PKS系统在空分中的应用

冯虎林

（长钢集团动力厂，山西 长治 046000）

1 系统概要

长钢集团动力厂制氧车间主要生产氧、氮、氩及其液体产品液氧、液氮、液氩。2005年安装了一套两万空分设备，2009年安装一套3万空分，均产自四川空分设备厂。两套空分系统的控制系统选用了honeywell公司的Experion PKS过程知识系统（简称 PKS系统），它是一体化的混合控制系统，是世界上第四代DCS控制系统的代表，其核心是基于开放且功能强大的M icrosoft公司的Windows 2000服务器/客户系统。它由高性能的控制器、先进的工程组态工具、开放的控制网络等，构成了先进的体系结构。这套系统设备在本公司生产运行中起到了重要作用。

2 控制系统在生产中的应用

2.1 PID的调节

在空分生产中包括8个系统，压缩机系统、预冷系统、纯化系统、膨胀机系统、主换热系统、分馏塔系统、液体储存系统、气体储存和外送系统。在每个系统中PID的调节都是必不可少的，而且调节不好会直接影响生产，若是调节的好会减轻劳动者体力消耗，同时消除生产的安全隐患，更可节能降耗。

空分生产工况的调节是个细致入微的工作，如果有一个阀门调节不当，整个生产工况就会发生很大的变化，从而影响生产的正常进行。在分馏塔系统中有一个调节阀代号为 lcv1，有一段时间氩馏分总是波动，造成了氩的工况也发生了变化，而且按照工艺要求需要各个点都正常，最后检查发现是lcv1阀门调节波动的厉害，随后打至手动控制，效果发生了明显的变化。经过对调节系统的PID参数修改和比对发现，由于比例设定较大，而积分设定较小，产生了周期等幅震荡，修改参数后，在调节遇到一个干扰后经过一个周期即进入稳态。从而消除了该阀可能因纯化系统的切换而影响主塔工况的因素。

3万空分自投产以来，空气压缩机的进口导叶始终处于手动状态，为确保空分的气量充足放空阀常有开度。在纯化系统切换时，因空分气量的减少需要手动开动进口导叶，于是就出现了两个问题，如果开的太慢，影响空分的工况变化，氩馏分急速上升，影响氩工况；如果开的过快，空压机的电流上升很快基本接近额定电流，为空压机的稳定运行造成隐患；为了解决这两个难题，决定采用PID自动调节。经过精心细致的设置和调节后，空压机进口导叶自调，切换时空分的工况波动减少了许多，而空压机始终处于零放空，且运行电流也下降了。

2.2 控制系统中的报警，连锁

报警在空分系统中起着重要的作用，它保证了操作者始终保持工况不偏离正常的轨道，起到了提示、警示的作用。纯化系统阀门切换时，有一个并行时间1 min，如果在这1 min之后空气阀没有打开，这时空压机就会放空，造成空分系统的停机，以前操作者在纯化系统切换时操碎了心，很多时候是假信号，因为阀门的反馈信号没有指示，这时暂停程序，必须到现场确认后方可让程序运行。于是给操作者造成了很大的心理压力。通过修改纯化系统运行的控制程序（SCM 顺序控制模块）。在反馈信号没有指示时，程序自动停止并报警，确认是假信号时，在FAT端子柜中短接DI点后程序自动运行。经过程序的修改和完善减少了异常事故的发生，同时也减轻了操作者的压力。

空分操作中，时间久了大家就会有一个共同的感觉，监视工况时，有时会顾此失彼，经常注意一些比较主要的点而疏忽了不容易出问题的参数，这时就必须要报警系统的帮忙了，提前提醒，避免工况向更坏的方向发展。

空分设备运行时机械设备的工艺参数必须严格控制，超过一定的范围就会对机械造成危害，例如压缩机的电流、排压、润滑油压、轴位移、轴震动、轴温等。通过PKS系统控制模块（CM）组态实现启车、停车，以确保空分装置、机械设备的安全。

3 结束语

PKS控制系统强大的功能模块极其优越性能保证装置按照设计方案在预定时间内顺利试车。该PKS系统自投用以来，系统运行稳定，没有因DCS系统本身的问题对生产造成影响，由于该系统的开放性、灵活性、易操作性等优越性能，能根据生产需要自主的进行一些过程点的组态操作，如一些控制方案增改，连锁关系的变动，都能在不影响正常生产的前提下在线修改。相对装置中随机设备的控制系统除稳定性外，对最终用户来说更加透明，更有自主权和修改权，运行实践表明，该系统值得推广，更好的为生产服务。