前言

　　催化裂化過程是石油二次加工過程中最重要的一環，實現整個過程的自動監控和管理可以極大地提高企業自動化水平、降低生產成本
、增加經濟效益。本催化裂化係統利用北京三維力控科技有限公司的力控組態軟件進行二次開發，係統組成結構原理圖如下：

圖1 係統結構圖

　　1.監控要求及對象流程簡介

　　係統的監控對象為反應再生、分fen餾liu和he吸xi收shou穩wen定ding三san大da部bu分fen。反fan應ying再zai生sheng係xi統tong主zhu要yao任ren務wu是shi把ba直zhi餾liu蠟la油you和he其qi他ta加jia工gong方fang法fa所suo得de的de重zhong質zhi油you料liao在zai一yi定ding的de溫wen度du下xia靠kao催cui化hua劑ji的de作zuo用yong
，使shi原yuan料liao油you經jing過guo一yi係xi列lie化hua學xue反fan應ying裂lie解jie成cheng輕qing質zhi產chan品pin。分fen餾liu係xi統tong則ze利li用yong各ge組zu份fen揮hui發fa度du的de不bu同tong把ba從cong沉chen降jiang器qi出chu來lai的de混hun合he油you氣qi分fen離li為wei粗cu汽qi油you、柴油和富氣等其他產品。吸收穩定係統將粗汽油和壓縮富氣進一步分離為幹氣
、液化氣和穩定汽油。

　　監控滿足以下要求：

　　1）信號采集和數據預處理

　　采集標準信號

；對來自工業現場的非標準信號數據通過組態軟件進行轉換
、預處理和運算。

　　2）動態顯示

　　將工藝流程通過組態軟件真實地反映在動態立體流程圖上，顯示各測量點的參數變化趨勢，並使畫麵具有實時、動態效果。

　　3）監控操作

　　完成各工位的參數設定，並對溫度、液位、流量和壓力進行自動監測，實現部分閥門的自動開啟、關閉和流量操作控製。

　　4）操作畫麵

　　在操作畫麵上可查詢各工位點的溫度


、液位、流量等實時和曆史數據
，並可按要求設定和打印出實時報表和曆史報表。

　　5）係統擴展與第三方軟件的結合

　　實現與專家係統開發工具CLIPS及MATLAB的集成，以實現一些常規控製不易完成的先進控製。

　　2. 係統硬件配置

　　由一台以上的工控機組成的以太局域網，並配21英寸監視器以及報表和事件打印機等其他設備。為提高係統冗餘性
，配置兩台與下位機通訊的I/O服務器

，一台為主服務器，另一台為熱備服務器。

　　網絡服務器的操作係統為Windows NT Server 2000，在此完成管理級功能，如局域網的管理任務、形成管理部門所需數據的記錄報表、統計報表等。係統通過此服務器與企業Intranet及Internet相連

，以實現與其他係統的信息交互。

　　3.係統軟件組態

　　此部分完成監控係統與操作人員間的交互界麵

，是實現對整個係統的監視、控製、調度和管理的核心與關鍵。

　　人機界麵分為兩部分：用於日常監視、係統參數設置的主界麵和用於非日常監視信息、各種報表、趨勢　　圖及幫助信息或完成各工藝流程操作的子界麵。同時對工藝參數、設備運行參數通過一覽表的形式來彙總。係統組態的過程實質是把組態顯示界麵上的按鈕、baojingyijishengchanqushituxingdengyuxianchangzhixingshebeihuoyibiaojianliduiyinglianjie，shicaozuoyuanzaicaozuozhantongguoxitongzutaihuamianshangxiangyingdikongzhiduixiangshixianduixianchangdezhixingshebeiheyibiaosuojinxingcaozuohejianshideguocheng。

　　3.1 反再係統組態

　　shouxianwanchengxitonggongyiliucheng，chuledongtaixianshiyixieguanjiangongweidegongzuozhuangtaiwai
，rufamendekaidudeng
，haixianshiqitazhongyaogongyicanshu，ruyuanliaoyoujinliaoliangdeng。qizhuhuamianruxia：

圖2 反再係統主畫麵

　　反再係統涉及三大平衡：物料平衡、熱re量liang平ping衡heng和he壓ya力li平ping衡heng。這zhe三san大da平ping衡heng是shi整zheng個ge裝zhuang置zhi進jin行xing正zheng常chang生sheng產chan的de基ji礎chu。因yin此ci要yao對dui其qi中zhong的de各ge關guan鍵jian工gong位wei給gei出chu各ge自zi的de控kong製zhi與yu監jian視shi界jie麵mian，以yi對dui其qi溫wen度du、流量
、壓力分別進行監控。其中反應溫度是控製反應深度、產(chan)品(pin)分(fen)布(bu)及(ji)產(chan)品(pin)性(xing)質(zhi)的(de)重(zhong)要(yao)參(can)數(shu)。而(er)溫(wen)度(du)的(de)保(bao)證(zheng)和(he)維(wei)持(chi)主(zhu)要(yao)是(shi)通(tong)過(guo)調(tiao)節(jie)催(cui)化(hua)劑(ji)流(liu)量(liang)
，即(ji)調(tiao)節(jie)再(zai)生(sheng)單(dan)動(dong)滑(hua)閥(fa)開(kai)度(du)來(lai)實(shi)現(xian)。對(dui)單(dan)動(dong)滑(hua)閥(fa)的(de)開(kai)度(du)可(ke)通(tong)過(guo)手(shou)動(dong)或(huo)自(zi)動(dong)調(tiao)節(jie)實(shi)現(xian)。反(fan)應(ying)壓(ya)力(li)則(ze)通(tong)過(guo)控(kong)製(zhi)氣(qi)壓(ya)機(ji)輸(shu)出(chu)氣(qi)壓(ya)來(lai)實(shi)現(xian)控(kong)製(zhi)的(de)。

　　3.2 分餾係統組態

　　fenliuxitongdeshouyaoyuanzeshikongzhihaogeduanhuiliuhewendu
，wenzhugechuyemian，helitiaozhengrepingheng

，shixianpingwencaozuo。yincizaizutaishiyaozhongdianjiankonggeduanhuiliuwendu、流量。其組態主畫麵如下圖示：

                                                         圖3 分餾主畫麵

對分餾塔底液位、塔底循環油漿流量和容201（油氣分離器）yeweishixingchuanjikongzhi，fenliutadingwenducaiyongmohukongzhi，yibaozhengcuqiyougandiandezhiliang。dangyunxingguochengchuxianguzhangshi
，xitongzidongbaojingbingjiangchuxianguzhangdeshijian
、類型、報警級別等參數記錄下來，如圖4所示：

圖4 報警記錄

　　3.3 吸收穩定係統組態

　　該部分完成吸收穩定總覽圖、報警圖和數據表。數據表由溫度
、壓力、流量
、液位和氣壓狀態等組成。與其他係統一樣，每天的運行情況都能自動彙總，形成報表如下圖所示：

圖5 報表

　　3.4 控製策略

　　3.4.1 常規控製

　　對係統中的常規控製采用組態軟件力控控製策略生成器中的控製算法功能塊來實現，如PID功能塊，如下圖示：

圖6 PID控製器

　　控製器根據設定值（SV）和過程測量值（PV）的偏差完成PID（比例積分微分）算法，其中OP為PID輸出，控製回路可以采用三種控製方法：手動(MAN)、自動（AUT）和串級（CAS）。

　　當回路處於MAN狀態時
，SV具有自動跟蹤PV功能，以便從MAN切換到AUT狀態時，確保切換是無擾動的。在串級控製回路中，當下一級回路處於AUT狀態時，上一級控製回路具有下一級控製回路SV自動跟蹤功能，以便當下一級控製回路從AUT切換到CAS時，轉換過程也是無擾動的。其中PID參數的設置和整定在屬性框中實現。

　　3.4.2 模糊控製

　　caiyongmohukongzhiyiqiujiejuechangguikongzhifangfakongzhixiaoguobulixiangdechanghe。jiangxianjinkongzhiheyouhuakongzhitongguokongjianbianchengjiekouyushishishujukuxianglian
，shixianzutairuanjiandedisanfangruanjianronghe。

　　模糊化模塊將一個精確的輸入變量通過定義在其論域上的隸屬度函 數計算出其屬於各模糊集合的隸屬度
，並將其轉化成為一個模糊變量。

圖7 控製器屬性

　　以偏差為例其論域上定義了{負大，負中
，負小

，零
，正小，正中，正大}七個模糊子集f(Zi)。lishuduhanshucaiyongsanjiaoxinghanshu。zhishikubaohanlejutiyingyonglingyuzhongdezhishihesuoyaoqiudekongzhimubiao，youshujukuhemohukongzhiguizekuzucheng。mohuguizetuiliyouyixiliede“IF …THEN…”型的模糊條件語句構成。.精確化采用最大隸屬度法：利用加權平均法

　　3.4.3 關鍵設備故障診斷專家係統

　　催化裂化設備是煉油廠的核心效益設備，工藝裝置複雜，操作條件繁多。據統計由各種故障引起的非計劃停工
，占效益流失的70%以上。因此 ，研究如何預防和減少設備與工藝操作故障引發的非計劃停工有重要的現實意義。運用本組態力控軟件的DBCOM接口，將由CLIPS軟件所開發的故障診斷專家係統也作為第三方軟件嵌入到組態軟件中。

　　專家係統根據現場監測數據，利用知識庫中的規則、程序和模型對監測數據進行分析和推理，尋找和判斷這些故障趨勢
，並能較快的診斷出問題，進行信息提示、險情預報或報警
，並提前采取正確措施以防止故障的發生
，從而減小經濟損失。

　　我wo們men應ying用yong嵌qian入ru了le第di三san方fang軟ruan件jian方fang法fa對dui組zu態tai軟ruan件jian係xi統tong進jin行xing二er次ci開kai發fa的de自zi動dong監jian控kong係xi統tong已yi在zai實shi際ji生sheng產chan中zhong進jin行xing了le測ce試shi，目mu前qian在zai催cui化hua裂lie化hua生sheng產chan中zhong監jian控kong係xi統tong主zhu要yao通tong過guo監jian視shi氣qi壓ya機ji
、主分機、取熱器等關鍵設備及各係統的運行工況來實現對催化裂化的故障診斷
，並取得了良好的實驗效果。

　　3.5 班組核算及網絡通訊

　　計(ji)算(suan)機(ji)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)應(ying)用(yong)的(de)普(pu)及(ji)使(shi)得(de)管(guan)控(kong)一(yi)體(ti)化(hua)的(de)實(shi)現(xian)成(cheng)為(wei)可(ke)能(neng)，利(li)用(yong)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)係(xi)統(tong)得(de)到(dao)的(de)生(sheng)產(chan)數(shu)據(ju)直(zhi)接(jie)參(can)與(yu)核(he)算(suan)
，消(xiao)除(chu)了(le)繁(fan)瑣(suo)的(de)人(ren)工(gong)計(ji)算(suan)過(guo)程(cheng)和(he)工(gong)作(zuo)強(qiang)度(du)
，提(ti)高(gao)了(le)管(guan)理(li)水(shui)平(ping)，實(shi)現(xian)了(le)遠(yuan)程(cheng)監(jian)控(kong)與(yu)管(guan)理(li)功(gong)能(neng)。目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)普(pu)遍(bian)采(cai)用(yong)的(de)經(jing)濟(ji)管(guan)理(li)方(fang)式(shi)是(shi)班(ban)組(zu)核(he)算(suan)製(zhi)。它(ta)把(ba)實(shi)際(ji)生(sheng)產(chan)中(zhong)的(de)有(you)關(guan)參(can)數(shu)取(qu)出(chu)來(lai)

，然(ran)後(hou)按(an)企(qi)業(ye)確(que)定(ding)的(de)核(he)算(suan)公(gong)式(shi)進(jin)行(xing)計(ji)算(suan)

，從(cong)而(er)得(de)到(dao)班(ban)組(zu)一(yi)定(ding)時(shi)間(jian)內(nei)的(de)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)及(ji)各(ge)崗(gang)位(wei)的(de)費(fei)用(yong)支(zhi)出(chu)，用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)需(xu)要(yao)定(ding)時(shi)打(da)印(yin)班(ban)組(zu)核(he)算(suan)表(biao)，並(bing)利(li)用(yong)數(shu)據(ju)庫(ku)把(ba)相(xiang)關(guan)參(can)數(shu)保(bao)存(cun)起(qi)來(lai)，也(ye)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)WEB服務器上傳。

　　應ying用yong網wang絡luo技ji術shu和he信xin息xi管guan理li技ji術shu一yi方fang麵mian可ke提ti高gao生sheng產chan過guo程cheng的de生sheng產chan效xiao率lv和he管guan理li水shui平ping，實shi現xian優you化hua物wu料liao平ping衡heng
，減jian少shao庫ku存cun和he中zhong間jian儲chu存cun
，另ling一yi方fang麵mian可ke實shi現xian全quan廠chang實shi時shi、準確、全麵係統化的信息係統
，為高層領導決策提供支持。

　　4. 結束語

　　我們所開發的嵌入第三方軟件技術的組態軟件自動控製係統，通過調試和測試運行表明：zhengtixitongcaozuojianbian，renjijiemianyouhao，yunxingwending，zhinengxingqiang，jiankongchengxugongnengwanshan，zonghexingqiang，yujinggongnengtuchu，jiankongxiaoguolianghao
，yuanchengjiankongnengliqiang，shiyitaolixiangde

、確保裝置的安全
、生產的穩定和係統的長周期運行的自動監控係統。