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[摘 要]本文介绍在甲醇回收生产过程中，利用DCS控制系统进行自动化控制，从而提高回收收率，提高产品质量。
[关键词]甲醇 DCS PID 多回路串级控制
中图分类号：S963.32+6 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2013）23-0033-01
0 引言
DCS控制系统为分散控制系统的英文简称（DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）其与传统的单回路/多回路控制器相比较，具有以下优点：帶有各种控制功能的算法，通过组态独立完成回路控制，有自诊断功能，可实现集中监控及操作，灵活性强，支持带电热拔插，支持在线下载新增加的控制逻辑程序，支持在线添加IO模板。DCS通过局域星型环网可以现实多个控制站共享数据。DCS扩展工程相对方便点。我单位原有的甲醇回收塔使用的为某品牌的单/多回路控制器，其输入、输出点数较少；内存较小；没有冗余；价格与性能比相对较高，操作繁琐。 利用工艺改造将其控制系统改为DCS控制，不仅使工艺简洁、操作简单，自动化程度高。而且节约人力资源，降低运行费用，具有较高的可靠性及稳定性。
1 甲醇工艺及控制要求介绍
如图1所示，在甲醇回收过程中，需要对甲醇进料进行流量控制，对回收塔塔釜料液进行温度控制，对料液液位进行排残控制，回流及采出流量进行调节控制，同时对进料泵进行变频控制等。
2 系统配置及功能简介
2.1 在线检测仪表的配置
在过程检测中，通过Pt100热电阻进行温度检测；塔釜液位检测采用单法兰液位计，保证测量精度及使用寿命；进料介质含有70%以上的水，其流量检测采用电磁流量计，稳定又准确；回流、采出流量由于检测介质为纯甲醇液位，故选用金属转子流量变送器。以上检测参数通过4～20mA输出远传至DCS控制系统内，通过上位机软件进行显示。
2.2 控制系统的配置
DCS系统采用欧陆公司的T2550小型集散控制系统。系统主要由一个工程师站，一套控制器，多套I/O模块以及网络集线器组成。该控制系统运行可靠，组态灵活，扩展和维护方便。其平均无故障间隔时间MTBF≥100000h，并且支持带点插拔。此系统具有全新的结构体系，规模可变，方便易用。控制器可实现系统组态、操作员界面、工程维护及集成功能。可实现高级控制策略。T2550属于自治控制系统，可以实现容错控制，性价比高、控制功能强大，组态图见图二。
在本次甲醇回收控制中，此套控制系统主要实现以下功能：
⑴常规仪表功能：具有显示、操作、参数设定、报警输出、偏差修正等功能
⑵控制器功能：具有现场采集、预算处理，输出功能
⑶上位机功能：可实现工艺流程图显示、记录历史趋势、参数报警画面及记录、设定值修改等功能。
3. 控制设计
3.1 单回路PID控制
在自控系统就回路而言，一般由被测对象、测量元件、变送单元、控制系统及执行机构等及部分组成。若自变量与因变量成一一对应关系，可选用单回路控制方式，在此次甲醇回收中，甲醇进料流量的控制、回流/采出流量的控制等只与流量这单一的变化有关系，所以在设计中采用单回路PID控制。另外再将回收过程中参数变化的超前、滞后因素考虑即可。逻辑图见图三
3.2 串级控制
串级控制系统是一种复杂控制系统，其特点是两个调节器相串接，主调节器的输出作为夫调节器的设定，适用于时间常数及滞后较大的被控对象。在甲醇回收工艺中，甲醇塔釜的温度控制与蒸汽流量及塔中上温度有关系，且这两个变量之间互相干扰、波动，设计用串级控制，其串级控制方块图见三。其中塔中温度作为主控制器，蒸汽流量作为副控制器。串级控制器与单回路控制相比，具有改善对象特性、提高工作效率。且具有一定的自适应能力。
3.3 连锁控制
所有的料泵均设定为连锁控制。由DCS开关信号输出节点控制泵的启停。
3.4 监控画面
上位机监控系统利用Genes32，实现编程组态，内部包括有工艺流程图，数据监控图，报警时间查询，历史趋势查询等功能。该软件能够以灵活多样的方式进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，缩短了自动化工程师的系统集成时间，大大提高了集成效率。见图五
4 结论
在甲醇回收塔中通过DCS系统进行自动控制，弥补了单/多回路控制器在控制及操作上的不足和缺陷，增强了甲醇回收工艺的稳定性，提高了产品回收率，减少了人员的操作，降低了车间的运行成本。
参考文献
[1] 孔奇才.自动控制原理与系统.北京：机械工业出版社.
[2] 卢伯英，于海勋.现代工业控制.2002.北京：电子工业出版社，2007.
[3] 乐嘉谦.仪表工手册.北京.化学工业出版社.
[关键词]甲醇 DCS PID 多回路串级控制
中图分类号：S963.32+6 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2013）23-0033-01
0 引言
DCS控制系统为分散控制系统的英文简称（DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）其与传统的单回路/多回路控制器相比较，具有以下优点：帶有各种控制功能的算法，通过组态独立完成回路控制，有自诊断功能，可实现集中监控及操作，灵活性强，支持带电热拔插，支持在线下载新增加的控制逻辑程序，支持在线添加IO模板。DCS通过局域星型环网可以现实多个控制站共享数据。DCS扩展工程相对方便点。我单位原有的甲醇回收塔使用的为某品牌的单/多回路控制器，其输入、输出点数较少；内存较小；没有冗余；价格与性能比相对较高，操作繁琐。 利用工艺改造将其控制系统改为DCS控制，不仅使工艺简洁、操作简单，自动化程度高。而且节约人力资源，降低运行费用，具有较高的可靠性及稳定性。
1 甲醇工艺及控制要求介绍
如图1所示，在甲醇回收过程中，需要对甲醇进料进行流量控制，对回收塔塔釜料液进行温度控制，对料液液位进行排残控制，回流及采出流量进行调节控制，同时对进料泵进行变频控制等。
2 系统配置及功能简介
2.1 在线检测仪表的配置
在过程检测中，通过Pt100热电阻进行温度检测；塔釜液位检测采用单法兰液位计，保证测量精度及使用寿命；进料介质含有70%以上的水，其流量检测采用电磁流量计，稳定又准确；回流、采出流量由于检测介质为纯甲醇液位，故选用金属转子流量变送器。以上检测参数通过4～20mA输出远传至DCS控制系统内，通过上位机软件进行显示。
2.2 控制系统的配置
DCS系统采用欧陆公司的T2550小型集散控制系统。系统主要由一个工程师站，一套控制器，多套I/O模块以及网络集线器组成。该控制系统运行可靠，组态灵活，扩展和维护方便。其平均无故障间隔时间MTBF≥100000h，并且支持带点插拔。此系统具有全新的结构体系，规模可变，方便易用。控制器可实现系统组态、操作员界面、工程维护及集成功能。可实现高级控制策略。T2550属于自治控制系统，可以实现容错控制，性价比高、控制功能强大，组态图见图二。
在本次甲醇回收控制中，此套控制系统主要实现以下功能：
⑴常规仪表功能：具有显示、操作、参数设定、报警输出、偏差修正等功能
⑵控制器功能：具有现场采集、预算处理，输出功能
⑶上位机功能：可实现工艺流程图显示、记录历史趋势、参数报警画面及记录、设定值修改等功能。
3. 控制设计
3.1 单回路PID控制
在自控系统就回路而言，一般由被测对象、测量元件、变送单元、控制系统及执行机构等及部分组成。若自变量与因变量成一一对应关系，可选用单回路控制方式，在此次甲醇回收中，甲醇进料流量的控制、回流/采出流量的控制等只与流量这单一的变化有关系，所以在设计中采用单回路PID控制。另外再将回收过程中参数变化的超前、滞后因素考虑即可。逻辑图见图三
3.2 串级控制
串级控制系统是一种复杂控制系统，其特点是两个调节器相串接，主调节器的输出作为夫调节器的设定，适用于时间常数及滞后较大的被控对象。在甲醇回收工艺中，甲醇塔釜的温度控制与蒸汽流量及塔中上温度有关系，且这两个变量之间互相干扰、波动，设计用串级控制，其串级控制方块图见三。其中塔中温度作为主控制器，蒸汽流量作为副控制器。串级控制器与单回路控制相比，具有改善对象特性、提高工作效率。且具有一定的自适应能力。
3.3 连锁控制
所有的料泵均设定为连锁控制。由DCS开关信号输出节点控制泵的启停。
3.4 监控画面
上位机监控系统利用Genes32，实现编程组态，内部包括有工艺流程图，数据监控图，报警时间查询，历史趋势查询等功能。该软件能够以灵活多样的方式进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，缩短了自动化工程师的系统集成时间，大大提高了集成效率。见图五
4 结论
在甲醇回收塔中通过DCS系统进行自动控制，弥补了单/多回路控制器在控制及操作上的不足和缺陷，增强了甲醇回收工艺的稳定性，提高了产品回收率，减少了人员的操作，降低了车间的运行成本。
参考文献
[1] 孔奇才.自动控制原理与系统.北京：机械工业出版社.
[2] 卢伯英，于海勋.现代工业控制.2002.北京：电子工业出版社，2007.
[3] 乐嘉谦.仪表工手册.北京.化学工业出版社.