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          潘經理  顧經理

          熱門關鍵詞:

          磁翻板液位計 磁性液位計 磁性浮子液位計 磁翻柱液位計 磁浮子液位計

          經驗文獻 / _儀表知識

          分析磁翻板液位計自動化控制設計實現的可能性

          發布時間:2019-12-19  發布作者:

              摘 要:產品尾氣回收單元合成裝置撤熱冷卻水裝置比較獨立,控制要求非常高,對參數指標的精確控制有極嚴格的要求,且裝置單元距離中央控制室 DCS 比較遠,設置單獨的機柜間相對應的成本又比較高。經過分析,使用 磁翻板液位計 系統能有效提高控制精度,通過優化控制改為串極、分程等控制方式,能使整個單元的生產效益有根本性的改善。


              化工廠的后系統尾氣回收單元的回收料攜帶有毒有害的組分,主要組成為顆粒物、O2、CO2、N2、H2O、 H2、CH4、微量烴及少量 HS。在集氣系統中,分煙道設自動調節翻板,總煙道設手動調節翻板,使加熱系統的吸力得到適當調節和穩定,保證熱爐在正確的溫度壓力下工作。熱爐加熱系統采用自動加撤熱控制。在正常的生產過程中會發生劇烈放熱反應,因此在生產中需要用溫水進行循環撤熱,以保證該單元的正常生產。設置單獨的機柜間的成本比較高。經分析,使用 磁翻板液位計 系統能有效提高控制精度,將其改為串極、分程等控制方式,使得整個單元的生產效益有了根本性的改善。因此,使用西門子小型 磁翻板液位計 進行控制,編寫設計方案并組織實施。

              1 可編程控器(磁翻板液位計)特點
              磁翻板液位計 是專門為工業自動化而設計的一種控制裝置,在自動化生產領域有廣泛的應用,它有很強的抗干擾性能、可靠性,體積小,可以對單獨一個或多個機柜實現控制功能,使用和維護方便。隨著 磁翻板液位計 和計算機控制及網絡技術的發展,其智能化程度、遠程通訊都有極大的發展。在該項目中,只使用一個機柜實現本地控制和遠程監視。

              2 項目控制的要點、難點
              該項目方案的主要目的是為保證冷卻水系統的供水穩定、安全、可靠。水系統不穩定,直接導致后系統中撤熱失敗,產生嚴重的生產安全事故。其難點有如下三個:

              (1)應急水罐要保證其水壓、水位均能在安全要求中,為保證其水罐壓力正常,設計反向分程控制,用兩個調節閥其壓力進行調節,當壓力偏高時,放空閥打開降低壓力;當壓力偏低時打開補壓調節閥進行補壓。

              (2)應急水罐水位控制,其實現方式是使用補水泵進行控制,當液位高于 80% 時,停止補水泵;液位低于 70% 時,需要啟動補水泵。特別注意的是,由于該泵啟停比較頻繁,因此應使用高頻次泵,且要使用現場緊急啟?刂瓢粹o。

              (3)換熱器溫度控制,由于該溫度比較關鍵,因此也需要精確控制,為方便操作和生產穩定,用回流調節閥進行控制。

              3 項目實施控制
              3.1 流程簡介
              系統冷卻水自冷卻水站來,經過 XV141 開關閥進入溫水循環水罐 V22 中,溫水經過 P22ABC 泵加壓后,通過換熱器 E-21、E-22 將溫度控制在 30℃,經過 XV-143后,送往合成裝置作為循環降溫水,保證合成裝置運行正常。P22ABC 供水總管壓力的控制調節通過 PV-142調節回水量達到穩定壓力的目標。

             為防止循環冷卻水系統發生故障壓力降低無法供水的情況,設計應急水罐 V23,在循環水泵壓力低至 P-LL值時,將應急水罐水送入到合成裝置,再回流至 V22。應急水箱的水位通過增壓泵 P23AB 將冷卻水送入,如圖 1 所示。

           

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              3.2 磁翻板液位計 控制方案
              (1)應急水罐頂部壓力由 PIC001 控制:給定應急水罐頂部壓力一個控制指標,同時用空氣補充 PV001 閥和放空 PV002,一同作用進行調節。

              (2)應急水罐水位補水操作,設定一個 80% 的上限和一個 70% 的下限水位,當液位變送器測量到水位低于下限水位時,啟動補充水泵,由操作人員自行選定 A 泵 /B 泵,到達設定下限時,停止運行的泵,補水結束。

              (3)冷卻水泵出口壓力控制為 PIC-142,該值由變送器測得,并控制回流至水罐的調節閥 PV-142 的開度以控制回水流量,保證供水總管的壓力控制穩定在工藝要求指標。

              (4)換熱器出口溫度控制 TIC-145,由 TV-145 循環水量的大小來控制,進過換熱器,調節溫水的溫度達到工藝指標。

              (5)循環水罐水位控制:當低于設定水位時,打開XV141;如果水位還低,則再打開 XV004,從應急水罐補水。到達一個上限水位后,關閉 XV141。

              3.3 連鎖保護設計
              (1)泵 P22abc 出口壓力 PI142 低于 P1 低限時,啟動備用泵,操作人員應提前手動選定連鎖投入,進行循環水壓力增高。

              (2)合成裝置供水總管壓力 PI-141 低于 P2 低限時,則打開 XV003 應急水罐補水,同時關閉 XV143,應急水罐冷卻水對合成裝置進行降溫。

               磁翻板液位計 組態操作界面及實施效果經設計的 磁翻板液位計 系統共由 10 個界面組成:

              (1)水系統流程。本畫面為正常監視界面,所有數據,僅可以查閱記錄,不能操作。其用來了解當前的工藝參數,各液位,調節閥開度,泵的運行情況,開關閥狀態,水系統的溫度壓力等指標。

              (2)應急水壓力連鎖投入。主要完成對應急水壓力連鎖值的設定,連鎖的“投入與切除”功能。在連鎖處于“切除”的情況下,對 XV-003,XV-143 兩臺閥門進行手動打開,關閉操作。PI-141 顯示供水總管的壓力指示值。連鎖功能:當合成裝置供水總管壓力低于設定值時,在“壓力連鎖”為“投入”的模式下,磁翻板液位計 程序自動執行如下動作:打開 XV-003,同時關閉 XV-143。當連鎖動作后,PI-141 壓力值高于設定時,閥門狀態不發生變化,也就是說應急水連鎖后,無論供水壓力多高,程序保持 XV-003 開啟,XV-143 關閉的應急水投入狀態。經操作人員手動恢復循環水泵的供水狀態前,要先“切除”連鎖,再操作閥門。

              (3)根據工藝的要求設定水位的工作范圍區間是70% ~ 80%。當“水罐自動補水”狀態處于“自動”時,要選擇相對應的補水泵(P23A 或 P23B),另一臺作為備用泵,當應急水罐水位 LI001 低于 70% 時,磁翻板液位計 控制程序自動啟動關聯的泵,向應急水罐開始補水,當水位高于 80% 時,停止泵的運行。補水泵可選擇一臺,也可以兩臺一同運行,由工藝的實際需求來確定。補水泵的人工操作是享有較高優先權,無論在哪種狀態下,都直接對補水泵進行“啟動”和“停止”操作。

             (4)冷卻水水罐液位自動補充設定,主要功能為對冷卻水罐 V22 的液位進行自動補水。當溫水冷卻水槽模式選為“自動”時,檢測到 V22 水罐液位 LI141 低 于 50% 時,磁翻板液位計 程序自動打開 XV141 進行補水,假定補水不能達到要求,水位繼續低至 45%,會打開 XV004閥門從應急水罐進行補水。等到水位上升至 65% 時,自動關閉 XV141。在“手動”的狀態下,工藝人員可以按照實際對 XV141、XV004 閥門進行開關,手動控制補水。這時候補水水位高低不受連鎖條件限制。

              (5)報警界面。該界面為記錄報警發生的參數事件及時間,供查閱和分析。

              (6)TIC145 水溫控制。當需要控制模式為手動時,點擊“手動”按鈕,出現顏色標識,在“TIC145 手動輸入值”后,直接通過觸摸屏輸入控制閥門開度。在生產正常時,設定溫度控制模式為“自動”,只需要設定控制的溫度指標,冷卻水調節閥根據溫度設定值,自動控制閥門開度。

              (7)PIC001 應急水罐罐頂空氣壓力控制。該控制回路為分程調節回路,PIC001 后面的“手動自動”為調節器自動調節按鈕,控制器輸出經過分程設定將輸出值分別輸送給 PV001 和 PV002 調節閥。這兩個調節閥只在自動的模式下,才受調節器的輸出控制,當控制的模式為手動時,對應“PV001,PV00 的手動輸入值”數字項中進行輸出設定,只能手動給定閥門開度,控制壓力。

              (8)PIC142 冷卻水泵出口壓力調節。該壓力調節為單回路 PID 調節,在手動模式下,通過“PIC142 手動輸入”給定回流水量閥門開度。正常應選擇自動模式,需要設定控制的供水總管壓力,然后回流調節閥 PV-142 根據壓力進行回流水流量調節,確保供水總管壓力的平穩。

              (9)水泵出口壓力低連鎖啟動備用水泵界面。主要完成水泵出口壓力低于設定值 2L 時,連鎖備用的循環水泵啟動,以保證水壓穩定。在任何狀態下,都無條件使用手動操作開關進行 P22ABC、P23AB 的啟動和停止,不受所有連鎖條件的限制,以保護整個系統的安全運行。

              (10)參數設定。在參數設定中 PIC001、TIC145、PIC142 幾個調節器的 PID 參數都可以根據工藝條件進行設定,在設定完成之后無須再進行修改,為固化數據。PI142L 的設定值為供水管壓力低值 P142L 的連鎖設定,當壓力低于此值時,啟動冷卻水泵 P22ABC 中的已選定的備用泵。PI141LL 的設定值為連鎖投入應急水的連鎖設定值,當壓力低于此值時,連鎖啟動,應急水到合成裝置的 XV-003 打開,關閉 XV-143,應急水送入合成裝置。當連鎖觸發后紅燈閃爍并有聲音報警。

              5 結束語
              所有的組態及設定完成,并進行模擬操作后,在生產現場進行安裝改造。整個項目完成后經過實際的操作和運行,所有設定和邏輯均符合工藝的使用要求,滿足生產的需求,為公司節約投入,并提高控制效果,取得良好的效益。

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