在TPS系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)批量進(jìn)料過程的控制技術(shù)

1、在TPS系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)批量進(jìn)料過程的控制技術(shù)劉建宇 大慶煉化公司機(jī)電儀廠要：本文主要通過一個(gè)簡單的批量進(jìn)料過程控制的模擬，介紹Honeywell公司的TPS集散控制系統(tǒng)的邏輯控制功能及其它模塊的功能，目的在于對(duì)該系統(tǒng)的功能有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和熟悉。關(guān)鍵詞：TPS系統(tǒng)、邏輯控制、批量進(jìn)料Honeywell公司的DCS系統(tǒng)（包括TDC3000和TPS系統(tǒng)）在我公司應(yīng)用廣泛，如腈綸、潤滑油、ARGG等聯(lián)合主控室及重整加氫裝置等。這些系統(tǒng)一般都用于大規(guī)模的連續(xù)過程控制，在邏輯控制及順序控制方面應(yīng)用較少。但這并不說明它在這些方面的功能就弱，只是沒有充分應(yīng)用的機(jī)會(huì)罷了。本文希望通過實(shí)現(xiàn)

2、一個(gè)簡單的批量進(jìn)料過程的模擬運(yùn)行，說明一下該系統(tǒng)在邏輯控制方面的實(shí)現(xiàn)方法。一、 批量進(jìn)料過程及聯(lián)鎖控制要求、流程簡圖如下：LI01FI01FIQ02 SV01FI02 P01 D01 SV02 圖中說明： R011、 啟動(dòng)按鈕為紅色，停止按鈕為綠色。2、 泵運(yùn)行時(shí)，泵體為綠色，停止時(shí)為紅色。3、 SV01，SV02為兩位式開關(guān)閥，閥開時(shí)為綠色，閥關(guān)時(shí)為紅色。鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊閥體，彈出對(duì)話框，要求你確認(rèn)對(duì)閥的操作4、 D01的液位加棒圖顯示5、 FI01，F(xiàn)I02，LI01，F(xiàn)IQ02顯示具體的數(shù)值、聯(lián)鎖控制要求1、 當(dāng)液位LI01指示低于80%時(shí)，且SV01打開時(shí)，允許啟泵。這時(shí)按下啟動(dòng)按鈕后，泵

3、運(yùn)行2、 按下停止按鈕后，泵停止運(yùn)行；再次按啟動(dòng)按鈕，泵繼續(xù)運(yùn)行3、 泵在運(yùn)行中，如果FI01指示小于滿量程的30%時(shí)，停泵。此條件在啟泵前要旁路5秒鐘4、 泵在運(yùn)行中，如果SV01關(guān)閉，則停泵。5、 當(dāng)液位LI01指示大于95%時(shí)，自動(dòng)停泵。重新啟泵無效。6、 當(dāng)液位LI01指示大于15%時(shí)且進(jìn)料量未達(dá)到時(shí)，可以打開SV02進(jìn)行進(jìn)料。進(jìn)料期間可以手動(dòng)關(guān)閉SV02，此時(shí)流量累計(jì)停止。重新打開SV02，流量累計(jì)繼續(xù)。7、 當(dāng)進(jìn)料量達(dá)到時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉SV02，且FIQ02不復(fù)位，SV02不能打開。二、控制要求在TPS系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)TPS系統(tǒng)中有專門用于邏輯控制的邏輯控制器LM，但我們現(xiàn)場(chǎng)普遍用的是高性

4、能過程控制器HPM，它的邏輯及順序功能也非常強(qiáng)。我們就以HPM為例說明如何實(shí)現(xiàn)前面的控制方案。、基礎(chǔ)知識(shí)介紹HPM的點(diǎn)分為硬件點(diǎn)和軟件點(diǎn)。硬件點(diǎn)是指存在于I/O卡件中的點(diǎn)，直接與過程相連；軟件點(diǎn)位于HPMM卡中，主要有Reg.PV、Reg.CTRL、Lgoic、Flag、Numeric、PM點(diǎn)等。其中Lgoic點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)邏輯功能的核心，它可以調(diào)用和修改其它點(diǎn)的狀態(tài)或參數(shù)。下面對(duì)Lgoic點(diǎn)、Flag點(diǎn)等進(jìn)行簡單介紹。1、Flag點(diǎn)Flag點(diǎn)是布爾型的點(diǎn)，具有“ON”和“OFF”兩種狀態(tài)，用參數(shù)“.PVFL”表示。它可以用來記錄某些邏輯過程的結(jié)果，也可以用于控制邏輯執(zhí)行的進(jìn)程?？梢酝ㄟ^點(diǎn)的細(xì)目狀態(tài)

5、直接改變狀態(tài)，或通過邏輯點(diǎn)和CL程序來改變Flag點(diǎn)的狀態(tài)。2、Numeric點(diǎn)Numeric點(diǎn)是實(shí)數(shù)型的點(diǎn)，可以在-32763 +32763之間任意給值。它可以用來記錄某些計(jì)算過程的結(jié)果，也可以作為數(shù)值參加運(yùn)算或邏輯比較等。可以通過點(diǎn)的細(xì)目狀態(tài)直接改變數(shù)值，或通過邏輯點(diǎn)和CL程序來改變。3、Logic點(diǎn)邏輯點(diǎn)主要包括邏輯塊、輸入連接、輸出連接、旗標(biāo)點(diǎn)、數(shù)字點(diǎn)等幾部分。輸入連接 邏輯塊 輸出連接LOGALG1LISRC（1）-L（1） SO（1） LOSRC（1） LODSTN（1）。 LOENBL（1）。 。 。LOGALG1LISRC（12）-L（12） SO（24） LOSRC（12）

6、LODSTN（12） LOENBL（12）數(shù)據(jù)點(diǎn) 旗標(biāo)點(diǎn)NN（1）NN(8) FL（1）FL（12）1個(gè)邏輯點(diǎn)最多可以有12個(gè)輸入、24個(gè)邏輯塊、12個(gè)輸出。實(shí)際數(shù)量由LOGMIX參數(shù)決定，有12-24-4、12-16-8、12-8-12三種組合方式。邏輯塊能完成的功能如下：序號(hào)邏輯功能功能符號(hào)序號(hào)邏輯功能功能符號(hào)1與AND11大于GT2或OR12大于等于GE3與非NAND13小于LT4或非NOR14小于等于LE5非NOT15固定脈沖PULSE6異或XOR16最大寬度脈沖MAXPULSE7四選二QOR217最小寬度脈沖MINPULSE8四選三QOR318上升沿延時(shí)ONDLY9等于EQ19下降沿

7、延時(shí)OFFDLY10不等于NE20R-S觸發(fā)器FLIPFLOP4、Reg.PV中的累積點(diǎn)（Totalzr）累積點(diǎn)主要用于裝置進(jìn)出料的流量累積，為物料平衡及各種核算提供數(shù)據(jù)。人們可以設(shè)定一個(gè)目標(biāo)值A(chǔ)VTV，當(dāng)累積值達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，標(biāo)記位AVTVFL變?yōu)镺N。這個(gè)功能可以用于批量進(jìn)料控制。累積點(diǎn)有運(yùn)行、停止、復(fù)位三種方式，可以通過COMMAND參數(shù)來改變運(yùn)行方式。5、Reg.PV中的計(jì)算點(diǎn)（Calcultr） 計(jì)算點(diǎn)可以最多對(duì)6個(gè)數(shù)值進(jìn)行四則運(yùn)算，也可以進(jìn)行如絕對(duì)值、開方、正玄、余玄等運(yùn)算。、控制邏輯的分析根據(jù)聯(lián)鎖控制的要求，可以如下的控制邏輯圖： SAND LI01 80 啟停進(jìn)料泵 R 延時(shí)3.

8、0 啟泵信號(hào)OROR 停泵信號(hào) SV01關(guān)閉 LI01 95 延時(shí)5.0AND啟泵信號(hào) FI01 30AND LI01AND 15 開關(guān)SV02 進(jìn)料量已到 開關(guān)SV02、控制方案的實(shí)現(xiàn)1、定義3個(gè)Flag點(diǎn)，1個(gè)位號(hào)為P01，代表進(jìn)料泵，1個(gè)位號(hào)為STRT，代表啟停泵信號(hào)，1個(gè)位號(hào)為SV02，表示SV02閥的開關(guān)狀態(tài)信號(hào)2、定義2個(gè)Numeric點(diǎn)，位號(hào)分別為FI01，F(xiàn)I02，代表進(jìn)出原料罐的流量3、定義1個(gè)Calcultr點(diǎn)，位號(hào)為LT01，公式為FI01.PV-FI02.PV，即進(jìn)出原料罐的流量的差值，也就是原料罐內(nèi)原料的瞬時(shí)變化量。4、定義2個(gè)Totalzr點(diǎn)，位號(hào)分別為LI01，F(xiàn)

9、IQ02。將LT01的數(shù)值付給LI01，作為液位的變化；將FI02的數(shù)值付給FIQ02，用于進(jìn)行批量進(jìn)料的控制5、 定義1個(gè)Logic點(diǎn)，位號(hào)為STRTP，用于實(shí)現(xiàn)邏輯功能，用該邏輯點(diǎn)的第9個(gè)Flag點(diǎn)FL9表示SV01的開關(guān)信號(hào)，F(xiàn)L9為“ON”時(shí)表示SV01打開，用該邏輯點(diǎn)的第10個(gè)Flag點(diǎn)FL10表示SV02的開關(guān)閥信號(hào)，F(xiàn)L10為“ON”時(shí)表示打開SV02。6、 設(shè)Logic點(diǎn)STRTP的NN1=80、NN2=95、NN3=0、NN4=40、NN5=20、NN6=10、NN7=30、NN8=07、 給Logic點(diǎn)STRTP定義4個(gè)輸入：L1：LI01.PV；L2：FI01.PV；L3

10、：STRT.PVFL、 L4：FIQ02.VTVFL8、 Logic點(diǎn)STRTP的輸出定義如下：序號(hào)輸出源使能信號(hào)輸出目的地功能1SO12FL2P01。PVFL啟停進(jìn)料泵2NN3SO13FI01.PV停泵時(shí)，給FI01置0，表示無流量3NN4SO12FI01.PV啟泵時(shí)，給FI01數(shù)值，表示有流量4FL1SO14STRT.PVFL聯(lián)鎖停泵后，將啟泵信號(hào)復(fù)位5SO15FL2SV02.PVFL開關(guān)SV026NN7SO15FI02.PVSV02打開時(shí)，給FI02數(shù)值，表示有流量7NN8SO16FI02.PVSV02關(guān)閉時(shí)，給FI02置0，表示無流量 9、對(duì)邏輯塊的組態(tài)見下圖： 10、繪制流程圖，給圖形加腳本。實(shí)際運(yùn)行的流程圖見下面兩個(gè)畫面 進(jìn)行SV02操作時(shí)給出的對(duì)話框 進(jìn)料量到達(dá)后，給出對(duì)FIQ02進(jìn)行復(fù)位操作的按鈕，點(diǎn)擊后，該按鈕隱藏。三、結(jié)論通過實(shí)際運(yùn)行，我們所做的方案完全滿足原先提出的邏輯控制要求，實(shí)現(xiàn)了對(duì)流量、液位的模擬，達(dá)到了預(yù)期目的。希望本文能起到拋磚引玉的作用，吸引更多的人參加到對(duì)該DCS系統(tǒng)的功能開發(fā)中，使其應(yīng)用范圍更廣泛。作者：劉建宇（LiuJianyu）作者單位：大慶煉化公司（DaQing Refining & Chemical Com