分程控制在 Experion PKS 系统中的实现

引言

　　在简单控制系统中，一个调节器的输出只带动一个调节阀。而在分程控制系统中，一个调节器的输出去带动两个或两个以上的调节阀工作。每个调节阀仅在调节器输出的某段信号范围内动作。本文使用最新一代的过程自动化系统，Honeywell公司Experion PKS过程知识系统， 将人员与过程控制、经营和资产管理融合在一起，为决策者提供了嵌入式的决策支持和诊断技术，远高于集散控制系统的能力。并且通过其安全组件，使得系统的安全环境独立于主控系统，提高了系统的安全性和可靠性。

1分馏塔塔顶回流罐压力分程控制

　　为维持预分馏塔的压力, 装置中采用如图1 所示的压力分程控制方案: 当压力低时,通过控制阀进气, 将压力较高的气体向回流罐垫压; 当压力高时, 通过另一控制阀排气, 从而维持压力稳定。通过实践证明, 这种控制方案的优点是: 塔压可以维持较高, 不受塔顶产品组成和冷凝温度的影响, 塔顶拔头产品可以全部冷凝成拔头油, 减少了轻组分的损失, 操作比较平稳。

图1分馏塔回流罐顶压力分程控制示意图

2分程控制在PKS系统中的实现

　　分馏塔回流罐罐顶压力采用的是典型的分程控制方案。下面就此控制方案在PKS系统的实现做一简单介绍。

图2 分程控制在PKS的组态方框图

在此控制方案中，A阀为进气阀，气关阀（FO），B阀为排气阀，气开阀（FC）。调节阀开度与调节器输出的关系如图3所示：

图3 调节阀开度与调节器输出关系图

　　PKS系统的组态是在ControlBuilder 中进行的。AI CHANNEL 为模拟量输入卡件，它负责接收来自现场变送器的4-20Ma 电流信号，现场变送器为PT101。DATAACQ数据块为数据采集块，它与模拟量输入卡件相连接，对输入的数据进行处理，包括量程的计算、报警的定义等。PIDA 为控制器PID模块，它是实现PID算法的运算块。FANOUT功能块是模拟量一输入多输出模块，多用于模拟量调节一个被调量分配到两侧调节回路等。在本组态框图中，它实现的就是将调节器的输出信号分配到两个GENLINA 中，作为GENLINA 的输入信号。GENLIN是线性功能块，利用了GENLINA（线性块），它只需组态人员输入线段的起始点坐标即可实现图3中的线性关系。组态中还利用了了AUTOMANA功能块，它的作用就是手自动切换。若在生产过程中调节阀出现了故障，我们只需将AUTOMANA的状态由AUTO变为MAN,便可对调节阀进行维修。AOCHANNEL 是模拟量输出卡件，它的作用是将控制器的信号输出送至现场的调节阀，以此对调节阀实现控制。

3总结

　　作为HONEYWELL最新一代控制系统，PKS很好地继承了以往控制系统的优良特点并扩展了一些功能。由DCS为引领的过程控制以崭新的体系结构、技术面貌以及灵活多变的控制方式加以可优化的控制组态、快速平稳的数据处理，并随着软硬件技术的发展和应用，实现更加复杂控制要求。PKS系统组态功能强大、各种复杂控制方案实现简单。为工程技术人员的工程组态提供了很大方便。PKS易于工艺操作人员操作，这也很大程度地解决了复杂控制操作困难的问题，为装置的平稳运行做出了积极地贡献！