(chǎn)裝置的日常監(jiān)控、操作,以及統(tǒng)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(diào)度室，負(fù)責(zé)對(duì)所轄裝置的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中換機(jī)分 別連接，這樣就實(shí)現(xiàn)了PKS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的冗余構(gòu)成。處理、顯示,用于調(diào)度人員協(xié)調(diào)、指揮生產(chǎn)。因此聯(lián)合控制室DCS2.2部分硬件結(jié)構(gòu)及功能簡(jiǎn)述系統(tǒng)的配置方式如下:1)配置2臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，通過DSA組2.2.1C300控制器:C300過程控制器的設(shè)計(jì)師采用新穎的態(tài)，將各裝置的生產(chǎn)數(shù)據(jù)都集中過來，配置2臺(tái)調(diào)度員操作站立式設(shè)計(jì),有效節(jié)省了機(jī)柜內(nèi)空間。它包括控制器硬件和控制軟(值班長(zhǎng)站),連接到這臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,負(fù)責(zé)對(duì)中心的所有裝置件CEE(控制執(zhí)行環(huán)境)，支持組態(tài)，下載,以及各功能模塊的執(zhí)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(jié)束語IOLINK接口,可以連接C系列1I0卡件或PMIO卡件。1I0卡件:DCS系統(tǒng)是全廠生產(chǎn)控制的中心,PKS控制系統(tǒng)強(qiáng)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(xiàng)目的運(yùn)行平穩(wěn)高效。由于冗余，支持HART協(xié)議通訊。數(shù)字輸入卡(DI)有32位數(shù)字量通該系統(tǒng)的開放性、靈活性、易操作性等優(yōu)越性能,能夠根據(jù)生產(chǎn)道，兩種模件類型分為24V直流輸人和100V/120V/125V/240V需要自主的進(jìn)行-些過程點(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(shù)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)的前提下在線修觸點(diǎn)輸出和繼電器輸出,支持?jǐn)U展。改并下裝。并且因其強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)使系統(tǒng)可以與第三方設(shè)備進(jìn)行2.2.2第三方通訊SCADA點(diǎn)與PKS系統(tǒng)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(nèi)外知名過熱器及爐膛壁溫等-一些設(shè)備需要監(jiān)測(cè)的溫度點(diǎn)較多，而且較的DCS廠商,Honeywell公司的PKS系統(tǒng)是一-套值得用戶信賴的為密集，考慮到這些溫度點(diǎn)對(duì)工藝過程參數(shù)的重要性以及補(bǔ)償DCS 集散控制系統(tǒng)。導(dǎo)線電纜鋪設(shè)和DCS溫度采集卡件成本等方面的考慮，這些溫參考文獻(xiàn)度點(diǎn)沒有采用補(bǔ)償導(dǎo)線由現(xiàn)場(chǎng)到電子間溫度采集卡件的接線方[1]姜秀英、李酰、張翠宣過程控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)[M]化學(xué)工業(yè)式，而是采用了現(xiàn)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過通訊電纜將智能前端發(fā)送器與在電子間內(nèi)安裝的溫度智能終[2]王慧.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(第3版)[M],化學(xué)工業(yè)出版社.2011端接收器,并行連接,配對(duì)使用,再由溫度智能終端接收器通過作者簡(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(zhuǎn)換后于 大連民族學(xué)院電子信息工程專業(yè)，現(xiàn)供職于中國神華煤制油接入PKS系統(tǒng)的Cisco2960交換機(jī)。因?yàn)镻KS系統(tǒng)很好的兼容化工有限公司包頭煤化工分公司機(jī)電儀中心儀表專業(yè)第三方設(shè)備,使得第三方設(shè)備通過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(shù)據(jù)讀取進(jìn)來，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)約成本以及方化工大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)， 現(xiàn)供職于中國神華煤制油化工有限公司便維護(hù)等的諸多好處。在本項(xiàng)目中,溫度智能轉(zhuǎn)換采用的是MTL包頭煤化 工分公司機(jī)電儀中心儀表專業(yè)公司的838系列智能轉(zhuǎn)化器。(上接第63頁)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(dá)到“飽和面位對(duì)拋石位置所產(chǎn)生的影響，一般通過典型的施工可以獲得施干”的標(biāo)準(zhǔn),得以讓新舊混凝土充分結(jié)合。工參數(shù).這個(gè)參數(shù)能夠指導(dǎo)往后的施工進(jìn)程。3.2基槽開挖的質(zhì)量控制方式(3)進(jìn)行基床夯實(shí)施工之前必須對(duì)拋石基床進(jìn)行適當(dāng)整平,(1)作為碼頭工程最為基本的一-個(gè)結(jié)構(gòu).基槽開挖的質(zhì)量高各段的高度差最好不要超過300mm。低直接影響到碼頭的穩(wěn)定性以及耐久性,所以,基槽的開挖必須3.4沉箱安放的質(zhì)量控制方式嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定挖到一-定深度與寬度。而當(dāng)基槽的開挖(1)沉箱在安放之前必須要對(duì)所有的沉箱都進(jìn)行內(nèi)外觀嚴(yán)格深度與面積都很大的時(shí)候，則應(yīng)該采用分層分條開挖的方法進(jìn)的檢查。 尤為重要的是,對(duì)進(jìn)水閥門要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查,因?yàn)殚y行基槽開挖，至于分層的厚度則要按照施工土質(zhì)以及所選的開門通常會(huì)出現(xiàn)失靈或者漏水的情況，一旦出現(xiàn)這樣的情況將會(huì)挖方式來決定。導(dǎo)致沉箱的浮游穩(wěn)定性降低。(2)基槽開挖到所設(shè)計(jì)的深度之后,應(yīng)該及時(shí)核對(duì)土質(zhì)質(zhì)量,(2)沉箱安放之后,必領(lǐng)應(yīng)該盡快組織沉箱內(nèi)部的拋填，防止一旦發(fā)現(xiàn)土質(zhì)跟設(shè)計(jì)的要求不相符合,則應(yīng)立刻報(bào)告,盡快尋求風(fēng)浪作用對(duì)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挖的過程中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)(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(guī)范明確規(guī)定:由于港池淤泥很容易就上趨于穩(wěn)定,在此基礎(chǔ)上,還必須先要檢查基床跟岸坡有沒有出會(huì)回流到基槽里面,所以必須要求港池標(biāo)高要高于基槽標(biāo)高。于現(xiàn)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程中,必須充分考慮(2)拋填必須要根據(jù)按照實(shí)際的沉降位移數(shù)據(jù)來組織施工。港池施工與基槽施工的平行性。若施工現(xiàn)場(chǎng)無法安排平行施工,4.結(jié)束語則要在基槽開挖的時(shí)候嚴(yán)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程中很容易引發(fā)--些施工質(zhì)量要避免基槽的外圍出現(xiàn)淤泥的擾動(dòng)。最后,在每-段基槽開挖施問題， -旦問題出現(xiàn),施工技術(shù)人員必須嚴(yán)肅認(rèn)真對(duì)待,并且在工以后,還應(yīng)及時(shí)組織驗(yàn)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(duì)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(chǔ)步驟都不容忽視，斷面和棱體回填以后其邊坡的穩(wěn)定程度造成一-個(gè)很大的影響。嚴(yán)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,邊坡開挖必須嚴(yán)格依照施工前所設(shè)計(jì)的坡度、施工的重要收益及經(jīng)濟(jì)收益。原則“下超上欠,超欠平衡"和臺(tái)階式開挖方法結(jié)合進(jìn)行開挖。參考文獻(xiàn):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(xiàn)基床的尺寸發(fā)生較為明顯[2] JTS 168-2-2010 重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范、的改動(dòng),則應(yīng)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(yùn)時(shí)，劉盛武，丁志軍，大批量沒頂沉箱安裝施工.不高于150%且回淤沉積物的弧度大于300mm時(shí)，應(yīng)該立刻進(jìn)2004.8