先进控制在纯碱厂的应用

2010-09-08陈洪涛孟凡旭

纯碱工业 2010年4期

关键词：纯碱碳化山东

陈洪涛,孟凡旭

(山东海化股份有限公司纯碱厂,山东潍坊 262737)

先进控制在纯碱厂的应用

陈洪涛,孟凡旭

(山东海化股份有限公司纯碱厂,山东潍坊 262737)

介绍了海化纯碱厂实施先进控制的平台,并简要介绍了先控实施的方案及实施后的效果。

DEL TAV;先进控制APC;网络通讯;先进控制平台

山东海化股份有限公司纯碱厂所有生产岗位全部实现了DCS控制,但由于纯碱生产过程工艺流程长,连续性强,存在较强的变量关联和耦合特性,常规控制不能很好地解决这种复杂工业生产控制难题。故海化纯碱厂陆续分批在不同时间内率先实施了先进控制和智能控制等技术手段,结合纯碱生产工艺控制的思路和实际的工艺操作经验,开发了纯碱装置先进控制系统,提高了装置操作平稳性和控制性能,降低了能耗,减轻了操作人员的劳动强度。

海化纯碱厂的特殊性:纯碱厂DCS控制系统因实施时间不同,虽然在同行业中是最先进的,但分成了几套网络互相独立的系统,仅仅艾默生公司的控制系统就分成了3套:DEL TAV5.3(运行在winnt系统)、DEL TAV6.3(运行在winnt系统)、DELTAV7.4(运行在winxp系统).要想在不同的控制系统中实施互相具有关联的先进控制,是非常困难的,这需要我们必须了解每一套系统的特性。海化纯碱厂先进控制系统是基于浙大中控APC-Suite先进控制系列软件基础上开发的。

在实施过程中我们首先考虑要将先控上位机与3套 DELAV DCS系统通讯,因 DEL TAV5.3、DEL TAV6.3运行在WINNT系统平台下,版本非常的老旧,为了解决这个问题,我们做了很多次实验,最终确定了将先控上位机直接与DEL TAV7.4版本的DCS系统的应用站连接,而DEL TAV6.3版本的DCS系统和DEL TAV5.3版本的DCS系统则通过中控公司开发的OPC2TCP接口转换软件实现连接,通过这种方式我们既解决了问题,又节省了控制系统的资源和资金。

图1 先进控制数据采集

1 浙大中控APC-Suite先进控制系列软件

1.1 高级多变量鲁棒预测控制软件APC-Adcon

APC-Adcon采用计算机、网络通讯、工业自动化、技术管理等领域先进成熟的技术并保持关键技术领先,在结构体系上采用先进的分布式多层组件化应用体系,提供分布式软件结构和分布式应用结构,现已在催化裂化、连续重整、PTA、PX等重点炼油、石化和化工装置中得到广泛应用,是多变量过程先进控制的最佳商品化工程软件产品之一。基于COM的组件化先进控制软件的结构如图2所示。

图2 APC-Adcon先进控制软件结构原理

从图2可看出,先进控制器的每一个功能模块作为控制器的标准件,分别包装不同的先进控制算法和功能,且与程序设计语言无关,可以实现即插即用。且根据现场需求,控制装置必须与先进控制算法一一对应,组件化的框架恰好满足了这种需求,而且简化了编程,极大的增加了控制系统的稳定性。

1.2 先进控制系统平台ESP-iSYS-A

ESP-iSYS-A由核心实时数据库、应用组件、组态组件等模块组成,是实现先进控制、软测量、工艺计算和过程模拟优化的基础数据平台,可提供以下功能:

1)统一、完整的实时数据采集;

2)强大的数据处理和整合功能;

3)有效的数据分析和数据管理功能;

4)可靠的二次开发工具,支持自定义控制器的实施。

2 先进控制方案

海化纯碱老系统设计3个APC-Adcon控制器以控制纯碱生产过程中的石灰窑、碳化塔和压缩机装置,Ⅰ石灰系统控制器,下设石灰工序控制器;Ⅱ碳化系统控制器,下设碳化工序控制器;Ⅲ压缩系统控制器,下设压缩工序控制器。它们之间的联系通过物料平衡、工艺计算等来体现。针对装置的特殊要求,基于自定义控制器技术为石灰窑、碳化塔和压缩机装置制定了特殊的控制和优化策略。先进控制系统控制方案的总体框架如图3所示。