EO装置中氧气流量跟踪控制
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摘 要：本文介绍了eo装置中氧气流量的跟踪逻辑控制方案，介绍了该逻辑已在实际中调试并应用。现在EO装置中多采用氧气流量低跟踪，从而实现EO装置的安全稳定生产。
关键词：EO装置 氧气 跟踪
一、引言
EO是环氧乙烷的简称，EO装置是一套自动化程度要求较高的装置。它要求在化工设备上，配置大量的自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行，保证装置在特殊环境下，安全、稳定、长周期的运行。本文讲述的测量点测量控制的介质为氧气，在化工生产中它是一种危险的化学物质，本身非燃烧气体，具有很强的助燃性，与乙烯、氢、甲烷等易燃气体混合达到一定比例时能形成爆炸或燃烧的混合物，遇点火源易引起爆炸。因此氧气流量控制是环氧乙烷装置控制的重点，它必须采用一种优秀的控制方案来进行控制。
二、工艺要求
在这套环氧乙烷装置中，氧气流量跟踪控制的仪表为FDSHH-1563，它是高-高氧气流量偏差报警。它的流量跟踪逻辑的控制是这样要求的：在高氧气偏差流量报警中，报警点以过程流量的1.14倍的固定比率高于过程流量。伴随着过程流量的变化，跟踪流量将随氧气流量的减少，而自动减少，然而报警点不随氧气流量的增加而增加，除非它的复位按钮被按下。因此，当氧气流量经仔细考虑要增加时，复位按钮必须按下，当增加氧气流量时，没有按下复位按钮则引起OMS停车。
在以上两种情况下，复位按钮都必须按下直到过程流量建立新的设定值，若不一直保持按下直到过程流量的稳定，则报警点可能设置到某些暂时值而不是希望值，提前释放复位按钮可能应其报警设定点或高或低地他接近过程流量。
三、实现方案
本套方案通过硬件和软件两大部分来实现，首先由现场的传感器单元，检测管道中的氧气流量，把检测到的模拟量信号转化成4-20MA标准电流信号，通过通信网络传送到逻辑运算单元，也就是我们常说的PLC，进行逻辑运算。我们首先设定一个报警点，报警点以过程流量的1.14倍的固定比率高于过程流量或者以过程流量加上530.21Kg/h为报警点（530.21Kg/h为工艺计算的经验值）。伴随着过程流量的变化，跟踪流量将随氧气流量的减少，而自动减少，然而报警点不随氧气流量的增加而增加。当按下复位按钮时，跟踪流量随着过程流量的变化而变化。因此，当氧气流量经工艺需要增加时，复位按钮按下；当增加氧气流量时，没有按下复位按钮则引起OMS停车。这个逻辑信号，传送到操作站显示，方便工艺人员的监视和控制。
1.硬件实现
实现氧气流量跟踪逻辑的控制的采用的主要硬件为：逻辑运算器PLC（西门子PCS7），操作站，辅操按钮、孔板流量计、温度计，压力变送器和其他辅助设备。现场的孔板流量计FT-1563测量氧气流量，测得的信号，通过温度计TE-1558、压力变送器PT-1559所测得的温度、压力信号进行温压补偿，最终将补偿后的信号送到逻辑运算器西门子PCS7中进行逻辑运算，将运算后的结果显示在操作站，结合辅操按钮HS-1563，供操作员操作。
2.逻辑实现
FT-1563变送器测得并经过补偿的过程值由冗余模拟量模块输入后，根据量程10000Kg/h转变成对应的实数。在PCS7中，该实数分别乘以比率1.14和加上530.2输出两个中间数，这两个数通过F_MAX3_R高选块高选后送入功能块FB31的MV端。FB31实现设定值（报警点）赋值功能：当#EN1和#EN2同时为1或#RST为1时，设定值跟随#MV端变化，并由#SV端输出，其他时刻设定值不随流量变化而变化。#RST为HS-1563复位按钮。
FB30是判断FT-1563流量增加或减少趋势的功能块：增加#OUT端输出为0，即FB31的#EN1为0；减少#OUT端输出为1，即FB31的#EN1为1。
报警点的设定值输出到三处：一是分别除以1.14和减去530.2，两个数通过F_MIN3_R低选块低选后送入功能块FB32的#MV_M端；二是转换成模拟量输出；三是送入FB32的#SV_M端。
FB32是判断FT-1563流量减少是否需要跟踪和FDSHH-1563报警输出。#PV_M为FT-1563转换后的实数值，当#SV_M>#PV_M>=#MV_M，不需要跟踪，#OUT2为0，即FB31的#EN2为0；#PV_M=#SV_M，FDSHH-1563报警输出，OMS停车。
复位按钮HS-1563的存在，避免了因氧气流量波动或者仪表故障而导致的停车事故发生，从而延长了环氧乙烷装置的生产周期，大大的降低了公司的生产成本。
四、使用情况
通过跟踪控制，有效的监控了氧气流量，避免了因氧气流量大幅波动而导致的危险事故发生。当开车和提负荷时，需要大幅增加氧气流量，这时需要操作人员使用辅操按钮。
a、开车时，按住HS-1563氧气流量跟踪差报警，分步数增加流量输入氧气，直到4%入口氧浓度，并维持此浓度，在此同时需手动开启并调节阀输入乙醇，以维持18%入口乙烯浓度。
b、提高负荷时，两次提高浓度间需要1小时的稳定时间。同时按HS-1563旁路按钮，手动调节阀门缓慢提高氧气投料量，维持入口氧浓度平稳。
五、结束语
本套控制方案在我公司使用近几年以来，实现了控制目的。按照以上所述的逻辑进行组态，实现了联锁关系，满足了工艺生产要求，保证了正常的安全的生产运行。环氧乙烷是个高危行业，需要配有相关的安全联锁设施，尤其是随着环氧乙烷装置的扩大化，环氧乙烷各部位设备控制需要更优化的控制理论，因此进一步提高自动化的控制水平是环氧乙烷设计人员工作的重中之重。