乙炔發(fā)生器加料和置換操作自控研究

劉春艷 吳明生 羅炳浩

(甘肅銀光聚銀化工有限公司，甘肅 白銀 730900)

某化工廠現(xiàn)具備12萬(wàn)t/a PVC樹(shù)脂生產(chǎn)能力。乙炔車間主要為下道工序提供乙炔氣，共有4臺(tái)發(fā)生器，每臺(tái)發(fā)生器備料、置換和加料操作頻繁，平均20min下一斗料，每斗料需要手動(dòng)操作充、排氮閥約20次。若按滿負(fù)荷生產(chǎn)，每班發(fā)生器備料、置換和加料共計(jì)1 500余次，特別是在充氮置換的過(guò)程中，全部為手動(dòng)操作，操作人員還要監(jiān)控乙炔的生產(chǎn)情況，工作量很大。手動(dòng)充氮次數(shù)不夠易發(fā)生電石燃爆事故；充氮次數(shù)過(guò)多，有可能使壓力過(guò)高，導(dǎo)致防爆膜破裂。發(fā)生器一旦停止運(yùn)行會(huì)造成乙炔降量，直接影響工藝裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)。為了減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低人為操作引發(fā)事故的風(fēng)險(xiǎn)，提高生產(chǎn)裝置的平穩(wěn)運(yùn)行，筆者制定了乙炔發(fā)生器小斗備料、上儲(chǔ)斗的置換和加料自動(dòng)控制方案，并實(shí)施軟件組態(tài)、調(diào)試和在線運(yùn)行。

1 控制方案和流程①

1.1 發(fā)生器小斗備料

選擇需要備料的發(fā)生器和計(jì)量料斗，按照設(shè)定的程序依次啟動(dòng)可逆皮帶(A81009B)、2#帶式輸送機(jī)(A81008B)和振動(dòng)給料機(jī)(A81007C/D)，同時(shí)“B線發(fā)生聯(lián)鎖”自動(dòng)投用，當(dāng)計(jì)量料斗(W81001C/D)重量為低報(bào)值時(shí)，振動(dòng)給料機(jī)(A81007C/D)停止，延時(shí)t秒后，可逆皮帶(A81009B)停車，“B線發(fā)生聯(lián)鎖”自動(dòng)解除，并提示“發(fā)生器小斗備料完成”。當(dāng)程序檢測(cè)到計(jì)量料斗內(nèi)的電石重量達(dá)到低報(bào)值，并且振動(dòng)給料機(jī)(A81007)關(guān)閉后，延時(shí)t秒，振動(dòng)給料機(jī)(A81006)自動(dòng)啟動(dòng)并加料，達(dá)到高報(bào)值時(shí)自動(dòng)停止。發(fā)生器小儲(chǔ)斗備料流程如圖1所示。

圖1 發(fā)生器小儲(chǔ)斗備料流程

1.2 發(fā)生器置換、加料

發(fā)生器置換、加料的控制方案(圖2)為：

a. 關(guān)閉上、下儲(chǔ)斗活門(mén)。點(diǎn)擊“自動(dòng)拉料”按鈕后，系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)加料程序，關(guān)閉上、下儲(chǔ)斗活門(mén)，程序自動(dòng)執(zhí)行下一步。

b. 發(fā)生器下儲(chǔ)斗活門(mén)試漏。打開(kāi)上儲(chǔ)斗排空閥，當(dāng)上儲(chǔ)斗壓力降至低報(bào)值時(shí)，上儲(chǔ)斗排空閥關(guān)閉，進(jìn)行下儲(chǔ)斗活門(mén)試漏，上儲(chǔ)斗保壓10s，壓降小于0.20kPa時(shí)認(rèn)為試漏正常，程序自動(dòng)執(zhí)行下一步，否則程序自動(dòng)停止并報(bào)警提示“下活門(mén)試漏不正常，請(qǐng)?zhí)幚怼?，?jīng)手動(dòng)處理后，程序自動(dòng)重新開(kāi)始排空，進(jìn)行試漏，試漏不正常，程序不自動(dòng)執(zhí)行下一步。

c. 發(fā)生器上儲(chǔ)斗置換。先打開(kāi)上儲(chǔ)斗排空閥和充氮閥，當(dāng)上儲(chǔ)斗壓力達(dá)到6.00kPa時(shí)，充氮閥和排空閥保持一定開(kāi)度，置換一定時(shí)間。當(dāng)上儲(chǔ)斗壓力達(dá)到8.00kPa時(shí)在充氮閥設(shè)定的開(kāi)度基礎(chǔ)上下調(diào)；當(dāng)壓力降至5.30kPa時(shí)充氮閥開(kāi)度在設(shè)定的開(kāi)度基礎(chǔ)上上調(diào)。達(dá)到置換時(shí)間，并且壓力滿足5.30～8.00kPa時(shí)，充氮閥和排空閥關(guān)閉，并提示操作人員“上斗置換完畢，準(zhǔn)備拉料，請(qǐng)打開(kāi)音箱”，操作人員手動(dòng)確認(rèn)并打開(kāi)音箱后，當(dāng)程序檢測(cè)到“A小斗備料完成”信號(hào)后，程序自動(dòng)執(zhí)行下一步，否則程序等待。

d. 發(fā)生器上儲(chǔ)斗活門(mén)試漏。程序自動(dòng)打開(kāi)上活門(mén)、排空閥和充氮閥，電石開(kāi)始由小儲(chǔ)斗加至上加料斗，根據(jù)電石下料情況，手動(dòng)開(kāi)啟倉(cāng)壁振蕩器，手動(dòng)確認(rèn)電石下料完成后，確定“斗電石下料完成”，程序自動(dòng)關(guān)閉上儲(chǔ)斗活門(mén)和排空閥,當(dāng)上儲(chǔ)斗壓力達(dá)3.00kPa時(shí)充氮閥關(guān)閉，進(jìn)行活門(mén)試漏。上儲(chǔ)斗保壓10s，壓降小于0.15kPa時(shí)，試漏正常，程序提示 “上活門(mén)試漏正常，小斗可以備料”，程序結(jié)束。否則程序自動(dòng)停止并報(bào)警。經(jīng)操作人員手動(dòng)處理后，程序自動(dòng)重新進(jìn)行試漏。

圖2 發(fā)生器上儲(chǔ)斗置換和加料流程

2 系統(tǒng)軟件組態(tài)

組態(tài)方案的實(shí)施主要采用CS3000系統(tǒng)中的SFC模塊實(shí)現(xiàn)，倒計(jì)時(shí)采用CALCU模塊，計(jì)時(shí)器采用TM模塊，參數(shù)設(shè)置采用BDSET模塊。圖3為加料程序SFC模塊，圖4為備料程序SFC模塊。

圖3 加料程序SFC模塊

圖4 備料程序SFC模塊

3 部分編程

加料程序03步中語(yǔ)句——循環(huán)：

While(ATM02.BSTS<>"CTUP")

A1=HD_1.DT03-HD_1.DT10

A2=HD_1.DT03+HD_1.DT10

if (PIT1202A.PV>=8) then

[HV1201A.MODE.MV="MAN",A1]

else if(PIT1202A.PV<=5.31) then

[HV1201B.MODE.MV="MAN",A2]

end if

wend

LAB2:

[HV1201A.MODE.MV="MAN",HD_1.DT03]

wait until(PIT1202A.PV>=HD_1.DT05)

[HV1201A.MODE.MV="MAN",0]

ATM03.OP=1

ATM03.OP=3

ATM03.PH=HD_1.DT06

ATM03.OP=2

wait until(ATM03.BSTS=="CTUP")

LAB3:

P_A2=PIT1202A.PV

ATM03.OP=1

ATM03.OP=3

ATM03.PH=HD_1.DT07

ATM03.OP=2

wait until(ATM03.BSTS=="CTUP")

if(P_A2-PIT1202A.PV

OPEGUIDE OG,13

else

dialogue"提示";"%a A發(fā)生器上活門(mén)試漏不正常，請(qǐng)?zhí)幚恚?,1;confirm

if(PIT1202A.PV>=HD_1.DT05) then

goto LAB3

else

goto LAB2

end if

end if

備料程序03步中語(yǔ)句——條件執(zhí)行：

if(WIT81001C.PV

OPEGUIDE OG,7

end if

wait until(WIT81001C.PV>=WIT81001C.PH)

[A81009B1.MODE.MV="MAN",0]

[HSA81008B.PV=1]

[A81007C.MODE.MV="MAN",2]

倒計(jì)時(shí)CALCU模塊中語(yǔ)句：

A=ATM02.DV/60

B=INT(A)

CPV=B

CPV1=ATM02.DV-B*60

4 結(jié)束語(yǔ)

自動(dòng)控制方案實(shí)施后，DCS系統(tǒng)可自動(dòng)執(zhí)行備料、置換和加料等順序工作，正常情況下無(wú)需再進(jìn)行手動(dòng)干預(yù)。每班發(fā)生器備料、置換和加料手動(dòng)操作減少到70余次，極大減輕地了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)減少了誤操作引發(fā)安全事故的幾率，提高了裝置生產(chǎn)的平穩(wěn)性，為安全、高效、穩(wěn)定生產(chǎn)提供了保障。