西门子PCS7在苯乙烯装置控制系统中的应用

摘要

作为合成聚苯乙烯、合成橡胶、工程塑料等工业材料的基础性原料，苯乙烯在石化领域中一直占据重要地位。2014年，国内苯乙烯产量约为560万吨，需求量却达到800万吨，供应不足导致的产能缺口较大，为苯乙烯装置的建设发展带来契机。 本文以国内某大型石化公司年产12万吨苯乙烯新建项目为背景，着眼于装置的过程控制系统(DCS)，针对老一代DCS的局限和不足，研究运用目前DCS的最新技术，使之应用到苯乙烯控制系统中，达到提高控制系统性能，降低建设成本和生产成本的目的。 现有DCS系统在使用上存在诸多不足:功能单一，大多采用“控制器+人机界面”的简单形式;采用硬接线的方式采集发送信号;通讯能力薄弱;系统整体稳定性较差。项目采用西门子SIMATIC PCS7作为DCS控制系统，充分发挥DCS“集中显示、分散控制”的优势特点，研究采用控制器冗余技术和通用现场总线技术在工艺现场的应用，使用智能化仪器仪表，降低控制系统建设和维护的复杂性，提高系统运行可靠性。同时研究采用计算机、数据库和局域网通讯技术在过程数据共享、操作站结构等方面的运用，从而实现苯乙烯装置与其他装置的紧密联系，操作站的个性化配置以及工艺数据的记录追溯。此外，上述最新技术的运用也为扩展DCS的外延打下基础，研究在原有现场级、监控级的基础上扩展数据库管理网络层级，在企业资产管理领域打开想象空间。 本项目经现场调试完成，已经交付现场使用，经过工艺实际运行检验测试，新型DCS在运行稳定性、平均无故障时间、可维护性等方面存在显著优势，充分发挥了DCS的控制优势。它保证了装置平稳高效地运行，同时提升产品质量，减少原料和能源损耗，进而提升了装置的市场竞争力，满足了用户的设计要求。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 DCS研究现状

1．2．1 DCS的发展历程

1．2．2 DCS的结构

1．2．3 DCS在石化行业的应用

1．3 本文研究的主要内容

1．4 本章小结

第二章 控制系统需求分析和设计

2．1 苯乙烯工艺介绍

2．2 DCS系统需求分析

2．2．1 现场控制级

2．2．2 监控管理级

2．3 DCS方案设计

2．3．1 系统结构设计

2．3．2 现场控制级设计

2．3．3 监视管理级设计

2．4 本章小结

第三章 硬件选型

3．1 网络拓扑结构

3．2 现场控制层设计

3．2．1 自动化站结构

3．2．2 分布式I/O结构

3．2．3 驱动集成

3．2．4 第三方控制器通讯

3．3 人机界面

3．3．1 人机界面功能

3．3．2 人机界面结构

3．3．3 PC选型

3．4 工程软件

3．5 本章小结

第四章 软件设计

4．1 项目组态

4．1．1 项目结构组态

4．1．2 硬件组态

4．1．3 网络组态

4．2 逻辑编写

4．2．1 苯乙烯工艺

4．2．2 逻辑层级设置

4．2．3 逻辑编写

4．3 人机界面设计

4．3．1 画面层级设置

4．3．2 画面设计

4．3．3 归档设置

4．3．4 客户机组态

4．3．5 CAS服务器组态

4．4 本章小结

第五章 运行结果

5．1 苯乙烯装置运行

5．2 DCS运行状态参数

5．3 本章小结

第六章 总结和展望

参考文献

致谢