MTL MOST系统在脂肪醇项目中的应用

无锡市东泰精细化工有限责任公司（Wuxi DongTai Fine Chemicals Co.,Ltd.）是2003年组建的新公司，隶属于无锡化工集团公司（Wuxi Chemical Industry Group Co., Ltd.），位于无锡的北端。东泰公司主要生产两大类化工产品：纺织助剂产品和天然脂肪醇。其中的脂肪醇生产装置规模为20000吨/年，是目前国内规模最大，技术水平最高的脂肪醇装置。东泰公司装置的自动化控制采用了MTL的MOST控制系统。
　　无锡地处美丽的太湖之滨，位于中国的华东地区。主要从事旅游、教育，电子、纺织，精细化工、机械制造、民用工业品等产业。
　　脂肪醇由油脂为原料加工而成。在生产过程中使用甲醇和氢气与其进行反应，反应的工序比较多。反应压力超过200大气压，反应温度超过240℃。东泰公司是无锡市的重点防火单位，其脂肪醇装置是一级易燃、易爆防火监测装置。
　　脂肪醇是生产表面活性剂的主要基础原料之一。将脂肪醇进一步与环氧乙烷反应可得到聚氧乙烯醚产品，再与三氧化硫和碱反应可得到醇醚硫酸盐，这是最基本的活性剂成份。较多地用于纺织印染助剂（如清洗剂）和民用个人清洁用品，如沐浴露、洗发香波、厨房清洁剂、卫生间重垢清洗剂、液体洗衣液、织物柔软剂、牙膏发泡剂以及美容化妆品，如护肤霜，洗面奶，洗手液等等。脂肪醇的使用与人民生活息息相关。
　　东泰公司的精细化工一厂是一个完整的脂肪醇生产工厂。所用原料为天然的动植物油脂，如椰子油、棕榈油、棕榈仁油、牛羊猪油、棉籽油、豆油等。生产装置由主装置和辅助装置组成。主装置为脂肪醇生产的主体设备，辅助装置由供水，供电，供热，压缩空气，氮气供应和环保废水处理装置组成。其中脂肪醇生产主装置由MTL-MOST系统进行生产控制，其他的辅助装置由就地仪表盘进行控制。
　　在应用MTL-MOST系统之前，脂肪醇生产装置采用DDZ-Ⅲ型仪表进行控制。部分工序的生产采用手工现场操作，劳动强度较大。DDZ-Ⅲ型仪表为单回路分立器件的盘装组合仪表，为模拟量运算仪表。仪表大部分采用分立晶体管组成，准确度一般，故障率较高。为了适应加氢防爆区域（2区）的自控仪表安装使用，必须加装隔离式安全栅。
　　东泰公司在新建2万吨/年天然脂肪醇的过程中，针对装置的防火防爆要求，以及设备分布较分散，控制对象要求较高等情况，选用了MTL公司的MOST控制系统，其现场的一次仪表采用了中国国内生产的产品，收到了控制效果好、精度高和投资省的较好结果，满足了天然脂肪醇装置的生产要求。
　　脂肪醇生产主要控制的对象有温度、压力、流量、液位等类型。其中对温度，压力的控制要求较高。温度的控制精度要求达到 0.3℃，压力的控制要求达到 +-50KPa。此外，由于脂肪醇生产处于温度200~250℃，压力20~25 MPa的高压高温环境下，并且有甲醇、氢气的存在情况下进行控制，其控制系统必须有一套完善的联锁、报警和紧停系统。这些要求，都由MTL-MOST和Wenderware的Intouch软件组成的控制系统来完成。
　　2万吨/年天然脂肪醇装置由4个现场控制站，5个控制室操作站和1个工程师站组成。相互之间采用以太网双绞线连接，组成了一个完整的控制系统。
　　四个现场控制站的配置情况如下：
　　甲酯框架控制站（No.1 Esterification Station）
甲酯框架控制站由4个电源模块、1个CPU模块、39个I/O模块组成。其中DI模块4块，DO模块6块，AI模块10个，RTD模块13个，AO模块6个。
　　加氢框架控制站（No.2 Hydrogenation Station）
加氢框架控制站由4个电源模块、1个CPU模块、38个I/O模块组成。其中DI模块3个，DO模块6个、AI模块9个，RTD模块14个，AO模块6个。
　　蒸馏框架控制站（No.3 Distillation Station）
蒸馏框架控制站由3个电源模块、1个CPU模块、42个I/O模块组成。其中DI模块3个，DO模块5个，AI模块8个，RTD模块19个，AO模块7个。
　　MCC控制站（No.4 Motors Ctrolling Center Station）
MCC控制站由2个电源、1个CPU 模块，48个I/O模块组成。其中DI模块23个， DO模块24个。
整个系统共使用13个电源模块、4个电源监视模块、4个CPU模块、167个I/O模块。此外，为了保证设备的维修、故障更换方便，冷备份（离线备份）了1个电源模块，1个CPU模块和10个I/O规模。
　　系统使用Workbench 7.3.1 SP4进行编程组态。整个控制软件由568个控制回路（Control Strategy）和189个控制回路组成。涵盖了PID控制回路、比值控制回路、报警联锁回路、计算累计回路，马达控制回路等全部的脂肪醇生产自控程序。
　　在所有的回路控制和联锁功能在现场控制站(No.1~No.4 Station)独立运行。通过控制站的网络功能，4个现场控制站与控制室的操作站进行通讯联系。操作人员的操作控制指令由5台操作站和1台工程师站通过网络分到下达至4个现场控制站。操作站使用Wonderware公司的Intouch 7.11中文版软件进行人机界面组态。由46个画面组成，共使用了2975个标记名。
　　控制系统在2003年5月至8月间进行组态、现场设备安装和调试。整个过程大约花费了100个工作日。由于使用了Workbench的Strategy进行组态，整个组态过程相当方便、快捷。出错率也相当低。Workbench是一个比较方便的组态软件。
　　对于使用于防爆2区的DCS控制系统，MOST控制系统相比其他厂商的DCS系统来说相对较便宜。其节省投资的部分主要是节省了危险／安全区的安全栅的设备投资。其次，由于控制站可以安装在控制现场，一次仪表只须连接到现场控制站而非全部连接到中央控制室。这样就节省了信号电缆，这对控制装置分布较散、区域较大的控制系统来说，就显得尤为重要，可节省大量的电缆投资。脂肪醇生产装置占用了18000㎡的区域，４个现场控制站分别离中央控制室120多米。控制站与操作站通过冗余的以太网络进行通讯，信号传输速度可达100Mbps，足以满足本系统的数据量通讯。
　　脂肪醇DCS控制系统在招标中共有5家厂商进行投标。MTL公司的MOST以其价格便宜、结构简单、符合工程要求而中标。
　　脂肪醇DCS控制系统自2003年7月开始投入运行，运行情况良好。迄今为止，DCS系统已经安全、无故障运行长达16000小时。其间经历了两个夏季高温的考验。在夏季高温时期，现场控制的机箱内部温度根据气温的变化，每天的下午4:00~5:00达到机箱最高温度48℃。在高温气候的时期，机箱的最低温度也在35~37℃之间。经过两个夏季的考验，证明MOST系统可耐较高的气温。没有发生过CPU因高温而中止运行或复位重启等故障现象。
　　MOST系统的I/O规模在故障时更换比较方便，经过测试，一个熟练的系统维护人员可在0.5分钟时间内更换故障I/O模块。从故障模块拨出底板插槽至新模块插上底板通电诊断通过开始工作为止，最短时间达到了25秒。
　　MOST系统的硬件结构简洁，安装方便，接线故障率少，可靠性较高。软件的组态也较方便，花费时间少，维护方便、直观。图形化的编程方式给用户的组态，调试和维护有很大的帮助。在线调试功能使监控数据一目了然，方便查找编程错误。提供的功能模块能满足自控系统的要求，组态调用很方便。总的来说，Workbench是一个不错的组态软件，而且还在不断地升级优化，相信会成为一个强大的DCS组态软件。
　　经过两年多的运行，MOST系统在脂肪醇生产中扮演了重要角色，满足了高温、高压，危险介质的控制要求。用户认为：这是一个功能强大、安全可靠、使用方便的DCS控制系统，我们很满意。