HoneywellPKS系统在140万吨/年重整装置中的应用(2)

4.系统控制功能解决方案

本装置工艺复杂，控制要求较高，具有多种复杂的控制和联锁回路。这些复杂控制和联锁回路都是在DCS内部实现的。现在以余热锅炉的控制方案对组态进行介绍。

4.1余热锅炉汽包水位控制要求

汽包是锅炉的重要组成部分，其水位高低会影响整个系统的安全性。如果水位太低，则由于汽包内的水量较少，而气化速度很快，若控制不及时则会导致瞬间汽包内水全部气化，导致锅炉烧坏和爆炸。水位过高，则导致蒸汽带液。大量的水进入蒸汽管道，会导致管道爆管[1]。因此，汽包水位直接影响着锅炉运行的安全性与经济性。因此对它的控制要求较高，我们采用三冲量控制。

4.2 控制方案

锅炉汽包水位采用三冲量控制，三冲量控制系统实际上就是前馈-串级控制系统，它的主回路是一个定值调节系统，副回路是一个随动调节系统，主调节器按照对象操作条件及负荷变化情况而随时修正副回路的给定值，从而使副参数能随时跟踪操作状况或负荷的变化，最终保持主参数维持稳定[1]。其中，主变量是汽包水位，副变量是给水流量，蒸汽流量作为前馈变量。其控制系统方框图如图4.1所示。

图4.1 锅炉汽包水位三冲量控制系统方框图

4.3 锅炉汽包三冲量控制在PKS中的实现

在Honeywell PKS系统中，三冲量控制的实现是通过系统中固有的一些功能块构成的，其控制系统组态分为三个CM块。下面我将重点介绍一下。

1）主回路汽包液位的组态。其方法如图4.2所示：

图4.2汽包液位组态方框图

在此方框图中，我将各个功能块简单介绍一下：首先整个方框图为一个CM（Control Module）块，命名为LISC-8907。

AI-CHANNEL 功能块为C系列IO卡件中的模拟量输入卡AI卡。AI卡负责采集现场的各种模拟量信号[3]。此AI卡负责采集锅炉汽包的液位。DATAACQ功能块为数据采集块（DATA ACQUISITION），它的作用是对AI卡采集的数据进行处理。PIDFFA功能块是前馈-串级控制的功能块，它在REGCTL(常规控制)功能库中，它的作用就是实现前馈-串级控制。前馈干扰变量为锅炉出口蒸汽流量，用FI-8905表示。FI-8905.DACA.PVP是指蒸汽流量FI-8905的百分比形式。它是PKS系统组态中的参数引用方式。

2）下面我们接着看副回路给水流量控制的组态原理图。此CM块名为FIC-8907。

图4.3 副回路给水流量控制组态方框图

副回路流量控制中，以中压除氧水为给水，给水流量作为测量值作用于PID功能块中。PID功能块为常规意义下的PID控制。它有两个输入引脚:一个为测量值PV，另一个为给定值SP。一个输出引脚：OP。OP为控制器的输出，它作用于现场的调节阀，用于实现对现场给水流量的控制。AOCHANNEL 功能块为C系列IO卡件中的模拟量输出卡，它接受控制器的信号对现场的执行机构进行调节。