MX装置吸附单元的主要控制及实际应用

摘 要：吸附单元为整个间二甲苯装置生产最关键的单元，由两个吸附室和一个24通道旋转阀等组成。文章对该单元工艺控制过程进行了介绍，重点论述了控制方案的实施过程，包括采用ZTC功能、自动过程变量切换APS功能对吸附室的关键工艺参数进行控制、联锁。通过S7-400F/FH PLC系统对该单元进行了工程实际应用的实施，最终较好的实现了间二甲苯装置增产的生产要求。

关键词：吸附室；24通道旋转阀；ZTC区域转换；APS功能

1 生产流程描述

中石化北京燕山分公司间二甲苯装置扩能改造项目是在原装置的基础上，利用原PX生产时闲置的吸附室，配上必须的国产24通道旋转阀等组成新的吸附单元以及相应的控制系统，以使MX产量由原来的3.6万吨/年扩量为8万吨/年。整个间二甲苯生产装置由异构单元、精馏单元和吸附单元三个单元组成，吸附单元是分离PX和MX最终的一个环节，也是最为关键的环节。整个吸附单元主要由两个吸附室和一个24通道旋转阀组成，其中每个吸附室有12个床层，床层之间用格栅分开，利用两台循环泵（连接12层/13层的为泵送回路，连接24层/1层的为压送回路）首尾相连，使24个床层形成一个闭合回路，用两台循环泵来维持液流周期性地绕24个床层循环，旋转阀定子上的24条工艺管线与吸附室对应的24个床层相连。通过旋转阀的转动，周期性地改变物料在吸附室中的进出口位置，使物料进出口位置沿着液体流动方向改变，吸附剂在吸附室中连续模拟上升，然后再由吸附室室顶返回底部，一直循环往复。

两个吸附室共分为四个大区域，分别为：Ⅰ区为吸附区，Ⅱ区为精馏区，Ⅲ区为解吸区，Ⅳ区为缓冲区，在实际工艺中，为了提高MX的纯度，还增加了三股物料，它们分别是Hi（解吸剂冲洗，ⅡA）、Ho（冲洗出口，ⅢA）、X（二次冲洗，ⅡB），因此整个模拟移动床共有七股物料，将24个床层分为七小区域。生产过程中，因为物料的注入或引出，在每个区域中，液体的实际流动速率是不同的。随着24通道阀门的旋转，各区域也沿吸附室向下移动，总的循环流量由两个循环泵控制，依据哪一个区流经环路泵，该泵以设定的不同流量来操作。

2 吸附单元主要联锁控制

整个吸附单元主要包括泵送环路流量的控制，自动过程变量切换APS功能、区域转换控制ZTC功能、吸附室单元的联锁功能和旋转阀自动步进顺控、装置联锁自保等复杂控制。由于篇幅限制，文章仅对泵送环流量控制、APS功能、ZTC功能及安全联锁功能做一介绍。

2.1 泵送环路流量控制

根据模拟移动床的原理，模拟移动床的各区域的泵送换流量具有不同的数值。以II区的流量K为基准，各区的泵送环流量分别为：

控制系统接受进出吸附系统的几个工艺物料的流量信息并接受区域选择信号，根据以上方程，不断计算出两台循环泵泵送环流流量给定值，进行泵送环流流量的控制，两台泵循环流量控制如图1所示。

其中循环泵回路中的两个控制阀可以由操作人员根据工艺情况通过手动从A阀控制变为B阀控制或A、B阀一起控制。

2.2 泵循环流量的区域转换控制

在旋转阀步进工作时，如果两台循环泵输送流量涉及到区域变换时，就会导致泵回路流量控制器设定值发生变化，如果一个或几个净物流由一个吸附室控制过程中流量的控制是比较快的，但当流量的给定值变化很大，则会引起控制回路的振荡，单纯地依靠PID调节会可能难以消除或稳定时间过长。为了提高控制的准确性和快速性，所以在控制系统中循环泵流量采用区域转换控制的方式。区域转换控制ZTC（以下简称ZTC）是一种直接将泵送循环回路和压送循环回路控制阀的阀位回移到相同区域上一次控制室的位置上的方法，从而保持泵回路流量的严格控制。ZTC功能是一种比较先进的控制方式，集PID控制和阀位控制为一体。该控制方式需要对控制过程进行大量的数据记录，系统通过记录的数据判断分析该控制回路的输出值，将迅速调整到所需要的阀位上，然后再使系统恢复到PID控制方式。图2是从Ⅳ区切换到I区的区域转换原理图。

区域转换控制算法

就在区域转变之前，ZTC算法会中止正常的泵回路控制器的PID算法，顺次实现以下工作：

1）在旋转阀“进”命令开始时，在t0时间内将控制阀的输出定为OPc。

OPc为泵回路控制在区域变化前的最后20秒钟内输出的平均值。

t0是可由用户调整的每个区的转变时间，其范围为0～2.0 秒，以0.1 秒为步长增加。

2）定时器到t0时间后，在t1时间内将控制阀的输出值设为OPx。通常由式（1）计算：

OPx-转换初期控制器的输出；t1-可由用户调整的每个区域转变时间，其范围为0-2.0 秒，以0.1 秒为步长增加；OPp-控制器输出值为OPx时的t1时间后控制器输出所要的设定值；OPp是前一次旋转阀周期结束后区域中第一床最后20 s内控制器输出的平均值。K-影响超调量总量的系数。

3）在定时器t1工作结束后，在t2内控制阀输出值定为OPp。

其中t2是由用户可调的每个区的转变时间，其范围在0～5.0 秒，以0.1 秒为步长增加。

4）利用ZTC匹配常数，控制器可返回到自动PID模式。

ZTC与非ZTC匹配参数都是可以调整的，不论ZTC是否能用，在任何时候都可以调整设定的匹配参数。

2.3 自动过程变量切换APS功能

自动过程变量切换APS实际叫做自动过程参数切换控制，该功能的实现首先必须要有两个检测回路，系统始终在判断和分析这两个表的工作情况，如果判断参与控制的检测仪表出现故障，系统会马上切换到另外一台备用的仪表上。

本项目中共有六个参数使用了双测量回路，这六个回路都采用了APS控制，这六个参数分别是：压送泵循环流量、进料流量、解吸剂流量、抽出液流量、解吸剂冲洗（Hi）流量、二次冲洗液（X）流量，六个物料流量所选用流量计均为透平流量计和文丘里或一体化孔板流量计。

为了APS功能准确工作，有几个参数必须设定。第一设定的是分度限和分度延迟时间，分度限是透平测量值与孔板测量值所允许的最大差值，这个值是输入仪表量程的百分数。当透平测量值和孔板测量值的差值超过分度限并且持续时间达到了规定的分度延迟时间，这时将有声音报警。第二设定的输入参数是测量值偏差极限和偏差滞后时间，这些参数决定自动过程变量切换。偏差极限是透平仪表测量值和孔板仪表测量值之间的偏差，达到偏差极限时说明测量仪表有故障。偏差限应稍大于分度限，偏差滞后时间要小于分度延迟时间。

当APS自动时，当透平仪表的测量与孔板仪表的测量之差在滞后时间内超过偏离极限，并且定时器到达给定时间，控制系统则存储当前孔板信号和当前控制阀输出，偏离定时器开始工作。如果在设定的偏离滞后时间内透平信号与孔板信号的偏离持续出现，并且定时器到达定时时间，则控制系统实现：

存储当前孔板信号；

存储当前控制阀输出；

不论切换是否成功，相应回路的APS将失效；

激励APS失效报警，通知操作人员该开关失效；

判断在偏离滞后时间内孔板仪表信号的移动方向；

判断在偏离滞后时间内控制阀输出信号的移动方向；

如孔板仪表信号与控制阀输出信号的移动方向相同，并且孔板仪表信号大于其量程的30%，则自动地由透平控制切换到孔板控制；

如孔板仪表信号与控制阀信号的运动方向相反，或者两者中任一个在滞后的时间内不变化，则不会由透平控制切换到孔板控制。这样可避免在孔板仪表故障比透平仪表故障严重时的自动切换。

另外，在自动模式允许使用下，控制将连续监视透平仪表信号。如果透平仪表信号在规定的0.5s时间之内下降到10%以下，并且孔板仪表信号大于或等于量程的30%，回路控制将切换到孔板，自动模式切换到手动模式，即APS失效。如果透平信号下降到10%以下，而且孔板信号小于30%，则回路的控制不会由透平仪表向孔板仪表切换，自动模式将被切换到手动模式，同时APS失效。

APS动作过程示意图如图3所示：

2.4 安全联锁控制

吸附单元的主要控制除了以上的控制功能外，还包括有安全联锁控制功能，该系统中安全联锁分两个部分，一个是循环流量的联锁控制，另一个是吸附室压力的联锁控制。

2.4.1 吸附室压力联锁控制

吸附室的压力稳定是十分重要的，如果吸附室迅速失压那么有可能造成吸附剂的损坏，或者造成旋转阀转子板上下压差过大损坏旋转阀，所以在该控制系统中设置了压力安全联锁系统。

可以引起吸附室压力下降的参数有1#吸附室上封头/下封头冲洗液流量、2#吸附室上封头/下封头冲洗液流量和抽出液流量，这些参数都是出吸附室的参数，一旦这些控制回路出现故障就能直接造成吸附室压力的下降，当系统检测到两个吸附室的底封头压力不管哪个压力过低，联锁系统均会迅速关闭以上五个控制参数的调节阀。

在该控制过程中，逻辑联锁回路的控制是在系统带电的情况下处于正常的工作状态，一旦回路失电联锁即产生，可靠性更高。两个压力变送器的模拟信号通过各自的报警设定器转换成开关量触点信号后串联连接到联锁延时继电器；当两个压力同时超过联锁值发出联锁停车信号，联锁停车信号在联锁延时继电器设定的时间结束后还存在，联锁继电器动作，现场联锁电磁阀失电停车。该回路在操作台上设置了联锁旁路开关和指示灯，并可通过操作站进行联锁复位。联锁图如图4所示：

2.4.2 吸附室循环泵流量联锁控制

吸附室压送循环回路设置了一台透平流量计和一台带两个差压变送器的文丘里流量计，泵送环路设置了一台带两个差压变送器的毕托管流量计，当四个差压变送器的模拟信号通过各自报警设定器转换成开关量触点信号后，串联连接到延时继电器；当四个流量同时超过联锁值发出联锁停车信号，联锁停车信号在联锁延时继电器设定的时间结束后还存在，联锁继电器动作，停循环泵。该回路在操作台上设置了联锁旁路开关和指示灯，并可通过操作站进行联锁复位。联锁逻辑图如图5所示：

3 吸附室控制系统

3.1 ACCS控制系统

吸附室控制系统简写为ACCS，本项目ACCS采用的为西门子公司的S7-400F/FH控制系统，是基于S7-400H冗余容错技术的故障安全控制系统，一旦工艺安全联锁条件具备或任何系统内部故障发生时，S7-400F/FH就立即进入一种安全工作状态，即保持在一种安全工作模式上，从而保证操作人员、设备、环境和生产过程处于安全状态。

本项目ACCS控制系统由两面控制柜、一台工程师站、两台操作站组成，为支持冗余配置，所有卡件均为冗余配置，并且数字量输入模块在SOE（顺序事件）功能的时候具有快速扫描卡件的功能，该功能可以使扫描卡件的速率达到1ms，是一种采集速度快，冗余化程度高的功能比较强大，安全性高的系统。整系统配置图如图6所示：

整套控制系统具有如下特点：

1）冗余的故障安全中央控制器

S7-400F/FH控制站的冗余控制器采用西门子公司专利技术-事件同步技术设计，它由2套互为热备的中央控制器组成，并通过一个通讯接口实现相互连接。在系统正常运行中，当一个中央控制器出现故障时，另一个中央控制器自动接管所有的工作，保证了系统继续正常运行。因此S7-400F/FH中央控制器具有良好的冗余性能。

2）ET200M故障安全分布式I/O站

所有I/O站选用了专用的有源背板总行，使得ET200M分布式I/O站的所有模块都能够在系统运行过程中可以进行带电热插拔，因此具有很好的在线维护性。

3）电源冗余

通过冗余的CPU上配置的冗余电源完成系统供电，当其中某一台电源发生故障时，可以不停机更换已坏的电源。

4）网络冗余

PROFIBUS现场总线作为S7-400F/FH的现场通讯网络，采用双介质冗余。

5）冗余的操作站

互作冗余的操作员站可以互相监视对方状态，当其中一个发生故障时，用户操作员站可以自动的切换到另一个操作员站上。当发生故障的操作员站恢复时，所有的数据和信息也会自动的复制回来。

3.2 ACCS系统的工程实际应用效果

以本装置压送送循环回路流量FT-712由IV区至I区ZTC组态过程为例进行组态，参数设定值如表1所示：

ZTC区域切换趋势图如图7所示：

图中ZTC曲线外观平滑，无突变和拐点，切换耗时较短，利于得到高纯度的MX产品和高的MX收率。

4 结束语

本次MX增产改造正式投产至今，整个装置运行十分稳定。新上国产24通道旋转阀运行良好，与之配套S7-400F/FH系统具有功能先进、运行可靠、操作界面友好、便于维护等功能，操作工人进行简单的操作技能培训即可上岗。整个项目的成功实施为国内MX改造提供了实践经验，奠定了良好的基础。

参考文献

[1]远战红，谢敏.旋转阀ZTC的控制与优化[J].广东化工，2011，38（10）：222-3，225.

[2]关书训，朱兢兢. 24通旋转阀[J].阀门，2013（2）：28-30.

[3]毛小涛.吸附分离装置控制系统[J].化工自动化及仪表，1996，23（2）：6-9.

作者简介：朱文彬（1978-），男，河南西平县人，2001年毕业于石油大学（华东），工学学士学位，现在北京燕山玉龙石化工程有限公司电控室从事自控工程设计工作，任中级工程师。

为了APS功能准确工作，有几个参数必须设定。第一设定的是分度限和分度延迟时间，分度限是透平测量值与孔板测量值所允许的最大差值，这个值是输入仪表量程的百分数。当透平测量值和孔板测量值的差值超过分度限并且持续时间达到了规定的分度延迟时间，这时将有声音报警。第二设定的输入参数是测量值偏差极限和偏差滞后时间，这些参数决定自动过程变量切换。偏差极限是透平仪表测量值和孔板仪表测量值之间的偏差，达到偏差极限时说明测量仪表有故障。偏差限应稍大于分度限，偏差滞后时间要小于分度延迟时间。

当APS自动时，当透平仪表的测量与孔板仪表的测量之差在滞后时间内超过偏离极限，并且定时器到达给定时间，控制系统则存储当前孔板信号和当前控制阀输出，偏离定时器开始工作。如果在设定的偏离滞后时间内透平信号与孔板信号的偏离持续出现，并且定时器到达定时时间，则控制系统实现：

存储当前孔板信号；

存储当前控制阀输出；

不论切换是否成功，相应回路的APS将失效；

激励APS失效报警，通知操作人员该开关失效；

判断在偏离滞后时间内孔板仪表信号的移动方向；

判断在偏离滞后时间内控制阀输出信号的移动方向；

如孔板仪表信号与控制阀输出信号的移动方向相同，并且孔板仪表信号大于其量程的30%，则自动地由透平控制切换到孔板控制；

如孔板仪表信号与控制阀信号的运动方向相反，或者两者中任一个在滞后的时间内不变化，则不会由透平控制切换到孔板控制。这样可避免在孔板仪表故障比透平仪表故障严重时的自动切换。

另外，在自动模式允许使用下，控制将连续监视透平仪表信号。如果透平仪表信号在规定的0.5s时间之内下降到10%以下，并且孔板仪表信号大于或等于量程的30%，回路控制将切换到孔板，自动模式切换到手动模式，即APS失效。如果透平信号下降到10%以下，而且孔板信号小于30%，则回路的控制不会由透平仪表向孔板仪表切换，自动模式将被切换到手动模式，同时APS失效。

APS动作过程示意图如图3所示：

2.4 安全联锁控制

吸附单元的主要控制除了以上的控制功能外，还包括有安全联锁控制功能，该系统中安全联锁分两个部分，一个是循环流量的联锁控制，另一个是吸附室压力的联锁控制。

2.4.1 吸附室压力联锁控制

吸附室的压力稳定是十分重要的，如果吸附室迅速失压那么有可能造成吸附剂的损坏，或者造成旋转阀转子板上下压差过大损坏旋转阀，所以在该控制系统中设置了压力安全联锁系统。

可以引起吸附室压力下降的参数有1#吸附室上封头/下封头冲洗液流量、2#吸附室上封头/下封头冲洗液流量和抽出液流量，这些参数都是出吸附室的参数，一旦这些控制回路出现故障就能直接造成吸附室压力的下降，当系统检测到两个吸附室的底封头压力不管哪个压力过低，联锁系统均会迅速关闭以上五个控制参数的调节阀。

在该控制过程中，逻辑联锁回路的控制是在系统带电的情况下处于正常的工作状态，一旦回路失电联锁即产生，可靠性更高。两个压力变送器的模拟信号通过各自的报警设定器转换成开关量触点信号后串联连接到联锁延时继电器；当两个压力同时超过联锁值发出联锁停车信号，联锁停车信号在联锁延时继电器设定的时间结束后还存在，联锁继电器动作，现场联锁电磁阀失电停车。该回路在操作台上设置了联锁旁路开关和指示灯，并可通过操作站进行联锁复位。联锁图如图4所示：

2.4.2 吸附室循环泵流量联锁控制

吸附室压送循环回路设置了一台透平流量计和一台带两个差压变送器的文丘里流量计，泵送环路设置了一台带两个差压变送器的毕托管流量计，当四个差压变送器的模拟信号通过各自报警设定器转换成开关量触点信号后，串联连接到延时继电器；当四个流量同时超过联锁值发出联锁停车信号，联锁停车信号在联锁延时继电器设定的时间结束后还存在，联锁继电器动作，停循环泵。该回路在操作台上设置了联锁旁路开关和指示灯，并可通过操作站进行联锁复位。联锁逻辑图如图5所示：

3 吸附室控制系统

3.1 ACCS控制系统

吸附室控制系统简写为ACCS，本项目ACCS采用的为西门子公司的S7-400F/FH控制系统，是基于S7-400H冗余容错技术的故障安全控制系统，一旦工艺安全联锁条件具备或任何系统内部故障发生时，S7-400F/FH就立即进入一种安全工作状态，即保持在一种安全工作模式上，从而保证操作人员、设备、环境和生产过程处于安全状态。

本项目ACCS控制系统由两面控制柜、一台工程师站、两台操作站组成，为支持冗余配置，所有卡件均为冗余配置，并且数字量输入模块在SOE（顺序事件）功能的时候具有快速扫描卡件的功能，该功能可以使扫描卡件的速率达到1ms，是一种采集速度快，冗余化程度高的功能比较强大，安全性高的系统。整系统配置图如图6所示：

整套控制系统具有如下特点：

1）冗余的故障安全中央控制器

S7-400F/FH控制站的冗余控制器采用西门子公司专利技术-事件同步技术设计，它由2套互为热备的中央控制器组成，并通过一个通讯接口实现相互连接。在系统正常运行中，当一个中央控制器出现故障时，另一个中央控制器自动接管所有的工作，保证了系统继续正常运行。因此S7-400F/FH中央控制器具有良好的冗余性能。

2）ET200M故障安全分布式I/O站

所有I/O站选用了专用的有源背板总行，使得ET200M分布式I/O站的所有模块都能够在系统运行过程中可以进行带电热插拔，因此具有很好的在线维护性。

3）电源冗余

通过冗余的CPU上配置的冗余电源完成系统供电，当其中某一台电源发生故障时，可以不停机更换已坏的电源。

4）网络冗余

PROFIBUS现场总线作为S7-400F/FH的现场通讯网络，采用双介质冗余。

5）冗余的操作站

互作冗余的操作员站可以互相监视对方状态，当其中一个发生故障时，用户操作员站可以自动的切换到另一个操作员站上。当发生故障的操作员站恢复时，所有的数据和信息也会自动的复制回来。

3.2 ACCS系统的工程实际应用效果

以本装置压送送循环回路流量FT-712由IV区至I区ZTC组态过程为例进行组态，参数设定值如表1所示：

ZTC区域切换趋势图如图7所示：

图中ZTC曲线外观平滑，无突变和拐点，切换耗时较短，利于得到高纯度的MX产品和高的MX收率。

4 结束语

本次MX增产改造正式投产至今，整个装置运行十分稳定。新上国产24通道旋转阀运行良好，与之配套S7-400F/FH系统具有功能先进、运行可靠、操作界面友好、便于维护等功能，操作工人进行简单的操作技能培训即可上岗。整个项目的成功实施为国内MX改造提供了实践经验，奠定了良好的基础。

参考文献

[1]远战红，谢敏.旋转阀ZTC的控制与优化[J].广东化工，2011，38（10）：222-3，225.

[2]关书训，朱兢兢. 24通旋转阀[J].阀门，2013（2）：28-30.

[3]毛小涛.吸附分离装置控制系统[J].化工自动化及仪表，1996，23（2）：6-9.

作者简介：朱文彬（1978-），男，河南西平县人，2001年毕业于石油大学（华东），工学学士学位，现在北京燕山玉龙石化工程有限公司电控室从事自控工程设计工作，任中级工程师。

为了APS功能准确工作，有几个参数必须设定。第一设定的是分度限和分度延迟时间，分度限是透平测量值与孔板测量值所允许的最大差值，这个值是输入仪表量程的百分数。当透平测量值和孔板测量值的差值超过分度限并且持续时间达到了规定的分度延迟时间，这时将有声音报警。第二设定的输入参数是测量值偏差极限和偏差滞后时间，这些参数决定自动过程变量切换。偏差极限是透平仪表测量值和孔板仪表测量值之间的偏差，达到偏差极限时说明测量仪表有故障。偏差限应稍大于分度限，偏差滞后时间要小于分度延迟时间。

当APS自动时，当透平仪表的测量与孔板仪表的测量之差在滞后时间内超过偏离极限，并且定时器到达给定时间，控制系统则存储当前孔板信号和当前控制阀输出，偏离定时器开始工作。如果在设定的偏离滞后时间内透平信号与孔板信号的偏离持续出现，并且定时器到达定时时间，则控制系统实现：

存储当前孔板信号；

存储当前控制阀输出；

不论切换是否成功，相应回路的APS将失效；

激励APS失效报警，通知操作人员该开关失效；

判断在偏离滞后时间内孔板仪表信号的移动方向；

判断在偏离滞后时间内控制阀输出信号的移动方向；

如孔板仪表信号与控制阀输出信号的移动方向相同，并且孔板仪表信号大于其量程的30%，则自动地由透平控制切换到孔板控制；

如孔板仪表信号与控制阀信号的运动方向相反，或者两者中任一个在滞后的时间内不变化，则不会由透平控制切换到孔板控制。这样可避免在孔板仪表故障比透平仪表故障严重时的自动切换。

另外，在自动模式允许使用下，控制将连续监视透平仪表信号。如果透平仪表信号在规定的0.5s时间之内下降到10%以下，并且孔板仪表信号大于或等于量程的30%，回路控制将切换到孔板，自动模式切换到手动模式，即APS失效。如果透平信号下降到10%以下，而且孔板信号小于30%，则回路的控制不会由透平仪表向孔板仪表切换，自动模式将被切换到手动模式，同时APS失效。

APS动作过程示意图如图3所示：

2.4 安全联锁控制

吸附单元的主要控制除了以上的控制功能外，还包括有安全联锁控制功能，该系统中安全联锁分两个部分，一个是循环流量的联锁控制，另一个是吸附室压力的联锁控制。

2.4.1 吸附室压力联锁控制

吸附室的压力稳定是十分重要的，如果吸附室迅速失压那么有可能造成吸附剂的损坏，或者造成旋转阀转子板上下压差过大损坏旋转阀，所以在该控制系统中设置了压力安全联锁系统。

可以引起吸附室压力下降的参数有1#吸附室上封头/下封头冲洗液流量、2#吸附室上封头/下封头冲洗液流量和抽出液流量，这些参数都是出吸附室的参数，一旦这些控制回路出现故障就能直接造成吸附室压力的下降，当系统检测到两个吸附室的底封头压力不管哪个压力过低，联锁系统均会迅速关闭以上五个控制参数的调节阀。

在该控制过程中，逻辑联锁回路的控制是在系统带电的情况下处于正常的工作状态，一旦回路失电联锁即产生，可靠性更高。两个压力变送器的模拟信号通过各自的报警设定器转换成开关量触点信号后串联连接到联锁延时继电器；当两个压力同时超过联锁值发出联锁停车信号，联锁停车信号在联锁延时继电器设定的时间结束后还存在，联锁继电器动作，现场联锁电磁阀失电停车。该回路在操作台上设置了联锁旁路开关和指示灯，并可通过操作站进行联锁复位。联锁图如图4所示：

2.4.2 吸附室循环泵流量联锁控制

吸附室压送循环回路设置了一台透平流量计和一台带两个差压变送器的文丘里流量计，泵送环路设置了一台带两个差压变送器的毕托管流量计，当四个差压变送器的模拟信号通过各自报警设定器转换成开关量触点信号后，串联连接到延时继电器；当四个流量同时超过联锁值发出联锁停车信号，联锁停车信号在联锁延时继电器设定的时间结束后还存在，联锁继电器动作，停循环泵。该回路在操作台上设置了联锁旁路开关和指示灯，并可通过操作站进行联锁复位。联锁逻辑图如图5所示：

3 吸附室控制系统

3.1 ACCS控制系统

吸附室控制系统简写为ACCS，本项目ACCS采用的为西门子公司的S7-400F/FH控制系统，是基于S7-400H冗余容错技术的故障安全控制系统，一旦工艺安全联锁条件具备或任何系统内部故障发生时，S7-400F/FH就立即进入一种安全工作状态，即保持在一种安全工作模式上，从而保证操作人员、设备、环境和生产过程处于安全状态。

本项目ACCS控制系统由两面控制柜、一台工程师站、两台操作站组成，为支持冗余配置，所有卡件均为冗余配置，并且数字量输入模块在SOE（顺序事件）功能的时候具有快速扫描卡件的功能，该功能可以使扫描卡件的速率达到1ms，是一种采集速度快，冗余化程度高的功能比较强大，安全性高的系统。整系统配置图如图6所示：

整套控制系统具有如下特点：

1）冗余的故障安全中央控制器

S7-400F/FH控制站的冗余控制器采用西门子公司专利技术-事件同步技术设计，它由2套互为热备的中央控制器组成，并通过一个通讯接口实现相互连接。在系统正常运行中，当一个中央控制器出现故障时，另一个中央控制器自动接管所有的工作，保证了系统继续正常运行。因此S7-400F/FH中央控制器具有良好的冗余性能。

2）ET200M故障安全分布式I/O站

所有I/O站选用了专用的有源背板总行，使得ET200M分布式I/O站的所有模块都能够在系统运行过程中可以进行带电热插拔，因此具有很好的在线维护性。

3）电源冗余

通过冗余的CPU上配置的冗余电源完成系统供电，当其中某一台电源发生故障时，可以不停机更换已坏的电源。

4）网络冗余

PROFIBUS现场总线作为S7-400F/FH的现场通讯网络，采用双介质冗余。

5）冗余的操作站

互作冗余的操作员站可以互相监视对方状态，当其中一个发生故障时，用户操作员站可以自动的切换到另一个操作员站上。当发生故障的操作员站恢复时，所有的数据和信息也会自动的复制回来。

3.2 ACCS系统的工程实际应用效果

以本装置压送送循环回路流量FT-712由IV区至I区ZTC组态过程为例进行组态，参数设定值如表1所示：

ZTC区域切换趋势图如图7所示：

图中ZTC曲线外观平滑，无突变和拐点，切换耗时较短，利于得到高纯度的MX产品和高的MX收率。

4 结束语

本次MX增产改造正式投产至今，整个装置运行十分稳定。新上国产24通道旋转阀运行良好，与之配套S7-400F/FH系统具有功能先进、运行可靠、操作界面友好、便于维护等功能，操作工人进行简单的操作技能培训即可上岗。整个项目的成功实施为国内MX改造提供了实践经验，奠定了良好的基础。

参考文献

[1]远战红，谢敏.旋转阀ZTC的控制与优化[J].广东化工，2011，38（10）：222-3，225.

[2]关书训，朱兢兢. 24通旋转阀[J].阀门，2013（2）：28-30.

[3]毛小涛.吸附分离装置控制系统[J].化工自动化及仪表，1996，23（2）：6-9.

作者简介：朱文彬（1978-），男，河南西平县人，2001年毕业于石油大学（华东），工学学士学位，现在北京燕山玉龙石化工程有限公司电控室从事自控工程设计工作，任中级工程师。