浅谈PKS系统在神华包头煤制烯烃项目热电站的应用

64化工管理.2013年第3期浅谈PKS系统在神华包头煤制烯烃项目热电站的应用岳洪霞朱天宇(中国神华煤制油化工 有限公司包头煤化工分公司)摘要:简单介绍了神华包头煤制烯烃项目热电站应用的霍尼韦尔公司的DCS作为生产过程集散控制系统的系统结构,DCS系统的配置原则和方式以及各系统间的集成。另外还简单介绍了PKS系统与第三方设备通讯的应用等。关键词:控制系统;冗余结构;交换机;PKS系统1、引言进行监视。2)配置1对CISCO 3750交换机，与全厂生产管理调神华包头煤制唏烃项目热电站为煤制烯烃生产提供热动力度中心(PMCC)进行连接,负责将生产数据上传。在每套PKS系源。热电站采用3台480/h高压煤粉锅炉为空分装置提供统中,服务器都可以选择冗余配置,有效存储数据库信息,基于9.8MPa以及化工装置4.2MPa蒸汽动力源，两台抽凝式50MW操作站有多种类型可以选择,FLEX.CONSOLE .Console汽轮机发电机组，采用中压抽汽的方式产生4.2MPa中压蒸汽，Extension站， 而FTE容错以太网可通过冗余交换机与C300控提供化工透平动力的同时,还能提供工厂部分电力供应。化学水制器 ,操作站，服务器,第三方设备及其它PC连接,避免了因单处理单元负责除盐水制作和对空分装置返回的空冷冷凝水进行点故障 而引起的系统瘫痪,大大提高了系统性能。FLEX 型操作处理，烟气脱硫单元为两套湿法石灰石-石膏烟气脱硫系统。站和CONSOLE型操作员站的区别在于,CONSOLE型操作员站卸储煤装置承担化工装置和热电站原料煤和燃料煤供应，卸煤当主从服务器全部脱网后，仍可以通过PKS主控制器继续读取采用双线双翻工艺,储煤方式为简仓储煤。卸储煤、化学水、锅炉当前运行数据和操作设备。汽机公用系统、除灰和脱硫的主控制系统为集散控制系统2.1.3PKS系统硬件设备构成框架:(DCS),采用的是霍尼韦尔公司(Honeywell)的PKS系统。本文重点介绍Honeywell公司的PKS系统在热电站项目中的应用情况。2、系统介绍及硬件组成2.1系统构成PKS(ProcessKnowledgeSystem)是过程知识系统的简称。PKS控制系统是Honeywell在2002年6月推出的新的中型控制系统。它集合了Plantseape系统组态方便的特点，又集合了TPS控制系统硬件上的优点而推出的一款全新的DCS控制系统。本项目按控制方式分类采用联合控制室(UCR) 和现场机柜室图1 PKS系统硬件位务构成柜配(FRR)结合的配置方式。原则上生产装置的DCS控制系统的操说明:为了更加直观的介绍PKS系统的框架构成。图1所作站设置在相应的联合控制室，控制站设置在相应的现场机柜示为典型的PKS系统硬件设备构成框架图。其中,热电站所有项室.所有现场仪表信号传到现场机柜室,再从现场机柜室传到联目的二层网络交换机全部采用Cisco2960,冗余配置;在联合机合控制室，从现场机柜室到联合控制室的信号采用双冗余光缆柜间内设置-一套GPS时钟源,以接人DCS网络来提供系统基准连接。在联合控制室进行全部的控制、监测、报警及报表等操时钟,其他PKS系统通过DSA结构的FTE网络,其他PKS系统作也以网络时钟为基准源,使得保证整个PKS系统时钟同步,便于事件记录和操作记录等的查询准确性;打印机作为系统的第三2.1.1现场FRR单套DCS系统的配置方式针对脱硫、化学水卸储煤、主机炉等现场机柜室装置,DCS方设备，作为网络打印机，可在任意操作站或工程师站打印报表系统均按下列原则进行配置:1)系统的所有机柜均安装在现场.或历史趋势,操作记录等信息;工程师站和操作员站采用DELL机柜室，另外在现场机柜室内设有工程师站、开停工用的操作T5400图形工作站，性能稳定可靠，操作画面清晰，通过增加站, .2)通过配置oPC服务器或串口服务器，与装置的其它控制系PCI-E 双口单网卡,与冗余交换机构成FTE容错以太网络;数据统(如卸储煤的翻车机PLC、机组DEH等)进行通讯,将数据采库服:务器为DELLE2950,采用RAID5磁盘阵列模式,保证了数集进DCS系统后,统-上传至联合控制室,以及全厂生产管理调据的可靠性,任何一块儿硬盘故障都不会带来数据的损坏;串口服务器又可以成为终端服务器，这里采用MOXA公司的N-度中心(PMCC)。2.1.2联合控制室UCR1系统的控制站的配置PORT 5630串口服务器，第三方设备通过它可很好地与PKS系联合控制室主要实现对各生产装置的日常监控、操作,以及统接 人:冗余控制防火墙Contol Frewall的Uplink 口与冗余交作为生产中心的调度室，负责对所辖装置的生产数据进行集中换机分 别连接，这样就实现了PKS系统网络的冗余构成。处理、显示,用于调度人员协调、指挥生产。因此联合控制室DCS2.2部分硬件结构及功能简述系统的配置方式如下:1)配置2台数据库服务器，通过DSA组2.2.1C300控制器:C300过程控制器的设计师采用新颖的态，将各装置的生产数据都集中过来，配置2台调度员操作站立式设计,有效节省了机柜内空间。它包括控制器硬件和控制软(值班长站),连接到这台数据库服务器,负责对中心的所有装置件CEE(控制执行环境)，支持组态，下载,以及各功能模块的执技术创新65行。每套控制器最多支持64个1I0 Units, 每个控制器有两个3、结束语IOLINK接口,可以连接C系列1I0卡件或PMIO卡件。1I0卡件:DCS系统是全厂生产控制的中心,PKS控制系统强大的功模拟量输入(AI)/模拟量输出(A0)卡都有16 位模拟量通道,支持能 模块和其优越性能保证了热电站项目的运行平稳高效。由于冗余，支持HART协议通讯。数字输入卡(DI)有32位数字量通该系统的开放性、灵活性、易操作性等优越性能,能够根据生产道，两种模件类型分为24V直流输人和100V/120V/125V/240V需要自主的进行-些过程点的组态修改，如一-些控制方案的增交流输人两种，支持冗余。数字输出卡(DO)为32通道输出,分为改 、联锁关系的变动,都能够在不影响正常生产的前提下在线修触点输出和继电器输出,支持扩展。改并下装。并且因其强大的网络使系统可以与第三方设备进行2.2.2第三方通讯SCADA点与PKS系统的连接:由于锅炉通讯, 保证了生产工艺更加完善,安全的进行。最为国内外知名过热器及炉膛壁温等-一些设备需要监测的温度点较多，而且较的DCS厂商,Honeywell公司的PKS系统是一-套值得用户信赖的为密集，考虑到这些温度点对工艺过程参数的重要性以及补偿DCS 集散控制系统。导线电缆铺设和DCS温度采集卡件成本等方面的考虑，这些温参考文献度点没有采用补偿导线由现场到电子间温度采集卡件的接线方[1]姜秀英、李酰、张翠宣过程控制系统实训[M]化学工业式，而是采用了现场温度元件接入多组温度智能前端发送器,通出版社,2007过通讯电缆将智能前端发送器与在电子间内安装的温度智能终[2]王慧.计算机控制系统(第3版)[M],化学工业出版社.2011端接收器,并行连接,配对使用,再由温度智能终端接收器通过作者简介:朱天宇(1985-)，男,助理工程师,2008年毕业RS485方式与MOXA的串口服务器相连，经串口服务器转换后于 大连民族学院电子信息工程专业，现供职于中国神华煤制油接入PKS系统的Cisco2960交换机。因为PKS系统很好的兼容化工有限公司包头煤化工分公司机电仪中心仪表专业第三方设备,使得第三方设备通过Quick Build 软件的组态,很容岳洪霞(1984-),女,助理工程师,2008年毕业于辽宁石油易的将这些温度点数据读取进来，从而实现了节约成本以及方化工大学自动化专业， 现供职于中国神华煤制油化工有限公司便维护等的诸多好处。在本项目中,温度智能转换采用的是MTL包头煤化 工分公司机电仪中心仪表专业公司的838系列智能转化器。(上接第63页)层，直到混凝土表面的碎石露出三分之-一的高度时,还能保证混行清除处理。凝土不会在这一过程中被冲散。而在浇筑上一层的混凝土之前，(2)在实际的基床抛石施工过程中,必须考虑风水流以及水必须先要用淡水把混凝土接茬面进行充分的湿润,达到“饱和面位对抛石位置所产生的影响，一般通过典型的施工可以获得施干”的标准,得以让新旧混凝土充分结合。工参数.这个參数能够指导往后的施工进程。3.2基槽开挖的质量控制方式(3)进行基床夯实施工之前必须对抛石基床进行适当整平,(1)作为码头工程最为基本的一-个结构.基槽开挖的质量高各段的高度差最好不要超过300mm。低直接影响到码头的稳定性以及耐久性,所以,基槽的开挖必须3.4沉箱安放的质量控制方式严格按照相关设计规定挖到一-定深度与宽度。而当基槽的开挖(1)沉箱在安放之前必须要对所有的沉箱都进行内外观严格深度与面积都很大的时候，则应该采用分层分条开挖的方法进的检查。 尤为重要的是,对进水阀门要进行严格的检查,因为阀行基槽开挖，至于分层的厚度则要按照施工土质以及所选的开门通常会出现失灵或者漏水的情况，一旦出现这样的情况将会挖方式来决定。导致沉箱的浮游稳定性降低。(2)基槽开挖到所设计的深度之后,应该及时核对土质质量,(2)沉箱安放之后,必领应该尽快组织沉箱内部的拋填，防止一旦发现土质跟设计的要求不相符合,则应立刻报告,尽快寻求风浪作用对沉箱的位移产生一定的影响。解决的方法。3.5后方棱体抛填的质量控制方式(3)在大型重力式沉箱码头基槽开挖的过程中,经常会出现(1)在进行后方棱体抛填之前必须确定沉箱的沉降已经基本基槽回淤的情况。有相关规范明确规定:由于港池淤泥很容易就上趋于稳定,在此基础上,还必须先要检查基床跟岸坡有没有出会回流到基槽里面,所以必须要求港池标高要高于基槽标高。于现淤积和塌坡的情况。是，要求在大型重力式沉箱码头施工的全过程中,必须充分考虑(2)抛填必须要根据按照实际的沉降位移数据来组织施工。港池施工与基槽施工的平行性。若施工现场无法安排平行施工,4.结束语则要在基槽开挖的时候严格控制好基槽与港池之间的边坡,还大型重力式沉箱码头施工过程中很容易引发--些施工质量要避免基槽的外围出现淤泥的扰动。最后,在每-段基槽开挖施问题， -旦问题出现,施工技术人员必须严肃认真对待,并且在工以后,还应及时组织验收以及抛填工作，防止回淤速度较快从此前 提下采取有效措施积极进行工程抢救，不能把问题置之不而影响基床的抛石。理。为了能够进一步提高大型重力式沉箱码头的施工质量,施工(4)基槽边坡的坡度控制会对基槽形成的断面基床抛石的:技术人员必须从实际出发,每一个施工的基础步骤都不容忽视，断面和棱体回填以后其边坡的稳定程度造成一-个很大的影响。严把施工质量关，唯有这样方能在整个工程中获得最大的社会所以,边坡开挖必须严格依照施工前所设计的坡度、施工的重要收益及经济收益。原则“下超上欠,超欠平衡"和台阶式开挖方法结合进行开挖。参考文献:3.3基床抛石、夯实的质量控制方式[1]马常增、重力式沉箱码头在施工过程中的质量控制.(1)进行基床抛石施工之前必须要检查好基床的尺寸,确定施 工技术.2005.12基床的尺寸是否有所改动。一旦发现基床的尺寸发生较为明显[2] JTS 168-2-2010 重力式码头设计与施工规范、的改动,则应该马上进行处理。若基槽底部的回淤沉积物含水率[3]李运时，刘盛武，丁志军，大批量没顶沉箱安装施工.不高于150%且回淤沉积物的弧度大于300mm时，应该立刻进2004.8