MICREX-MS在燕山石化SEBS中试中的应用

前言 台塑公司于1985 年成立电子组，与日本富士电机技术合作，从事中大型分散式控制系统（DCS）软硬件设计与制造，目前台塑DCS（富士DCS）广泛应用于钢铁、化工、纸业、学校、医院、汽电共生、发电厂等过程。富士电机于1975年10月发布DCS系统，是世界上最早研发出DCS系统的厂家之一。AX-2000集散控制系统是富士的第五代产品系统，是开放的新一代综合控制系统，智能可靠的Process I／O单元同时也被横河的CS3000系统所采用。AX-2000系统具有良好的控制性能、实时灵活的通讯能力、直观清晰的人机接口，系统扩展方便，获得用户较高评价。 北京燕山石化公司研究院SEBS中试加氢工段检测控制由于加氢中试需要长期稳定运行，收集大量的数据，为基础设计和施工设计提供数据，并寻求工业化装置的良好控制手段。在选型过程中，由于富士DCS系统的可靠性、开放性、标准化及共享实时数据等特点相对比较突出，故选用了富士的小型集散控制系统MICREX-MS。该系统是面向中小型规模成套设备的分散控制系统而开发的，是小型具有扩充性的系统，具有极强的工程开发能力。 1、SEBS介绍 丁苯热塑性弹性体(简称SBS)是一种兼有塑料和橡胶特性的新型合成弹性体，它被广泛应用于制鞋、粘合剂、塑料及沥青改性等领域。SBS是由苯乙烯和丁二烯嵌段聚合而成，而聚丁二烯橡胶中不饱和双键的化学性质比较活泼，使SBS抗老化性能不佳，通常采用选择性加氢的方法改进，经过加氢使其双键饱和．即SBS中的丁二烯单元的C＝C双键加氢饱和，得到氢化SBS，即SEBS。这样不仅提高了SBS的抗老化性能和使用温度，而且扩大了应用范围。 2、SEBS中试流程概述 SBS中试合成后的基础胶由泵B10l经流量计FQS8105计量后，送入预混釜F－102中与经过FQS81 04定量计量催化剂混合(预混釜F-102A／B在连续操作时交替使用，其控制详见控制功能篇),混合均匀后，由进料泵P 8151经预热器E 8151打入第一加氢反应器T 8151的顶部和第二反应器。取样合格，达到要求的加氢度后。由胶液泵输送至催化剂脱除工段进行催化剂的脱除工作(见图1) 图1 SEBS中试流程全貌 3、控制系统概述 SEBS中试所应用的MICREX MS集散系统(下面简称集散系统)包括一个操作控制站（OCS250）， 一个过程控制站(PCS250)及过程输入/输出口(PIO)（见图2）。 其中，模拟输入点（AI）：40点；模拟输出点(AO)：2O点；开关量输入点(DI)：48点；开关量输出点(DO)64点；温度输入点(PI)：16点。 图2 MICREX-MS硬件配置图 4、在SEBS中试中集散系统各项功能的应用及拓展 SEBS中试是将聚合后的SBS基础胶在液相催化剂的作用下加氢制取的。转化率要求很高(SBS氢化度>98％ )，为此工艺上采用两个反应器串联、并联及单塔循环、双塔循环等多种操作方式．而对集散系统要求操作简便易行，控制方式方便．可以自动、手动自由切换，参数在设备画面上即刻修改。不必切换到回路画面上进行修改。下面就各方面的应用进行阐述。 4.1 监控操作功能 操作人员通过操作画面，对工艺流程整体进行监控。 在手动状态下，操作人员可直接通过CRT中的触摸屏对自控阀进行开、关及开关量的调节等操作。SEBS中试现场的调节阀上装有位置开关，当阀门动作时，阀门位置开关闭合或开启．对集散系统返回一个节点信号，系统对这一信号进行处理。将这一信号在操作画面上通过阀门颜色的改变来表现出来（红色代表阀门状态为开、蓝色代表阀门状态为关）。这样可通过工艺画面阀门的颜色来判断现场阀门的真实状况，减少发生事故的可能。 SEBS中试做了四道安全设计，以保证中试开车的正常运行。 第一道是由控制回路对调节阀进行正常调节，保证工艺参数的正常； 第二道也是由报警环节对调节阀进行调节，当工艺参数超标时，操作台发出光电报警，提醒操作人员，现场调节阀进行安全释放； 第三道是由自力式调节阀（PRV）进行安全释放； 第四道是由安全阀进行保护设备性质的释放。 4.2 控制功能 由于本系统是为中试服务，因此在适应性、灵活性及简便方面要求较高。对应于中试工艺上的方案多样性，在自控方面利用集散系统的控制机能而进行了针对本装置的闭环控制设计、程序控制没计。 本装置的程序设计有2个，第一个为预混釜F102连续交替使用，见图3。 图3 预混釜交替使用流程图 预混釜Fl02在集散系统中的工作过程如下． (1)准备。 (2)预混釜Fl02A加料：预混釜F102A进料阀FV8l06打开(进料阀FV8l06与进料阀FV8107是互为联锁的。当FV5106开启时，FV8107是关闭的；当FV8l06关闭时，FV8107才可以开启，反之亦然)。预混釜F102A出料阀KV8l03关闭，FQS8105复位，胶液泵B101启动，当控制模块F8l05的累积值大于设定值时，B101停止和预混釜F102A进料阀FV8106关闭。 (3)开始搅拌：打开预混釜F102A的搅拌。 (4)加入催化剂，氮气管线的PV8112打开(用氮气送催化剂)、FQS8l01复位打开KV510l打开FV8l08，当控制模块F8l04的累积值大于设定值时，预混釜Fl02A催化剂进料阀FV8l08关闭。 (5)关闭搅拌：延时5min，关闭预混釜F102A的搅拌。 (6)开始出料：当预混釜F102B的液位报警器LIS8l04低位报警时，打开预混釜F102A的出料阀KV8l03开始出料。 (7)预混釜Fl02A的液位LIS8l03低位报警后，程序返回(2)。 (8)预混釜F102B的操作过程与预混釜F102A的操作过程一样。 5、结束语 MICREX MS自投运以来运行基本稳定，检测准确。基本上达到了控制的要求，减少了不必要的劳动，受到控制室操作人员的好评。 参考文献 (1) MICREX MS用户手册 日本富士电机株式会社 (2) MS集散控制系统在SEBS中试中的应用 上海大学学报(自然科学版)