间歇聚合生产过程安全控制教程.ppt

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1、1 间歇聚合生产过程间歇聚合生产过程的安全与控制的安全与控制2国家安全监管总局关于公布国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知首批重点监管的危险化工工艺目录的通知安监总管三安监总管三2009116号号为贯彻落实为贯彻落实国务院安委会办公室关于进一步加强国务院安委会办公室关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见危险化学品安全生产工作的指导意见（安委办（安委办200826号号,以下简称以下简称指导意见指导意见）有关要求，提高化工生产装置和危险化学品储存设施本质安全水平，有关要求，提高化工生产装置和危险化学品储存设施本质安全水平，指导各地对涉及危险化工工艺的生产装置进行自动

2、化改造，指导各地对涉及危险化工工艺的生产装置进行自动化改造，国家安全监管总局组织编制了国家安全监管总局组织编制了首批重点监管的危险化工工艺目录首批重点监管的危险化工工艺目录和和首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案重点监控参数及推荐的控制方案，现予公布，现予公布.3有关事项通知如下 一、化工企业要按照一、化工企业要按照首批重点监管的危险首批重点监管的危险化工工艺目录化工工艺目录、首批重点监管的危险首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案推荐的控制方案要求，要求，

3、对照本企业采用对照本企业采用的危险化工工艺及其特点，确定重点监控的危险化工工艺及其特点，确定重点监控的工艺参数，装备和完善自动控制系统的工艺参数，装备和完善自动控制系统，大型和高度危险化工装置要按照推荐的控大型和高度危险化工装置要按照推荐的控制方案装备紧急停车系统。制方案装备紧急停车系统。今后，采用危今后，采用危险化工工艺的新建生产装置原则上要由险化工工艺的新建生产装置原则上要由甲甲级资质化工设计单位进行设计级资质化工设计单位进行设计。4有关事项通知如下二、各地安全监管部门要根据二、各地安全监管部门要根据指导意见指导意见的要求，对本辖区化工企业采用危险化工的要求，对本辖区化工企业采用危险化工工

4、艺的生产装置自动化改造工作，要制定工艺的生产装置自动化改造工作，要制定计划、落实措施、加快推进，计划、落实措施、加快推进，力争在力争在2010年底前完成所有采用危险化工工艺的生产年底前完成所有采用危险化工工艺的生产装置自动化改造工作，促进化工企业安全装置自动化改造工作，促进化工企业安全生产条件的进一步改善。生产条件的进一步改善。5有关事项通知如下三、在涉及危险化工工艺的生产装置自动化三、在涉及危险化工工艺的生产装置自动化改造过程中，各有关单位如果发现改造过程中，各有关单位如果发现首批首批重点监管的危险化工工艺目录重点监管的危险化工工艺目录和和首批首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监管

5、的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案重点监控参数及推荐的控制方案存在问存在问题，请认真研究提出处理意见，并及时反题，请认真研究提出处理意见，并及时反馈国家安全监管总局（安全监督管理三司）馈国家安全监管总局（安全监督管理三司）。各地安全监管部门也可。各地安全监管部门也可根据当地化工产根据当地化工产业和安全生产的特点，补充和确定本辖区业和安全生产的特点，补充和确定本辖区重点监管的危险化工工艺目录。重点监管的危险化工工艺目录。6有关事项通知如下四、请各省级安全监管局将本通知转发给辖四、请各省级安全监管局将本通知转发给辖区内（或者所属）的化工企业，并抄送从区内（或者所属）的化工企业

6、，并抄送从事化工建设项目设计的单位，以及有关具事化工建设项目设计的单位，以及有关具有有乙级资质的安全评价机构乙级资质的安全评价机构。国家安全生产监督管理总局国家安全生产监督管理总局二二九年六月十二日九年六月十二日7国家安全监管总局公布的国家安全监管总局公布的首批重点监管的危险化工工艺目录首批重点监管的危险化工工艺目录一、光气及光气化工艺一、光气及光气化工艺二、电解工艺（氯碱）二、电解工艺（氯碱）三、氯化工艺三、氯化工艺四、硝化工艺四、硝化工艺五、合成氨工艺五、合成氨工艺六、裂解（裂化）工艺六、裂解（裂化）工艺七、氟化工艺七、氟化工艺八、加氢工艺八、加氢工艺九、重氮化工艺九、重氮化工艺十、氧化工

7、艺十、氧化工艺十一、过氧化工艺十一、过氧化工艺十二、胺基化工艺十二、胺基化工艺十三、磺化工艺十三、磺化工艺十四、聚合工艺十四、聚合工艺十五、烷基化工艺十五、烷基化工艺重点重点讲解讲解8当前国内外流程工业安全控制技术当前国内外流程工业安全控制技术简介简介（1）采用继电器搭建或专用仪表）采用继电器搭建或专用仪表在在6070年采用电动单元组合仪表老装置中，年采用电动单元组合仪表老装置中，使用较为普遍。使用较为普遍。一般另设置报警辅助操作台，由重要的工艺参一般另设置报警辅助操作台，由重要的工艺参数指示记录仪和信号闪光报警器、手动停车及数指示记录仪和信号闪光报警器、手动停车及复位、投运按钮等部分组成。复

8、位、投运按钮等部分组成。而对于大型机组等设备运行状况和保护，也引而对于大型机组等设备运行状况和保护，也引入主控制室显示和报警，停车保护则一般采用入主控制室显示和报警，停车保护则一般采用设备自带的专用仪表系统来完成。设备自带的专用仪表系统来完成。9光字牌光字牌巡迥报警器巡迥报警器闪光报警器闪光报警器继电器型继电器型10（2）安全联锁保护直接在）安全联锁保护直接在DCS中实现中实现在中小型装置上应用较多，一方面此类装在中小型装置上应用较多，一方面此类装置对安全等级要求相对不高，没有明确的置对安全等级要求相对不高，没有明确的安全等级安全等级(SIL)要求，另一方面根据用户对要求，另一方面根据用户对安

9、全的认识程度、管理、投资状况等各方安全的认识程度、管理、投资状况等各方面因素综合考虑，可将安全控制系统与面因素综合考虑，可将安全控制系统与DCS融合，融合，由由DCS来实现安全控制系统的来实现安全控制系统的安全联锁功能，能够达到一定的保护作用。安全联锁功能，能够达到一定的保护作用。可节省成本、空间和安装费用，缩减操作可节省成本、空间和安装费用，缩减操作和维护人员。和维护人员。11（3）采用单独的）采用单独的PLC或可编程电子系统实现或可编程电子系统实现.对于时间响应要求较高的安全联锁保护，对于时间响应要求较高的安全联锁保护，有些厂家采用有些厂家采用单独的单独的PLC系统系统来实现安全来实现安全

10、联锁保护功能。联锁保护功能。也有使用也有使用DCS中单独控制站中单独控制站的情况，来实现安全联锁保护的情况，来实现安全联锁保护。12（4）采用经专业安全机构认证的紧急停车系）采用经专业安全机构认证的紧急停车系统（统（ESD）13ESD的主流结构的主流结构这种产品符合这种产品符合IEC61508标准并达到或获得标准并达到或获得TV等级认证，主要有以等级认证，主要有以下三种主流结构：下三种主流结构：1002D结构结构(2取取1带诊断带诊断)；2003D结构结构(3取取2带诊断带诊断)；2004D结构结构(4取取2带诊断带诊断)；对于这三种不同的结构，安全系统的性能是不同的。对于这三种不同的结构，安

11、全系统的性能是不同的。对于第一种对于第一种1002D的结构，当第一个的结构，当第一个CPU被诊断出故障时，该被诊断出故障时，该CPU被切除，被切除，另一个另一个CPU继续工作。继续工作。对于第二种结构，对于第二种结构，其其CPU和和I/O卡件采用三重化冗余故障容错设计，是基于卡件采用三重化冗余故障容错设计，是基于高度稳定的硬件基础上的，三个通道设计在一块卡件上实现三重化表决高度稳定的硬件基础上的，三个通道设计在一块卡件上实现三重化表决的。的。对于第三种结构，四个对于第三种结构，四个CPU分成两对，既同时工作又相互独立。当其中一个分成两对，既同时工作又相互独立。当其中一个CPU被诊断出故障时，则

12、该对被诊断出故障时，则该对CPU被切除，所剩一对被切除，所剩一对CPU继续以继续以1002D的模式工作。这对独立工作的的模式工作。这对独立工作的CPU仍满足安全等级仍满足安全等级3级的要求。只有当这级的要求。只有当这对对CPU其中再有一个故障时，系统才考虑停车。同时此结构对于故障修其中再有一个故障时，系统才考虑停车。同时此结构对于故障修复时间没有限制。复时间没有限制。14ESD系统主要厂家系统主要厂家目前德国目前德国HIMA公司、美国公司、美国Triconex公司的公司的系统在国内占有较大的市场份额，是主流系统在国内占有较大的市场份额，是主流ESD系统厂家代表，系统厂家代表，美国美国GE、美国

13、、美国Honeywell公司的产品则在公司的产品则在化工、石化行业有着较为广泛、成功的应化工、石化行业有着较为广泛、成功的应用业绩，用业绩，德国德国Siemens等其它厂家的产品也有使用。等其它厂家的产品也有使用。15安全控制系统设计与选用原则安全控制系统设计与选用原则化工生产装置中安全控制系统的设置化工生产装置中安全控制系统的设置,必须必须根据化工生产的特殊性根据化工生产的特殊性,从安全性、可靠性从安全性、可靠性及可应用性等方面进行综合考虑。同时，及可应用性等方面进行综合考虑。同时，还要兼顾经济性还要兼顾经济性,坚持坚持“安全、可靠、经济、安全、可靠、经济、适用适用”的原则的原则来选择安全控

14、制系统。根据来选择安全控制系统。根据生产装置的危险等级和生产特点，与生产生产装置的危险等级和生产特点，与生产过程自动化系（过程自动化系（ProcessControlSystem,PCS）配合设置。）配合设置。选用的原则如下：个人建议仅供参考选用的原则如下：个人建议仅供参考16（1）适合于在）适合于在DCS中中或单独或单独PLC中实现中实现这类装置一般在同类装置中属小型装置，需要安全这类装置一般在同类装置中属小型装置，需要安全联锁保护的联锁保护的I/O点数少（几点到数十点），对系统点数少（几点到数十点），对系统可用度要求优于安全度要求，或没有明确的可用度要求优于安全度要求，或没有明确的SIL等等

15、级要求。级要求。在具体应用时可以通过在在具体应用时可以通过在DCS中设置单独操作站实中设置单独操作站实现；采用在现；采用在DCS设置单独控制站操作站实现；设置单独控制站操作站实现；或选用或选用PLC实施。实施。此类技术投资较小，一般为此类技术投资较小，一般为50万左右。万左右。17（2）适合使用冗余）适合使用冗余PLC和和小型专业小型专业ESD系统系统这类装置一般在同类装置中属中型装置，这类装置一般在同类装置中属中型装置，需要安全联锁保护的需要安全联锁保护的I/O点数中等（数十点点数中等（数十点到几百点），对系统可用度要求和安全度到几百点），对系统可用度要求和安全度要求兼顾的场合。如中控要求兼

16、顾的场合。如中控WebFieldGCS-2控制系统。控制系统。此类技术投资中等，一般为此类技术投资中等，一般为100万左右。万左右。18（3）适合于专业）适合于专业ESD系统系统这类装置一般在同类装置中属大型装置，这类装置一般在同类装置中属大型装置，需要安全联锁保护的需要安全联锁保护的I/O点数多（几百点以点数多（几百点以上），对系统安全度要求优于可用度要求上），对系统安全度要求优于可用度要求的场合（安全等级要求高，明确提出要达的场合（安全等级要求高，明确提出要达到安全度等级到安全度等级SIL2以上）。以上）。此类技术投资较大，一般为此类技术投资较大，一般为300万左右。万左右。19可供选用的

17、可供选用的ESD系统系统GE公司的公司的SafeNet系统、系统、GEFaunc9070GMR系统、系统、HIMA公司的公司的H41q和和H51q系统、系统、西门子西门子S7-400H(F)系统、系统、Triconex公司的公司的TRICON系统、系统、Honeywell公司的公司的FSC系统等系统等20主流专业主流专业ESD系统，见下表。系统，见下表。21化工过程自动化安全控制系统有关化工过程自动化安全控制系统有关控制单元名词注释控制单元名词注释1.可编程逻辑控制器（可编程逻辑控制器（ProgramableLogicController，简称，简称PLC），用于顺序控制的专用计），用于顺序控

18、制的专用计算机。通过控制器上的编程板或主计算机，通常算机。通过控制器上的编程板或主计算机，通常利用布尔逻辑或继电器梯形图编程语言来改变其利用布尔逻辑或继电器梯形图编程语言来改变其顺序控制逻辑。顺序控制逻辑。PLC主要应用于顺序控制、批量控制等开关量较主要应用于顺序控制、批量控制等开关量较多的生产过程控制场合，例如生产线自动化。多的生产过程控制场合，例如生产线自动化。PLC的代表性厂家如：的代表性厂家如：美国莫迪康（美国莫迪康（MODICON）的）的QUANTUM系列、系列、德国西门子（德国西门子（SIEMENS）的）的SIMATIC系列、系列、日本欧姆龙（日本欧姆龙（ORMOM）的）的SYSM

19、AC系列等。系列等。22控制单元名词注释控制单元名词注释2.分散型控制系统（分散型控制系统（DistributedControlSystem，简称，简称DCS），一种控制功能分散、操作显示集），一种控制功能分散、操作显示集中，采用分级结构的智能网络。其目的在于控制中，采用分级结构的智能网络。其目的在于控制或控制管理一个工业生产过程或工厂。或控制管理一个工业生产过程或工厂。DCS主要应用于连续生产等模拟量较多、调节回主要应用于连续生产等模拟量较多、调节回路较多的生产过程控制场合，例如炼油过程自动路较多的生产过程控制场合，例如炼油过程自动化。化。DCS的代表性厂家如：的代表性厂家如：美国霍尼韦尔（

20、美国霍尼韦尔（HONEYWELL）的）的TDC系列、系列、日本横河（日本横河（YOKOGAWA）的）的CENTUM系列、系列、我国浙江中控（我国浙江中控（SUPCON）的）的ECS系列等。系列等。23控制单元名词注释控制单元名词注释3.紧急停车系统（紧急停车系统（EmergencyShutdownSystem，简称，简称ESD），），狭义意义上，狭义意义上，即指即指SIS中的逻辑运算器及相应软件。中的逻辑运算器及相应软件。ESD宜采用权威机构认证的可编程电子系统宜采用权威机构认证的可编程电子系统（ProgrammableElectronicSystem，PES）。）。ESD的代表性厂家如：的代

21、表性厂家如：德国黑马（德国黑马（HIMA）的）的H41q/H51q系列、系列、美国（美国（Triconex）的）的TRICON系列、系列、美国通用电气（美国通用电气（GE）的）的GMR系列等系列等 24控制单元名词注释控制单元名词注释4.安全仪表系统（安全仪表系统（SafetyInstrumentSystem，简，简称称SIS）,用仪表实现安全功能的系统。系统包括用仪表实现安全功能的系统。系统包括传感器、逻辑运算器、最终执行元件及传感器、逻辑运算器、最终执行元件及相应软件相应软件等。等。SIS为生产装置提供独立于人工操作的安全保护措为生产装置提供独立于人工操作的安全保护措施。当预定条件满足（如

22、：过程变量越限、机械施。当预定条件满足（如：过程变量越限、机械设备故障、系统本身故障或能源中断等）时，设备故障、系统本身故障或能源中断等）时，SIS能自动（必要时可手动）地完成预先设定的动作，能自动（必要时可手动）地完成预先设定的动作，使操作人员、工艺装置及环保转入安全状态。使操作人员、工艺装置及环保转入安全状态。SIS一般要求各元件通过安全性诊断测试一般要求各元件通过安全性诊断测试（DiagnosticallyTestedforSafety,DTS），取），取得安全证书。得安全证书。SIS主要应用于事故发生可能性交大、且事故产生主要应用于事故发生可能性交大、且事故产生后果严重的生产场合。后果

23、严重的生产场合。25目前企业使用SIS系统时存在主要问题之一由于国际标准由于国际标准IEC61508/61511、国家标准、国家标准GB/T21109.1-2007出台较晚出台较晚,目前国内只有目前国内只有SHB-206-1999石油化工紧急停车及安全联锁系统设计导则石油化工紧急停车及安全联锁系统设计导则,用于设计、用于设计、施工和运行施工和运行.因此在选用因此在选用SIS时往往只注意了控制器达到时往往只注意了控制器达到AK5、AK6或达到或达到SIL3标淮标淮.而没有提供一个而没有提供一个SIS系统整体系统整体设计设计,包括输入输出部分的解决方案包括输入输出部分的解决方案.用户使用达到用户使

24、用达到SIL3等级的逻辑解算器等级的逻辑解算器,而对于传感器和终而对于传感器和终端设备执行机构如何设置缺乏考虑端设备执行机构如何设置缺乏考虑.是无法保证整体是无法保证整体SIS系系统成为一个统成为一个SIL3系统系统.SIL装置装置=SIL传感器传感器+SIL逻辑解算器逻辑解算器+SIL执行机构执行机构整个整个SIS系统的安全完整性水平系统的安全完整性水平SIL,是由其构成的三个单元是由其构成的三个单元中最低的中最低的SIL等级所决定等级所决定.这是石化企业生产装置中使用这是石化企业生产装置中使用SIS系统时系统时,必需关切的问题必需关切的问题.关键是工艺报警联锁停车方案的合理性关键是工艺报警

25、联锁停车方案的合理性.好的软件比好的硬件有时显得更为重要好的软件比好的硬件有时显得更为重要.(+软件软件)26首批重点监管的危险化工工艺安全首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求控制要求14、聚合工艺、聚合工艺反应类型放热反应反应类型放热反应重点监控单元聚合反应釜、粉体聚合物料仓重点监控单元聚合反应釜、粉体聚合物料仓工艺简介工艺简介聚合是一种或几种小分子化合物变成大分子聚合是一种或几种小分子化合物变成大分子化合物（也称高分子化合物或聚合物，通化合物（也称高分子化合物或聚合物，通常分子量为常分子量为11041107）的反应，涉及）的反应，涉及聚合反应的工艺过程为聚合工艺。聚合工聚合反应的工艺过程

26、为聚合工艺。聚合工艺的种类很多，按聚合方法可分为本体聚艺的种类很多，按聚合方法可分为本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合等。合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合等。27聚合工艺危险特点聚合工艺危险特点（1）聚合原料具有自聚和燃爆危险性；）聚合原料具有自聚和燃爆危险性；（2）如果反应过程中热量不能及时移出，随）如果反应过程中热量不能及时移出，随物料温度上升，发生裂解和暴聚，所产生物料温度上升，发生裂解和暴聚，所产生的热量使裂解和暴聚过程进一步加剧，进的热量使裂解和暴聚过程进一步加剧，进而引发反应器爆炸；而引发反应器爆炸；（3）部分聚合助剂危险性较大。）部分聚合助剂危险性较大。28聚合工艺典型工艺聚

27、合工艺典型工艺（1）聚烯烃生产聚乙烯生产；聚丙烯生产；聚苯乙烯生产等。）聚烯烃生产聚乙烯生产；聚丙烯生产；聚苯乙烯生产等。（2）聚氯乙烯生产）聚氯乙烯生产（3）合成纤维生产涤纶生产；锦纶生产；维纶生产；腈纶）合成纤维生产涤纶生产；锦纶生产；维纶生产；腈纶生产；尼龙生产等。生产；尼龙生产等。（4）橡胶生产；）橡胶生产；丁苯橡胶生产丁苯橡胶生产；顺丁橡胶生产；丁腈橡胶；顺丁橡胶生产；丁腈橡胶生产等。生产等。（5）乳液生产醋酸乙烯乳液生产；丙烯酸乳液生产等。）乳液生产醋酸乙烯乳液生产；丙烯酸乳液生产等。（6）涂料粘合剂生产醇酸油漆生产；聚酯涂料生产；环氧）涂料粘合剂生产醇酸油漆生产；聚酯涂料生产；环

28、氧涂料粘合剂生产；丙烯酸涂料粘合剂生产等。涂料粘合剂生产；丙烯酸涂料粘合剂生产等。（7）氟化物聚合四氟乙烯悬浮法、分散法生产聚四氟乙烯；）氟化物聚合四氟乙烯悬浮法、分散法生产聚四氟乙烯；四氟乙烯（四氟乙烯（TFE）和偏氟乙烯）和偏氟乙烯(VDF)聚合生产氟橡胶和偏聚合生产氟橡胶和偏氟乙烯氟乙烯-全氟丙烯共聚弹性体（俗称全氟丙烯共聚弹性体（俗称26型氟橡胶或氟橡胶型氟橡胶或氟橡胶-26）等。）等。29聚合工艺重点监控工艺参数聚合工艺重点监控工艺参数聚合反应釜内温度、压力，聚合反应釜内温度、压力，聚合反应釜内搅拌速率；聚合反应釜内搅拌速率；引发剂流量；引发剂流量；冷却水流量；冷却水流量；料仓静电、

29、料仓静电、可燃气体监控等。可燃气体监控等。仪表选型与安装仪表选型与安装30聚合工艺安全控制的基本要求聚合工艺安全控制的基本要求反应釜温度和压力的报警和联锁；反应釜温度和压力的报警和联锁；紧急冷却系统；紧急冷却系统；紧急切断系统；紧急切断系统；紧急加入反应终止剂系统；紧急加入反应终止剂系统；搅拌的稳定控制和联锁系统；搅拌的稳定控制和联锁系统；料仓静电消除、料仓静电消除、可燃气体置换系统，可燃和有毒气体检测报警装置；可燃气体置换系统，可燃和有毒气体检测报警装置；高压聚合反应釜设有防爆墙和泄爆面等。高压聚合反应釜设有防爆墙和泄爆面等。合理的组态合理的组态31聚合工艺宜采用的控制方式聚合工艺宜采用的控

30、制方式将聚合反应釜内温度、压力与釜内搅拌电将聚合反应釜内温度、压力与釜内搅拌电流、聚合单体流量、引发剂加入量、聚合流、聚合单体流量、引发剂加入量、聚合反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系，反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系，在聚合反应釜处设立紧急停车系统。在聚合反应釜处设立紧急停车系统。当反应超温、搅拌失效或冷却失效时，能当反应超温、搅拌失效或冷却失效时，能及时加入聚合反应终止剂。安全泄放系统。及时加入聚合反应终止剂。安全泄放系统。其它工艺的安全控制要求请详见其它工艺的安全控制要求请详见首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重

31、点监控参数及推荐的控制方案如何实施如何实施32原料精制原料精制助剂配制助剂配制聚合反应聚合反应后处理后处理包装入库包装入库典型间歇聚合生产过程典型间歇聚合生产过程(SBS;S-SBR;MPS为例进行说明为例进行说明)33控制控制任务任务间歇生产过程的聚合程序控制与安全间歇生产过程的聚合程序控制与安全连续生产过程的溶剂回收精制控制连续生产过程的溶剂回收精制控制间歇生产聚合工艺间歇生产聚合工艺+批量程序控制批量程序控制(以工艺参数为主以工艺参数为主,时间参数为辅时间参数为辅,与反馈控制融合为一体与反馈控制融合为一体)缩短每釜之间等闲时间缩短每釜之间等闲时间达到连续的生产达到连续的生产效率效率343

32、5自动化安全联锁必需十分明确生产工艺对安全操作的要求自动化安全联锁必需十分明确生产工艺对安全操作的要求36间歇生产过程的控制变迁间歇生产过程的控制变迁7080年代年代DDZ单元组合仪表单元组合仪表+继电器报警系统继电器报警系统80年代单位路可编程调节器年代单位路可编程调节器+闪光信号报警器闪光信号报警器90年代年代PLC+报警辅助操作台报警辅助操作台9000DCS+报警辅助操作台报警辅助操作台00DCS间歇生产过程的聚合程序控制间歇生产过程的聚合程序控制连续生产过程的溶剂回收精制控制连续生产过程的溶剂回收精制控制任务任务2010DCS与与SIS集成集成?37除除DCS系统外从确保生产安全考虑，

33、设计报警辅助操作台，系统外从确保生产安全考虑，设计报警辅助操作台，操作台内设有操作台内设有12路信号报警器，路信号报警器，将生产中涉及安全的重要工艺参数的报警点引入，将生产中涉及安全的重要工艺参数的报警点引入，例：预聚釜、聚合釜的压力、温度和液位报警，例：预聚釜、聚合釜的压力、温度和液位报警，以及以及UPS不间断电源工作状况等。不间断电源工作状况等。另外，重要的自控阀和机泵，设置手动另外，重要的自控阀和机泵，设置手动/自动切换开关自动切换开关12个，个，一遇到紧急状况，一遇到紧急状况，例如地震、火灾发生时，操作人员能直接操作重要的自控阀和机泵例如地震、火灾发生时，操作人员能直接操作重要的自控阀

34、和机泵,使装置处于安全状态。使装置处于安全状态。操作台上可设置多个带锁开关，作为权限等级的输入，操作台上可设置多个带锁开关，作为权限等级的输入，防止组态内容和工艺参数被无权限者修改。防止组态内容和工艺参数被无权限者修改。另外还设有红色紧急停车操作带罩自锁按钮，另外还设有红色紧急停车操作带罩自锁按钮，异常紧急情况下按下此钮，即能启动安全保护程序，异常紧急情况下按下此钮，即能启动安全保护程序，使装置自动进入安全状态。使装置自动进入安全状态。报警辅助操作台报警辅助操作台仪表表测量控制量控制数量数量回路回路类型型回路参数回路参数1#控制站控制站（溶剂精制回收）2#控制站控制站（助剂配置加入）3#控制站

35、控制站（聚合）4#控制站控制站（后处理）小小计PID单回路回路调节3716235109ALRM指示指示报警警7916312779448MAN手操器手操器65881736206ON-OFF二位控制二位控制01203BCMA批量控制（模批量控制（模拟量）量）224210BCMP批量控制（脉冲量）批量控制（脉冲量）1011214RF比例运算比例运算10315ESUMA 流量累流量累计（模（模拟量）量）2342534ESUMP 流量累流量累计（脉冲量）（脉冲量）123612科学运算科学运算软测量量(平均温度平均温度,温度粘度等温度粘度等变化率化率46521513126小计（个）234327207199

36、967合计（个）96739助剂控制站联锁控制助剂控制站联锁控制防止设备防止设备溢出或抽空溢出或抽空40助剂控制站联锁控制助剂控制站联锁控制在线含水量在线含水量监测联锁监测联锁41助剂控制站联锁控制助剂控制站联锁控制机泵联锁机泵联锁42助剂控制站联锁控制助剂控制站联锁控制43助剂控制站联锁控制助剂控制站联锁控制44合成控制站联锁控制合成控制站联锁控制1V3701a全开冷水，停全开冷水，停进料料2V3701ABC紧急停止急停止3V3701a紧急放空急放空4V3701b全开冷水，停止全开冷水，停止进料料5V3701b紧急放空急放空6v3701C全开冷水，停止全开冷水，停止进料料7V3701c紧急放空

37、急放空8V3404紧急急补N2准准备终止止剂93#站站R3901/2紧急急终止用止用放在放在2站站压力设备压力设备安全保护安全保护45后处理及公用工程控制站联锁控制后处理及公用工程控制站联锁控制1R3901液位高高停止一切液位高高停止一切进料，底料，底阀未关或开停止未关或开停止进料料2R3902液位高高停止一切液位高高停止一切进料，底料，底阀未关或开停止未关或开停止进料料3R3901紧急急终止止4R3901紧急放料急放料5R3901紧急通内冷急通内冷6R3902紧急急终止止1V4101abc压力力联锁2P4201A/B联锁3V4102液位液位联锁4V4103液位液位联锁聚合反应聚合反应安全保护

38、安全保护项目项目巴凌合巴凌合成胶厂成胶厂燕化合燕化合成胶厂成胶厂燕化合燕化合成胶厂成胶厂燕化合燕化合成胶厂成胶厂燕化合燕化合成胶厂成胶厂燕化合燕化合成胶厂成胶厂呈驰合成呈驰合成胶厂胶厂DCS系统系统日本富日本富士士MICREXP日本富士日本富士MICREXP美国美国TDC3000日本富士日本富士MICREXP扩容扩容TDC3000扩容扩容日本横日本横CS3000浙江中控浙江中控GCS200生产能力生产能力1万吨万吨/年年SBS1万吨万吨/年年SBS1万吨万吨/年年S-SBR3万吨万吨/年年SBS3万吨万吨/年年S-SBR1万吨万吨/年年MPS聚合釜聚合釜43M3143M3153M3143+53

39、M343M3 250M3 1建设时间建设时间1986年年1992年年1994年年1997年年1998年年2004年年操作站操作站3台台3台台3台台4台台3台台5台台控制站控制站3台台+1台台高速程高速程控控2台台1台台2台台1台台4台台调节回路调节回路49个个212个个147个个210个个168个个394个个锂系间歇聚合控制一览表锂系间歇聚合控制一览表更更换换日日本本富富士士MICREXP扩扩容容项目项目巴凌合巴凌合成胶厂成胶厂燕化合成燕化合成胶厂胶厂燕化合成燕化合成胶厂胶厂燕化合燕化合成胶厂成胶厂燕化合燕化合成胶厂成胶厂燕化燕化合成合成胶厂胶厂茂名呈驰化茂名呈驰化工工机泵控制机泵控制26台台

40、37台台43台台45台台117台台110台台自控开关伐自控开关伐35个个77个个42个个89个个79个个278个个编程工具编程工具SPAC语言语言时间程序时间程序表表CL控制语控制语言言时间程时间程序表序表CL控制控制语言语言时间程序表时间程序表SFC顺序功顺序功能控制图能控制图控制程序控制程序48个个54个个26个个62个个30个个83个个程序启运程序启运方式方式一个程一个程序序主程序调主程序调用子程序用子程序主程序调主程序调用或独立用或独立运行子程运行子程序序主程序主程序调用或调用或独立运独立运行子程行子程序序主程序主程序调用或调用或独立运独立运行子程行子程序序主程序调用主程序调用或独立运

41、行或独立运行子程序子程序助剂加入流助剂加入流量量PID输输出限幅出限幅PID输出输出限幅限幅间歇间歇PID输输出限幅出限幅间歇间歇PID程序联程序联锁锁间歇间歇PID程序联程序联锁锁间歇间歇PID程序联锁程序联锁更更换换日日本本富富士士MICREXP扩扩容容48光纤通讯光纤通讯远程连接远程连接茂名呈驰化工茂名呈驰化工DCS系统结构系统结构49连续生产过程连续生产过程一个主要的优点是经济规模效益。一个标准产品大一个主要的优点是经济规模效益。一个标准产品大批量生产，一般都能获得比较丰厚的初始投资回报。批量生产，一般都能获得比较丰厚的初始投资回报。间歇生产过程间歇生产过程最大的优点是柔性好，能生产多

42、种产品，进行多种最大的优点是柔性好，能生产多种产品，进行多种生产操作。使工厂生产新产品不用添置新设备，生产不同规格的产生产操作。使工厂生产新产品不用添置新设备，生产不同规格的产品不需要修备，工厂只要增加少量就能适应市场需求的变化。品不需要修备，工厂只要增加少量就能适应市场需求的变化。连续连续和和间歇间歇生产过程生产过程在在连续连续生产过程中，原料经由不同的专用设备加工转变为产品。生产过程中，原料经由不同的专用设备加工转变为产品。每个设备都是运行在稳定的工作状态下完成一项规定的生产操作。每个设备都是运行在稳定的工作状态下完成一项规定的生产操作。一个连续生产过程输出的产品是连续的产品流。一个连续生

43、产过程输出的产品是连续的产品流。间歇间歇生产过程，又称批量生产过程，间歇生产过程由一个或多个按一定顺序执生产过程，又称批量生产过程，间歇生产过程由一个或多个按一定顺序执行的操作步（或操作阶段）组成，完成这个操作步顺序就生产出一定量的最终行的操作步（或操作阶段）组成，完成这个操作步顺序就生产出一定量的最终产品。如果需要生产更多的产品，则必须重复执行这个操作步顺序。产品。如果需要生产更多的产品，则必须重复执行这个操作步顺序。以顺序的操作步进行批量产品生产称为间歇生产过程。以顺序的操作步进行批量产品生产称为间歇生产过程。50间歇生产过程有一个确定的操作顺序，例如加料、反应、排料。间歇生产过程有一个确

44、定的操作顺序，例如加料、反应、排料。这些操作及其执行的顺序由产品的配方规定，随生产的产品而这些操作及其执行的顺序由产品的配方规定，随生产的产品而变。所以要求间歇控制系统具有的一项基本控制功能是驱动生变。所以要求间歇控制系统具有的一项基本控制功能是驱动生产过程一步一步的顺序执行不同的生产操作。前一步操作结束产过程一步一步的顺序执行不同的生产操作。前一步操作结束向后续操作进展由转移条件决定。工业上称这种控制模式为顺向后续操作进展由转移条件决定。工业上称这种控制模式为顺序控制。序控制。步转移条件仅仅取决于时间（例如停留时间，反应时间等），步转移条件仅仅取决于时间（例如停留时间，反应时间等），称为称为

45、时间驱动顺序控制时间驱动顺序控制。步转移条件由被控对象的状态或发生的事件决定，步转移条件由被控对象的状态或发生的事件决定，称为称为事件驱动顺序控制事件驱动顺序控制。实际应用的顺序控制常常是这二种形式的组合。实际应用的顺序控制常常是这二种形式的组合。连续生产过程的控制，连续生产过程的控制，一般采用一个保持一组给定的稳态操作条件和生产过程物料平衡的控制系统来一般采用一个保持一组给定的稳态操作条件和生产过程物料平衡的控制系统来满足上述各项要求。满足上述各项要求。连续控制系统通过反馈控制和前馈控制，将关键的被控变量维持在给定值上。连续控制系统通过反馈控制和前馈控制，将关键的被控变量维持在给定值上。顺序

46、控制顺序控制51程序间歇控制程序间歇控制最常见的一种间歇控制系统，它的控制功能除了包含最常见的一种间歇控制系统，它的控制功能除了包含顺序间歇顺序间歇控制的全部功能外，又增加了模拟量的调节控制功能。控制的全部功能外，又增加了模拟量的调节控制功能。在间歇生产中也要用连续调节回路来控制温度、压力等工艺参数，在间歇生产中也要用连续调节回路来控制温度、压力等工艺参数，但是它们的工作方式与连续控制生产过程不同。常与程序控制融为一体但是它们的工作方式与连续控制生产过程不同。常与程序控制融为一体.在间歇生产过程中，在间歇生产过程中，操作工人的干预是正常操作顺序的一部分操作工人的干预是正常操作顺序的一部分，在生

47、产中起十分重要的作用。一个关键的操作常常是由操作工人操纵控制系统在生产中起十分重要的作用。一个关键的操作常常是由操作工人操纵控制系统启动的，而不是控制系统自动触发启动的，而不是控制系统自动触发.间歇生产过程计算机控制间歇生产过程计算机控制间歇生产过程计算机控制使工厂获得明显的经济效益。间歇生产过程计算机控制使工厂获得明显的经济效益。增加了产量，计算机控制缩短了每批产品的生产周期，并提高了设备的利用率。增加了产量，计算机控制缩短了每批产品的生产周期，并提高了设备的利用率。提高了产品的质量，计算机控制使每批产品质量均匀一致。提高了产品的质量，计算机控制使每批产品质量均匀一致。降低了生产成本，提高了

48、原料、能源和设备利用率，减少了废品率。降低了生产成本，提高了原料、能源和设备利用率，减少了废品率。在确保间歇生产过程操作重复的同时具有更好的操作柔性。在确保间歇生产过程操作重复的同时具有更好的操作柔性。使生产更安全。使生产更安全。通过严格控制和改进操作，减少了对环境的污染。通过严格控制和改进操作，减少了对环境的污染。间歇生产过程的控制简称为间歇控制间歇生产过程的控制简称为间歇控制 计算机控制应用软件开发和管理的费用高；计算机控制应用软件开发和管理的费用高；现场仪表及其安装费用高；现场仪表及其安装费用高；需要先进的工程实施服务和高技术的支持。需要先进的工程实施服务和高技术的支持。52(北京燕山石

49、化公司北京燕山石化公司)53不连续性不连续性间歇生产过程的不连续性不仅表现在物料是断续的，间歇生产过程的不连续性不仅表现在物料是断续的，单元操作是顺序进行的，其设备的运行也是间断的单元操作是顺序进行的，其设备的运行也是间断的在间歇生产过程中，设备在二批产品生产之间总有在间歇生产过程中，设备在二批产品生产之间总有一段闲置时间。一段闲置时间。非稳态非稳态不确定性不确定性共享资源处理共享资源处理配方管理配方管理54原料和助剂贮缶原料和助剂贮缶充氮充氮/排气压力保护控制排气压力保护控制为防止原料和助剂与空气接触而被氧化为防止原料和助剂与空气接触而被氧化,工艺采用微压纯氮保护工艺采用微压纯氮保护,希量尽

50、量减少纯氮消耗希量尽量减少纯氮消耗;又因原料和助剂具有挥发性又因原料和助剂具有挥发性,或原料自聚。使贮缶内压力增加或原料自聚。使贮缶内压力增加,工艺要根据贮缶间歇补料和加入时压力波动和贮缶设备耐压工艺要根据贮缶间歇补料和加入时压力波动和贮缶设备耐压,尽量维持一定压力尽量维持一定压力,为减少排气损耗为减少排气损耗,允许在较大范围内波动允许在较大范围内波动,只在超压时要及时排气降压。只在超压时要及时排气降压。常规常规PID分程控制很难满足此要求。分程控制很难满足此要求。现利用现利用ALMA指示报警回路和指示报警回路和MAN手操器回路组成贮缶充氮手操器回路组成贮缶充氮/排气压力保护控制排气压力保护控

51、制,ALMA指示报警回路指示报警回路:贮缶压力选用宽量程压力变送器贮缶压力选用宽量程压力变送器,测量值测量值PV在上限在上限PH和下限和下限PL的范围内的范围内充氮伐和排气伐全闭充氮伐和排气伐全闭;在量程下限在量程下限PL之间充氮伐由全开到全闭之间充氮伐由全开到全闭;在在PH满量程之间排气伐由全闭到全开。满量程之间排气伐由全闭到全开。MAN手操器回路组手操器回路组:MAN手操器内藏压力测量值手操器内藏压力测量值PV输出输出MV(充氮调节伐开度充氮调节伐开度)曲线曲线,或压力测量值或压力测量值PV输出输出MV(排气调节伐开度排气调节伐开度)曲线曲线,在自动方式在自动方式A时时MAN手操器按内藏压

52、力测量值手操器按内藏压力测量值PV输出输出MV曲线输出曲线输出,手动方式手动方式M时可人工直接操作充氮调节伐或排气调节伐开度时可人工直接操作充氮调节伐或排气调节伐开度.,安全与节约氮气安全与节约氮气55连续生产过程连续生产过程(有时作前馈控制有时作前馈控制)连续生产过程连续生产过程56.迅速达到设定的温度迅速达到设定的温度前馈前馈反馈反馈间歇生产过程间歇生产过程冷凝水自控切断伐能使迅速将预热器内低温冷凝水排空,立即投入热交换.蒸汽自控切断伐防止因蒸汽调节伐内漏,使预热器内残留的溶剂超温汽化571）流量）流量计量批量控制量批量控制,(主要原料苯乙烯主要原料苯乙烯,丁二烯丁二烯)在在间歇生歇生产过

53、程中程中为提高流量提高流量计精度，流量精度，流量计应采用容采用容积式或流量响式或流量响应快的快的质量流量量流量计，安装地点，安装地点选择除考除考虑流量流量计本身直管段要求外，本身直管段要求外，还应注注意安装在充意安装在充满物料的管段内，物料的管段内，流量计后应增加压力指示回路和手动伐来保证流流量计后应增加压力指示回路和手动伐来保证流量计后压力高于物料汽化压力量计后压力高于物料汽化压力,防止物料汽化保证加料计量精度。防止物料汽化保证加料计量精度。单纯流量批量控制流量批量控制由带温度补偿（由带温度补偿（T）流量批量控制（）流量批量控制（FQS）模）模块和二位自控阀（块和二位自控阀（KV）组成。）组

54、成。当物料管道直径当物料管道直径较大大时，为提高流量累提高流量累积量控制精度，也可采用两段开量控制精度，也可采用两段开闭式自式自控控阀.流量批量控制流量批量控制计量方式一般采用容积式流量计计量方式一般采用容积式流量计、质量流量计质量流量计或计量缶和法兰式液位计，也有用称重计量办法等。或计量缶和法兰式液位计，也有用称重计量办法等。,KV二位自控阀二位自控阀58由由带温度温度补偿（T）流量）流量PID调节（FC）模）模块，流量批量控制（流量批量控制（FQS）模）模块,调节伐伐(FV)和二位自控和二位自控阀（KV）组成。成。由程序控制由程序控制.2）恒定流量批量控制）恒定流量批量控制FV调节伐调节伐

55、KV二位自控阀二位自控阀温度温度流量流量59在加料程序控制下完成在加料程序控制下完成:程序发出开始命令程序发出开始命令:使使PID调节调节FC模块处于手动输出，模块处于手动输出，调节伐调节伐FV位于位于“开始预定开度开始预定开度”位置上，二位自控阀位置上，二位自控阀KV全开，全开，目的尽快达到加料流量设定值目的尽快达到加料流量设定值.流量流量批量控制批量控制FQS启动启动.当流量测量值与设定值偏差小于规定值时，程序使当流量测量值与设定值偏差小于规定值时，程序使PID调节，调节，由手动方式无扰动切换到自动方式，进行由手动方式无扰动切换到自动方式，进行PID恒流量调节恒流量调节.直到流量累积值达到

56、预定值时，程序又将直到流量累积值达到预定值时，程序又将PID调节切换调节切换到手动方式，使调节伐到手动方式，使调节伐FV位于位于“结束预定开度结束预定开度”。进行小流量加料进行小流量加料,以保证加料累积值的正确以保证加料累积值的正确,避免超量避免超量.待累积值达到设定值时，调节阀待累积值达到设定值时，调节阀FV和自控阀和自控阀KV同时全闭同时全闭,加料程结束加料程结束。为防止计量累积失效为防止计量累积失效,发生加料超量发生加料超量,程序内设有定时计程序内设有定时计时器时器,当加料超过规定时间当加料超过规定时间,程序自动停止加料程序自动停止加料,并显示并显示加料超时信息加料超时信息完成一次完成一

57、次恒定流量批量控制过程说明恒定流量批量控制过程说明60恒流量批量控制恒流量批量控制调节伐调节伐FV和二位自控伐和二位自控伐KV开度变化状况开度变化状况调节伐调节伐FV开度变化开度变化二位自控伐二位自控伐KV开度变化开度变化(不同开度不同开度)手动输出手动输出手动输出手动输出PID自动调节自动调节流量流量手动输出手动输出手动输出手动输出PID自动调节自动调节全开全开全闭全闭61在间歇生产过程中在间歇生产过程中流量计常有按每种原料或按设备设置的两种方法流量计常有按每种原料或按设备设置的两种方法考虑今后扩产增加设备，考虑今后扩产增加设备，是按每种原料或助剂分别设置流量计是按每种原料或助剂分别设置流量

58、计,由程序控制设备的进料自控阀。由程序控制设备的进料自控阀。62液位计量批量控制液位计量批量控制间歇生产过程中加入量小间歇生产过程中加入量小,时间短时间短,瞬时流量大的特点瞬时流量大的特点,其批量控制系统是由瓶状计量缶其批量控制系统是由瓶状计量缶,双法兰式液位计和自控伐等组成双法兰式液位计和自控伐等组成,通过计量缶补料和加入程序实现批量控制。通过计量缶补料和加入程序实现批量控制。(活化剂活化剂(CP)、调节剂调节剂(AT)、引发剂、引发剂(CA)等等)LA:液位指示报警回路,H:设定值,由牌号配方管记系统自动设定,步也可在单元操作画面上人工设定SEQ计量缶补料和加入程序计量缶补料或加入程序运行

59、后,首先自动检查工艺条件,未通过时会发出未准备好信息。计量缶液位LA。PVH时发出退料中,LA。PVL时发出补料中,LLA。PVH时发出加入中。,LA。PVLL时发出加入完。退料自控伐,补料自控伐和加入自控伐全由程序控制。程序结束时全闭,信息消失。为精确控制液位有时采用二段式开闭自控伐。MPS装置为控制助剂的补料和加入速度和时间,要求自控伐具有预定开度,当接近设定值时改为小开度,和故采用MAN手操器和气动调节伐的方案。如图 所示。图 MAN手操器和气动调节伐开度手动方式M时可人工直接输出MV值,操作气动调节伐的开度,在自动方式A时MAN手操器按程序控制命令传送数据方式输出MV值,决定气动调节伐

60、的开度,气动调节伐的预定开度和小开度可以按工艺要求在0100%内任意设定.投资比二段式开闭自控伐省,维护量小,但一定要用软密封零泄漏的气动调节伐。各计量缶采用双法兰差压液位变送器的测量精常受助剂配置浓度变化引起比重变化的影响各计量缶采用双法兰差压液位变送器的测量精常受助剂配置浓度变化引起比重变化的影响,使用时应加强校正使用时应加强校正.为此对引发剂为此对引发剂(CA)计量缶玻璃液位计外设计量缶玻璃液位计外设TV电视探头电视探头.对重要设备增加超声波液位计或固定高度安装音义液位信号计对重要设备增加超声波液位计或固定高度安装音义液位信号计,对差压式液位计测量值进行监视对差压式液位计测量值进行监视,

61、现利用液位仪表指示报警回路的输入处理功能现利用液位仪表指示报警回路的输入处理功能进行监视报警进行监视报警.63建立逻辑报警联锁控制建立逻辑报警联锁控制进行压力下限进行压力下限泵运行泵运行逻辑报警逻辑报警压力上限定机泵保护联锁控制压力上限定机泵保护联锁控制液位上限停止自动补料联锁控制液位上限停止自动补料联锁控制溶剂超温保护联锁控制溶剂超温保护联锁控制聚合釜压力上限聚合釜压力上限、温度上限或液位上限温度上限或液位上限停止停止加料加料、或聚合釜放空或聚合釜放空、或紧急排料联锁控制等或紧急排料联锁控制等联锁动作和联锁设置联锁联锁动作和联锁设置联锁/解除的操作记录在历史操作记录中都可查到。解除的操作记录

62、在历史操作记录中都可查到。64联锁控制功能画面图列显示联锁控制功能画面图列显示为确保装置生产安全，按照专利技术提供方的技术条件，共设置为确保装置生产安全，按照专利技术提供方的技术条件，共设置50条工艺参数和开关阀（或机泵）的联锁，当工艺参数高于或低于某条工艺参数和开关阀（或机泵）的联锁，当工艺参数高于或低于某规定值时，相应的开关阀（或机泵）会产生联锁动作，使开关阀规定值时，相应的开关阀（或机泵）会产生联锁动作，使开关阀（或机泵）开闭（或启、停），以此来确保工艺设备的操作安全。（或机泵）开闭（或启、停），以此来确保工艺设备的操作安全。每条工艺联锁的投运或解除，均可在工艺流程操作画面上进行单独每条

63、工艺联锁的投运或解除，均可在工艺流程操作画面上进行单独设置，设置结果是用锁图例来表示。当联锁投运时，画面上显示锁设置，设置结果是用锁图例来表示。当联锁投运时，画面上显示锁闭图例，联锁解除时，画面上显示锁开图例。联锁设置的操作记录闭图例，联锁解除时，画面上显示锁开图例。联锁设置的操作记录可在历史操作记录中查到。采用单独联锁可在历史操作记录中查到。采用单独联锁/解除设置的方法优点是灵解除设置的方法优点是灵活，可按工艺具体状况，规定每条联锁是否投运，锁开活，可按工艺具体状况，规定每条联锁是否投运，锁开/锁闭图例鲜锁闭图例鲜明，一目了然。但缺点是组态和调试要逐条进行，增加工作量，不明，一目了然。但缺点

64、是组态和调试要逐条进行，增加工作量，不如统一设置简单。如统一设置简单。有有联锁信号联锁信号无无联锁信号联锁信号联锁投入联锁投入无联锁信号无联锁信号无联锁动作发生无联锁动作发生联锁投入联锁投入有联锁信号有联锁信号有联锁动作发生有联锁动作发生联锁投入运行联锁投入运行联锁解除联锁解除65在线分析仪的应用在线分析仪的应用溶剂溶剂,苯乙烯苯乙烯,丁二烯加料过程中采用电容丁二烯加料过程中采用电容式氧化铝探头式氧化铝探头,进行含水量在线水监测进行含水量在线水监测.当当含水量超过上限含水量超过上限520PPM时安全联锁控时安全联锁控制制,三通自控伐由直通切换到侧通三通自控伐由直通切换到侧通,进入事进入事故缶进

65、行脱水回收处理故缶进行脱水回收处理.聚合反应胶液聚合反应胶液黏度采用振动式在线粘度黏度采用振动式在线粘度测量测量,监测聚合反应粘度变化过程监测聚合反应粘度变化过程,藉以观藉以观察聚合反进行程度察聚合反进行程度.当粘度趋而稳定后当粘度趋而稳定后,判判断聚合反应终点条件之一断聚合反应终点条件之一.在线过程分析仪的选型和探头安装位置及其重要在线过程分析仪的选型和探头安装位置及其重要原料在预热等过原料在预热等过程中程中,因设备渗因设备渗水等原因水等原因,使含使含水量过高水量过高,直接直接影响聚合反应的影响聚合反应的质量与安全质量与安全!66在线分析（在线分析（on-lineanalysis）在生产过程

66、中直接对被控制的产品的特性量值进行检测的分析方法。在生产过程中直接对被控制的产品的特性量值进行检测的分析方法。又称过程分析化学。在线分析分为又称过程分析化学。在线分析分为4种：种：间歇式在线分析间歇式在线分析。在工艺主流程中引出一个支线，通过自动取样系统，在工艺主流程中引出一个支线，通过自动取样系统，定时将部分样品送入测量系统，直接进行检测。所用仪器有过程气相色谱仪、定时将部分样品送入测量系统，直接进行检测。所用仪器有过程气相色谱仪、过程液相色谱仪、流动注射分析仪等。过程液相色谱仪、流动注射分析仪等。连续式在线分析连续式在线分析。让样品经过取样专用支线连续通过测量系统连续进行检测。让样品经过取

67、样专用支线连续通过测量系统连续进行检测。所用仪器大部分是光学式分析仪器，如傅里叶变换红外光谱仪、所用仪器大部分是光学式分析仪器，如傅里叶变换红外光谱仪、光电二极管阵列紫外可见分光光度计等。光电二极管阵列紫外可见分光光度计等。直接在线分析直接在线分析。将化学传感器直接安装在主流程中实时进行检测。将化学传感器直接安装在主流程中实时进行检测。所用仪器有光导纤维化学传感器、传感器阵列、超微型光度计等。所用仪器有光导纤维化学传感器、传感器阵列、超微型光度计等。非接触在线分析非接触在线分析。探测器不与样品接触，而是靠敏感元件把被测介质的物理性质与化学性质转换为探测器不与样品接触，而是靠敏感元件把被测介质的

68、物理性质与化学性质转换为电信号进行检测。非接触在线分析是一种理想的分析形式，特别适用于远距离连续监测。电信号进行检测。非接触在线分析是一种理想的分析形式，特别适用于远距离连续监测。用于非接触在线分析的仪器有红外发射光谱、用于非接触在线分析的仪器有红外发射光谱、X射线光谱分析、超声波分析等。射线光谱分析、超声波分析等。离线分析在时间上有滞后性，得到的是历史性分析数据，离线分析在时间上有滞后性，得到的是历史性分析数据，而在线分析得到的是实时的分析数据，能真实地反映生产过程的变化，而在线分析得到的是实时的分析数据，能真实地反映生产过程的变化，通过反馈线路，可立即用于生产过程的控制和最优化。通过反馈线

69、路，可立即用于生产过程的控制和最优化。离线分析通常只是用于产品（包括中间产品）质量的检验，离线分析通常只是用于产品（包括中间产品）质量的检验，而在线分析可以进行全程质量控制，保证整个生产过程最优化。而在线分析可以进行全程质量控制，保证整个生产过程最优化。在线分析是今后生产过程控制分析的发展方向。在线分析是今后生产过程控制分析的发展方向。67工工业业在在线线分分析析仪仪器器气体在线分析仪器气体在线分析仪器工工业业在在线线分分析析仪仪器器液体在线分析仪器液体在线分析仪器工工业业在在线线分分析析仪仪器器固体在线分析仪器固体在线分析仪器工工业业在在线线分分析析仪仪器器水分在线分析仪器水分在线分析仪器工

70、工业业在在线线分分析析仪仪器器理化浓度分析仪器理化浓度分析仪器工工业业在在线线分分析析仪仪器器水质在线分析仪器水质在线分析仪器工工业业在在线线分分析析仪仪器器环境在线分析仪器环境在线分析仪器工工业业在在线线分分析析仪仪器器烟气连续在线分析仪器烟气连续在线分析仪器工工业业在在线线分分析析仪仪器器污染源排放连续在线分析仪器污染源排放连续在线分析仪器工业在线分析仪器/在线分析仪表68成分分析与生产过程的质量与安全成分分析与生产过程的质量与安全过去过去60年来流程工业年来流程工业主要依靠主要依靠“温度，压力，流量和液位温度，压力，流量和液位”四大热工参数来控制生产过程质量与安全的。四大热工参数来控制生

71、产过程质量与安全的。但是从目前新建的大中型企业来看，这是远远不够的，但是从目前新建的大中型企业来看，这是远远不够的，按按“成分成分”参数来控制生产过程质量与安全参数来控制生产过程质量与安全是必然要提到日是必然要提到日程上来。工艺和自动化工程师应积极推动其厂泛的应用。程上来。工艺和自动化工程师应积极推动其厂泛的应用。市场对流程工业在线分析仪的需求也越来越强烈。市场对流程工业在线分析仪的需求也越来越强烈。如今大型石油化工企业所需的如今大型石油化工企业所需的DCS控制系统和现场总线技控制系统和现场总线技术的国产化的研发己在规划之中，术的国产化的研发己在规划之中，但流程工业急需的在线分析仪的国产化规划

72、尚未形成。但流程工业急需的在线分析仪的国产化规划尚未形成。在线分析仪与控制系统的结合，和适用于成分分析的控制算在线分析仪与控制系统的结合，和适用于成分分析的控制算法等研发工作急需规划与支持。法等研发工作急需规划与支持。697071在线微量水分析仪在线微量水分析仪DCS系统系统执行机构三通电动伐执行机构三通电动伐在线微量水分析联锁控制在线微量水分析联锁控制72进料中/补热中PID串级+前馈温度控制参数自动更换7374乙烯装置使用的在线分析仪器类型和数量乙烯装置使用的在线分析仪器类型和数量根据天津、镇海新建根据天津、镇海新建100万吨万吨/年乙烯装置的设计方案，需要配置的在年乙烯装置的设计方案，需

73、要配置的在线分析仪器类型和数量大致如下：线分析仪器类型和数量大致如下：工业色谱仪工业色谱仪 273 3台台工业质谱仪工业质谱仪 2台台氧化锆氧分析仪氧化锆氧分析仪 11台台燃料气热值仪燃料气热值仪 25台台溶解氧分析仪溶解氧分析仪 1台台工业工业pH计计 19台台工业电导率仪工业电导率仪 16台台75乙烯装置使用的在线分析仪器类型和数量乙烯装置使用的在线分析仪器类型和数量微量水分仪微量水分仪 8台台红外线气体分析器红外线气体分析器 2台台总有机碳总有机碳(TOC)分析仪分析仪 2台台可燃性气体检测报警器可燃性气体检测报警器 180台台有毒性气体检测报警器有毒性气体检测报警器 12台台特殊样品预

74、处理系统特殊样品预处理系统 22套套分析仪小屋及集成分析仪小屋及集成 8套套以上合计以上合计300多台套，仪表设备总投资达多台套，仪表设备总投资达25003000万元，万元，在线分析仪在线分析仪已超过已超过DCS和和ESD系统投资的总和。系统投资的总和。新建新建100万吨乙烯万吨乙烯为什么投这多钱为什么投这多钱用在分析上用在分析上?为了质量与安全为了质量与安全76乙烯裂解工段使用的在线分析仪器乙烯裂解工段使用的在线分析仪器(1)氧化锆氧分析仪氧化锆氧分析仪测量裂解炉排放烟气中的氧含量，计算空气过剩系数，调节风门挡板测量裂解炉排放烟气中的氧含量，计算空气过剩系数，调节风门挡板开度，控制空燃比。每

75、台炉子配开度，控制空燃比。每台炉子配1台氧化锆氧分析仪。台氧化锆氧分析仪。氧化锆氧分析器分为直插式和抽吸式两类，氧化锆氧分析器分为直插式和抽吸式两类，直插式氧化锆氧分析仪可用于燃煤炉、燃直插式氧化锆氧分析仪可用于燃煤炉、燃油炉，但不适用于燃气炉。油炉，但不适用于燃气炉。77乙烯裂解工段使用的在线分析仪器乙烯裂解工段使用的在线分析仪器这是由于采用天然气等气体燃料的炉子，烟道气中往往含有少量的可这是由于采用天然气等气体燃料的炉子，烟道气中往往含有少量的可燃性气体，如燃性气体，如CH4 、H2、CO等。氧化锆探头的工作温度约等。氧化锆探头的工作温度约750左右，左右，在高温条件下，由于铂电极的催化作

76、用，烟气中的氧会和这些气体成在高温条件下，由于铂电极的催化作用，烟气中的氧会和这些气体成分发生氧化反应而耗氧，使测得的氧含量偏低。分发生氧化反应而耗氧，使测得的氧含量偏低。当燃烧不正常时，烟气中的可燃性气体含量较高，与高温探头接触可当燃烧不正常时，烟气中的可燃性气体含量较高，与高温探头接触可能发生起火、甚至发生爆炸。能发生起火、甚至发生爆炸。78乙烯裂解工段使用的在线分析仪器乙烯裂解工段使用的在线分析仪器以前，这种场合一般采用以前，这种场合一般采用抽取采样顺磁式氧分析仪抽取采样顺磁式氧分析仪的方式进行测量，的方式进行测量，例如早期的乙烯裂解炉、以天然气为原料的合成氨一段转化炉等。由例如早期的乙

77、烯裂解炉、以天然气为原料的合成氨一段转化炉等。由于样品处理系统复杂，维护量大，故障率较高等原因，其使用效果并于样品处理系统复杂，维护量大，故障率较高等原因，其使用效果并不理想。不理想。目前，石化行业的目前，石化行业的燃气炉已采用燃气炉已采用抽吸式氧化锆氧分析抽吸式氧化锆氧分析仪仪取代了顺磁式氧分析仪，这种分析器在氧化锆探头之前增加了一取代了顺磁式氧分析仪，这种分析器在氧化锆探头之前增加了一个可燃性气体检测探头，可同时测量烟气中的氧含量和可燃性气体的个可燃性气体检测探头，可同时测量烟气中的氧含量和可燃性气体的含量。其作用有以下几点：含量。其作用有以下几点：79乙烯裂解工段使用的在线分析仪器乙烯裂

78、解工段使用的在线分析仪器在可燃气体检测探头上，可燃性气体与氧发生催化反应而消耗掉，在可燃气体检测探头上，可燃性气体与氧发生催化反应而消耗掉，从而消除了其对氧化锆探头的干扰和威胁；从而消除了其对氧化锆探头的干扰和威胁；用可燃气体检测结果对氧化锆探头的输出值进行修正和补偿，可使用可燃气体检测结果对氧化锆探头的输出值进行修正和补偿，可使氧含量的测量结果更为准确；氧含量的测量结果更为准确；根据可燃气体检测结果判断燃烧工况是否正常，以便及时进行调节根据可燃气体检测结果判断燃烧工况是否正常，以便及时进行调节和控制。和控制。80乙烯裂解工段使用的在线分析仪器乙烯裂解工段使用的在线分析仪器也有在氧化锆探头之前

79、增设两个检测探头的产品，一个是可燃气探头，也有在氧化锆探头之前增设两个检测探头的产品，一个是可燃气探头，一个是甲烷气探头，甲烷气探头的作用是为了更准确地判断天然气的一个是甲烷气探头，甲烷气探头的作用是为了更准确地判断天然气的燃烧工况是否正常。燃烧工况是否正常。例如，例如，Ametek公司公司WDG-IVCM型型烟道气中氧可燃气体甲烷分析烟道气中氧可燃气体甲烷分析仪仪适用于天然气作燃料的锅炉和加热炉，可同时测得烟气中氧、可燃适用于天然气作燃料的锅炉和加热炉，可同时测得烟气中氧、可燃气体气体(H2CO)和甲烷三种成分的含量。和甲烷三种成分的含量。81乙烯裂解工段使用的在线分析仪器乙烯裂解工段使用的

80、在线分析仪器(2)燃料气热值分析仪燃料气热值分析仪乙烯裂解炉使用的燃料，主要是分离工段分离出来的甲烷和其他可燃乙烯裂解炉使用的燃料，主要是分离工段分离出来的甲烷和其他可燃性废气，也采用部分燃料油。性废气，也采用部分燃料油。每条燃料气总管配置每条燃料气总管配置1台燃料气热值分析仪，测量燃料气的热值台燃料气热值分析仪，测量燃料气的热值(发热发热量量)，参与燃烧控制和出口温度控制。，参与燃烧控制和出口温度控制。我国的乙烯装置大多采用美国我国的乙烯装置大多采用美国Fluid Data公司的燃烧法热值分析仪。公司的燃烧法热值分析仪。82乙烯裂解急冷废热锅炉使用水质分析仪器乙烯裂解急冷废热锅炉使用水质分析

81、仪器废热锅炉水质在线监测项目和使用的分析仪器废热锅炉水质在线监测项目和使用的分析仪器离子交换除盐设备水质监测离子交换除盐设备水质监测离子交换除盐设备的离子交换除盐设备的进水水质在线监测项目主要是浊度、化学需氧量进水水质在线监测项目主要是浊度、化学需氧量(COD) 等等，目的是防止进水中残存的悬浮物和有机物对离子交换树脂造，目的是防止进水中残存的悬浮物和有机物对离子交换树脂造成污染。成污染。离子交换除盐设备的离子交换除盐设备的出水水质在线监测项目主要是电导率和二氧化硅含出水水质在线监测项目主要是电导率和二氧化硅含量量，对于，对于g/L级的微量硅酸根离子，电导仪的灵敏度达不到分析要求，级的微量硅酸

82、根离子，电导仪的灵敏度达不到分析要求，因此设置电导仪后仍需设置二氧化硅分析仪。因此设置电导仪后仍需设置二氧化硅分析仪。83乙烯裂解急冷废热锅炉使用水质分析仪器乙烯裂解急冷废热锅炉使用水质分析仪器锅炉给水水质监测锅炉给水水质监测锅炉给水在线监测项目除上述的电导率和二氧化硅含量外，还包括锅炉给水在线监测项目除上述的电导率和二氧化硅含量外，还包括脱脱盐水除氧处理后水中的溶解氧和联氨含量、锅炉给水加药处理后的磷盐水除氧处理后水中的溶解氧和联氨含量、锅炉给水加药处理后的磷酸根含量酸根含量等，采用在线溶解氧、联氨、磷酸根分析仪监测给水水质并等，采用在线溶解氧、联氨、磷酸根分析仪监测给水水质并对除氧和加药过

83、程进行控制。对除氧和加药过程进行控制。84乙烯裂解急冷废热锅炉使用水质分析仪器乙烯裂解急冷废热锅炉使用水质分析仪器锅炉锅水水质监测锅炉锅水水质监测通常是用工业通常是用工业pH计和工业电导仪在线监测锅水的计和工业电导仪在线监测锅水的pH值和电导率，其作用为：值和电导率，其作用为：a. 在汽包炉中，有时炉水的在汽包炉中，有时炉水的pH值显著上升到超过值显著上升到超过PO43浓度所对应的浓度所对应的pH理论值。理论值。很明显，炉水中存在着大量的游离很明显，炉水中存在着大量的游离NaOH。游离。游离NaOH的来源之一补给水，来源的来源之一补给水，来源之二是凝结水。当炉水中游离之二是凝结水。当炉水中游离

84、NaOH过高时，应查明原因，使水处理系统尽量过高时，应查明原因，使水处理系统尽量减少泄漏，应及早堵漏。采取措施后，若减少泄漏，应及早堵漏。采取措施后，若pH值仍过高时，可向炉水中添加磷酸值仍过高时，可向炉水中添加磷酸氢钠来调节炉水的氢钠来调节炉水的pH值。炉水的值。炉水的pH值由工业值由工业pH计监测。计监测。b. 为了使炉水的含盐量和含硅量能维持在极限容许值以下，以及排除炉水中的为了使炉水的含盐量和含硅量能维持在极限容许值以下，以及排除炉水中的水渣，在汽包炉运行时，必须适时、适量地排放掉一部分含杂质量较大的炉水，水渣，在汽包炉运行时，必须适时、适量地排放掉一部分含杂质量较大的炉水，并补入相同

85、量地给水，这一操作称为排污。炉水的含盐量和含硅量由工业电导并补入相同量地给水，这一操作称为排污。炉水的含盐量和含硅量由工业电导仪监测。仪监测。85乙烯压缩、分离工段使用的在线分析仪器乙烯压缩、分离工段使用的在线分析仪器(1)微量水分仪微量水分仪由于在裂解时加入了一定量的稀释蒸汽，同时裂解气又通过了急冷、由于在裂解时加入了一定量的稀释蒸汽，同时裂解气又通过了急冷、碱洗脱酸性气体以及水洗等操作过程，所以不同程度地使裂解气带入碱洗脱酸性气体以及水洗等操作过程，所以不同程度地使裂解气带入了一些水分。了一些水分。裂解气一般含水为裂解气一般含水为400700ppm。在后工序深冷分离时，这些水分将会结成冰。

86、裂解气经过加压后，在在后工序深冷分离时，这些水分将会结成冰。裂解气经过加压后，在一定温度和压力下，这些水分还会和烃类生成白色的水合物结晶，如一定温度和压力下，这些水分还会和烃类生成白色的水合物结晶，如CH46H2O、CH47H2O、C4H107H2O等。结晶会堵塞管道和设备，使等。结晶会堵塞管道和设备，使分离过程不能顺利进行。分离过程不能顺利进行。86乙烯压缩、分离工段使用的在线分析仪器乙烯压缩、分离工段使用的在线分析仪器为了防止结冰和生成烃类水合物晶体，必须除去裂解气中的水分，在为了防止结冰和生成烃类水合物晶体，必须除去裂解气中的水分，在深冷分离中，深冷分离中，要求裂解气的露点为要求裂解气的

87、露点为70，含水量在，含水量在2ppm左右左右，有，有的工艺要求的工艺要求1ppm，因此要对裂解气进行深度干燥脱水。，因此要对裂解气进行深度干燥脱水。微量水分仪用于干燥器出口，监测裂解气经干燥处理后的含水量。微量水分仪用于干燥器出口，监测裂解气经干燥处理后的含水量。此外，在分离流程中，氢气、碳二馏分、碳三馏分在进入加氢脱炔反此外，在分离流程中，氢气、碳二馏分、碳三馏分在进入加氢脱炔反应器之前，也需采用分子筛干燥剂进行干燥，干燥效果用微量水分仪应器之前，也需采用分子筛干燥剂进行干燥，干燥效果用微量水分仪监测。监测。目前目前我国乙烯装置大多使用电容式微量水分仪我国乙烯装置大多使用电容式微量水分仪。

88、87(2)工业气相色谱仪工业气相色谱仪(3)红外线气体分析器红外线气体分析器(4)工业色谱仪在加氢反应器中的应用工业色谱仪在加氢反应器中的应用(5)工业色谱仪和红外分析仪在乙烯、丙烯精馏塔中的应用工业色谱仪和红外分析仪在乙烯、丙烯精馏塔中的应用在乙烯精馏塔的前馈在乙烯精馏塔的前馈-反馈控制系统中，工业色谱仪和红外分析仪扮演着重要角反馈控制系统中，工业色谱仪和红外分析仪扮演着重要角色。色。根据工业色谱仪测得的塔顶乙烯产品中的乙烷含量，控制塔顶回流量，并对精根据工业色谱仪测得的塔顶乙烯产品中的乙烷含量，控制塔顶回流量，并对精馏塔馏塔C2进料量调节回路进行前馈补偿。塔顶色谱仪同时分析乙烯产品的杂质含

89、进料量调节回路进行前馈补偿。塔顶色谱仪同时分析乙烯产品的杂质含量，确保乙烯产品纯度达到量，确保乙烯产品纯度达到99.9%以上，各种杂质含量符合要求。以上，各种杂质含量符合要求。乙烯压缩、分离工段使用的在线分析仪器乙烯压缩、分离工段使用的在线分析仪器成分参数直接用于闭环控制88间歇和连续生产过程区别（一）间歇和连续生产过程区别（一）产品产品：多种产品多种产品单一产品单一产品工程单元：工程单元：关系变化关系变化关系恒定关系恒定管理方式：管理方式：计划型计划型平衡型平衡型干扰：干扰：品牌变更品牌变更催化剂等催化剂等运行状运行状：过度状态过度状态稳定状态稳定状态操作人员：操作人员：人工介入人工介入现场

90、巡监现场巡监间歇过程间歇过程连续过程连续过程间歇间歇过程复杂过程复杂89间歇和连续生产过程区别（二）间歇和连续生产过程区别（二）温度温度升温恒温降温升温恒温降温恒温为主恒温为主压力：周期性变化压力：周期性变化相对稳定相对稳定流量：批量控制流量：批量控制稳定流量稳定流量液位：周期性变化液位：周期性变化相对稳定相对稳定控制：周期性运行控制：周期性运行长期稳定运行长期稳定运行间歇过程间歇过程连续过程连续过程仪表测量精度要求高仪表测量精度要求高90间歇和连续生产过程区别（三）间歇和连续生产过程区别（三）工程设计：工程设计：程序设计程序设计回路设计回路设计调试：调试：仿真调试仿真调试信号调试信号调试投运

91、：投运：多次投运多次投运一次投运一次投运设备功能：设备功能：多种功能多种功能功能固定功能固定间歇过程间歇过程连续过程连续过程组态工程量大组态工程量大91间歇聚合程序控制水平间歇聚合程序控制水平92一个单产品间歇生产过程一个单产品间歇生产过程:其每批产品的生产都是按照配方规定的同一操作顺序、其每批产品的生产都是按照配方规定的同一操作顺序、相同的原料配比和工艺参数进行。相同的原料配比和工艺参数进行。多产品间歇生产过程多产品间歇生产过程:生产一族不同规格的产品。各批产品的操作及其顺序相同，生产一族不同规格的产品。各批产品的操作及其顺序相同，只是原料配比和工艺参数，例如温度、压力有些改变。只是原料配比

92、和工艺参数，例如温度、压力有些改变。多用途间歇生产过程多用途间歇生产过程:产品生产可以按不同的路径，即产品的生产流程产品生产可以按不同的路径，即产品的生产流程和工艺参数都可以改变。和工艺参数都可以改变。间歇生产过程生产的产品分类间歇生产过程生产的产品分类:单产品、多产品和多用途单产品、多产品和多用途三类三类。93间歇聚合间歇聚合批量程序控制批量程序控制聚合反应控制主程序聚合反应控制主程序原料助剂单元操作原料助剂单元操作(加料加料,补料等补料等)子子程序程序辅助运算程序辅助运算程序聚合釜安全联锁保护程序聚合釜安全联锁保护程序94批量批量程序程序功能程序程序功能六种牌号的生产管理六种牌号的生产管理

93、助剂投料前的自动准备工作助剂投料前的自动准备工作投料前工艺条件自动检查投料前工艺条件自动检查按顺序自动投入各种原料和计量联锁控制按顺序自动投入各种原料和计量联锁控制各种助剂按时定量自动加入控制各种助剂按时定量自动加入控制加料管线和测控元件及时自动冲洗控制加料管线和测控元件及时自动冲洗控制聚合釜反应温度自动控制聚合釜反应温度自动控制聚合釜自动出料和终止剂加入控制聚合釜自动出料和终止剂加入控制浓缩釜自动出胶和防老剂加入控制等浓缩釜自动出胶和防老剂加入控制等95举例说明举例说明AN补料补料过程的过程的批量批量控制程序控制程序PHPLAN补料补料待机状待机状ST0步步96向向缶缶内内进进行行程程序序批

94、批量量补补料料机泵停机泵停?补料缶液位空补料缶液位空?伐门全闭伐门全闭?故故障障信信容容故障处理完再开故障处理完再开忽略故障忽略故障程序框图例程序框图例程序运行中程序运行中标记标记程序待机程序待机程序启运程序启运逻辑命令逻辑命令工艺工艺条件条件安全安全检查检查正常正常异常故障信息故障信息发生标记发生标记PHPL97程序框图例程序框图例补料补料开始开始开伐开伐初始化工作伐故障98程序框图例程序框图例判断判断补料补料结束结束初步初步条件条件判断判断补料补料结束结束条件条件PL补料超时99程序框图例程序框图例PH补料超时补料补料结束结束伐伐闭全闭全命令命令联锁联锁紧急紧急停止停止补料补料逻辑逻辑命令

95、命令结束结束状态状态待机待机100V3505补料补料聚合出料与掺混聚合出料与掺混聚合出料聚合出料掺和流量比例程序控制掺和流量比例程序控制1019 9程序运行状态画面程序名(运行/待机)故障运行运行步数步数102指导操作人员准确准时启动相应的程序指导操作人员准确准时启动相应的程序103程序程序管理管理程序运行的启动程序运行的启动,停止停止程序自动程序自动,半自动半自动,步进方式执行的选择步进方式执行的选择程序语句程序语句(步步)运行标志前进运行标志前进,后退的操作后退的操作程序运行参数程序运行参数标志和字符串设定标志和字符串设定程序语句的修改和存盘程序语句的修改和存盘程序运行信息汇总显示程序运行

96、信息汇总显示适合程序操作员维护程序使用适合程序操作员维护程序使用104生产装置的安全应从设计选型生产装置的安全应从设计选型,施工安装、运行维护贯穿全过程施工安装、运行维护贯穿全过程聚合釜温度聚合釜温度:选用低惯性测温元件选用低惯性测温元件.当釜体积增大时当釜体积增大时,应在釜的应在釜的轴向和径向设置测温点轴向和径向设置测温点,以求取釜内平均温度和最高温度以求取釜内平均温度和最高温度.为观察其温度变化趋势为观察其温度变化趋势,求出平均温度变化率求出平均温度变化率.各测温点之各测温点之间相差最大达间相差最大达1020C.在按近反应终点各测温点和平均温在按近反应终点各测温点和平均温度才趋向一致度才趋

97、向一致.聚合釜冷却水进出口和夹套内设置测温点聚合釜冷却水进出口和夹套内设置测温点,以观察撤热情况以观察撤热情况.聚合液位在釜底采用插入式法兰液面计聚合液位在釜底采用插入式法兰液面计,釜中部装有音义液位釜中部装有音义液位信号计或釜顶部装超声波液位计信号计或釜顶部装超声波液位计.用以校正插入式法兰液面用以校正插入式法兰液面计因釜内介质组成变化引起比重变化带来的误差计因釜内介质组成变化引起比重变化带来的误差.聚合釜压力采用法兰压力变送器聚合釜压力采用法兰压力变送器,为防釜内介质堵塞为防釜内介质堵塞,分别二分别二个取压口个取压口.聚合釜粘度聚合釜粘度,采用插入振动式粘度计采用插入振动式粘度计.为防止釜

98、合釜内介质粘挂在所有测量元件表面上为防止釜合釜内介质粘挂在所有测量元件表面上,在用溶剂每次冲洗釜壁同时冲洗在用溶剂每次冲洗釜壁同时冲洗确保测量元件正常工作确保测量元件正常工作.105聚合釜液相平均温度自动求取与控制聚合釜液相平均温度自动求取与控制VPT时间时间VPT间歇聚合间歇聚合温度温度程序控制程序控制锂系间歇聚合温度控制方法锂系间歇聚合温度控制方法专利号专利号ZL97111795.0采用双法兰差压液位变送器的测量精常受助采用双法兰差压液位变送器的测量精常受助剂配置浓度变化引起比重变化的影响剂配置浓度变化引起比重变化的影响,使用时应加强校正使用时应加强校正.对玻璃液位计外设对玻璃液位计外设T

99、V电电视探头视探头.对重要设备增加超声波液位计或固定高度安对重要设备增加超声波液位计或固定高度安装音义液位信号计装音义液位信号计,对差压式液位计测量值进行监视对差压式液位计测量值进行监视,现利用液现利用液位仪表指示报警回路的输入处理功能进行监位仪表指示报警回路的输入处理功能进行监视报警视报警1061原料和助剂缶的压力控制原料和助剂缶的压力控制2原料和助剂缶的收料和加料的批量控制原料和助剂缶的收料和加料的批量控制3间歇生产聚合反应过程的加料预热温度控制间歇生产聚合反应过程的加料预热温度控制4预聚釜和聚合釜反应温度的程序预估控制预聚釜和聚合釜反应温度的程序预估控制5间歇生产聚合反应过程中软测量技术

100、的应用间歇生产聚合反应过程中软测量技术的应用4间歇预聚釜和聚合釜的反应温度平均值求取和显示间歇预聚釜和聚合釜的反应温度平均值求取和显示5预聚釜和聚合釜的反应温度，压力，粘度和液位变化率求取和显示预聚釜和聚合釜的反应温度，压力，粘度和液位变化率求取和显示6间歇生产过程中的自控伐和机泵等的逻辑控制间歇生产过程中的自控伐和机泵等的逻辑控制7间歇聚合生产过程的程序控制间歇聚合生产过程的程序控制8溶剂回收精制连续生产过程的控制方案溶剂回收精制连续生产过程的控制方案间歇聚合反应生产过程的控制方案间歇聚合反应生产过程的控制方案107 聚合釜温度控制曲线聚合釜温度控制曲线108多种信息显示多种信息显示文字文字

101、时间时间电量电量软测量软测量程序进展阶段程序进展阶段1097 7 机泵机泵,搅拌和自控伐在流程画面的动态显示搅拌和自控伐在流程画面的动态显示三通三通自控伐自控伐程序程序待机待机搅拌搅拌机泵机泵调节伐调节伐含水量含水量三通伐三通伐联锁联锁联锁无效联锁无效回收缶110流程画面图例的说明流程画面图例的说明当控制设备图例轮廓外形白色时为自动方式当控制设备图例轮廓外形白色时为自动方式A，黄色为手动方式黄色为手动方式M，填充色填充色:由由DO/DI或调节伐开度或调节伐开度AO决定决定当自动或手动命令当自动或手动命令DO/DI=1时，执行部分时，执行部分/伐体充满红色，伐体充满红色，命令命令DO/DI=0时

102、执行部分时执行部分/伐体充满绿色，伐体充满绿色，锁开锁开/闭表示联锁动作有效闭表示联锁动作有效/无效无效:锁开表示无效锁开表示无效,即联锁解除即联锁解除锁闭表示有效锁闭表示有效,即联锁投入。即联锁投入。锁内填充红锁内填充红/绿色绿色:由联锁信号或联锁动作产生来决定由联锁信号或联锁动作产生来决定.联锁动作和联锁设置联锁联锁动作和联锁设置联锁/解除的操作记录在历史操作记录中都可查到。解除的操作记录在历史操作记录中都可查到。采用单独联锁投运采用单独联锁投运/解除设置的方法，可按工艺当时的状况，解除设置的方法，可按工艺当时的状况，灵活设置每条联锁是否投运，灵活设置每条联锁是否投运，“锁闭锁闭/锁开锁开

103、”图例鲜明，一目了然。图例鲜明，一目了然。但缺点是组态和调试设置要逐条进行，增加工作量，不如统一设置简单但缺点是组态和调试设置要逐条进行，增加工作量，不如统一设置简单111，。间歇控制的设备间歇控制的设备二位式自控阀二位式自控阀,三通控制阀三通控制阀,机泵搅拌马达机泵搅拌马达。利用利用DCS系统提供的编程语言编制非标准功能模块系统提供的编程语言编制非标准功能模块FM开发了开发了“自控阀控制回路自控阀控制回路”，“直通一侧通三通阀控制回路直通一侧通三通阀控制回路”和和“机泵类控制回路机泵类控制回路” 每个阀控制回路均可在工艺流程画面阀门图例上调出每个阀控制回路均可在工艺流程画面阀门图例上调出“功

104、能键功能键”，进行操作。，进行操作。间歇生产过程中大量使用二位式控制器件，例如通间歇生产过程中大量使用二位式控制器件，例如通/断型二位阀控制各种物料传输断型二位阀控制各种物料传输。每个进口阀和出口阀上都装有位置开关，在开始传输物料时，用来检查阀门的位置。每个进口阀和出口阀上都装有位置开关，在开始传输物料时，用来检查阀门的位置。常用的二位控制设备还有电机和泵。常用的二位控制设备还有电机和泵。间歇生产过程的现场输入间歇生产过程的现场输入/输出（输出（I/O）信号）信号60%85%是开关量或数字量，是开关量或数字量，模拟量仅占模拟量仅占15%40%。自动方式自动方式手动开阀手动开阀联锁联锁/解除解除

105、手动闭阀手动闭阀操作取消操作取消确认确认手动方式手动方式112ab机泵运行操作机泵运行操作ab双泵运行有四种选择方式双泵运行有四种选择方式： a和和b泵均可单独启停、泵均可单独启停、a和和b泵同时启停、泵同时启停、a泵先启动，泵先启动，b泵接力泵接力(根据压力或流量根据压力或流量)、b泵先启动，泵先启动，a泵接力泵接力(根据压力或流量根据压力或流量) ，由操作工按照工艺对泵的要求来选择其运行方式。由操作工按照工艺对泵的要求来选择其运行方式。自动方式是控制回路接受程序控制发来的自动命令动作，自动方式是控制回路接受程序控制发来的自动命令动作，而手动方式为在工艺流程画面上进行远距离人工，对现场开关设

106、备进行操作。而手动方式为在工艺流程画面上进行远距离人工，对现场开关设备进行操作。ab泵选择泵选择自动方式自动方式手动方式手动方式手动开泵手动开泵手动停泵手动停泵联锁联锁/解除解除操作取消操作取消确认确认113DCS实实现现控控制制和和联联锁锁的的五五种种形形式式同一站站分开与PLC与继电器与SIS发发展展中中114安全需考虑的问题安全需考虑的问题1）强调安全控制系统和非安全控制系统的集成。出于节约成本的考虑，如何强调安全控制系统和非安全控制系统的集成。出于节约成本的考虑，如何让企业在现有的非安全控制系统的基础上，以较低的开发设计成本实现自己让企业在现有的非安全控制系统的基础上，以较低的开发设计

107、成本实现自己的安全方案的安全方案，也同样是供应商们应该思考的问题之一。，也同样是供应商们应该思考的问题之一。2）石化生产中涉及物料危险性大，生产工艺技术复杂，运行条件苛刻，易出）石化生产中涉及物料危险性大，生产工艺技术复杂，运行条件苛刻，易出现突发灾难性事故。除安全安防外，现突发灾难性事故。除安全安防外，一套具有专业知识的，一套具有专业知识的，高度信息化，高度信息化，智能化的故障应急处理系统，智能化的故障应急处理系统，有助于避免或减少严重事故的发生。有助于避免或减少严重事故的发生。3）吉林石化公司双苯厂苯胺装置发生爆炸。据不完全统计，死亡）吉林石化公司双苯厂苯胺装置发生爆炸。据不完全统计，死亡

108、5人，人，70多人多人受伤，这场爆炸事故的原因已初步查明，主要是由于苯胺装置的硝化单元受伤，这场爆炸事故的原因已初步查明，主要是由于苯胺装置的硝化单元T-102塔发生堵塞，出现循环不畅，由于处理不当，发生了爆炸。面对这些，塔发生堵塞，出现循环不畅，由于处理不当，发生了爆炸。面对这些，我们不禁要问：我们不禁要问：石化行业的安隐患何时才能解决石化行业的安隐患何时才能解决?怎样才能解决？怎样才能解决？4）过程工厂的熟练工程师越来越缺乏，但需要在更短的响应时间内，作出更）过程工厂的熟练工程师越来越缺乏，但需要在更短的响应时间内，作出更好的决策，并完成处理更复杂的控制过程。好的决策，并完成处理更复杂的控

109、制过程。ExperionPKS的开发就可以满的开发就可以满足这一需求。足这一需求。”5）安全（防火，防爆，防毒，防误操作等）、安防与过程控制的集成安全（防火，防爆，防毒，防误操作等）、安防与过程控制的集成6）企业必须在寻求安全和过分谨慎之间取得平衡。）企业必须在寻求安全和过分谨慎之间取得平衡。“安全风险的代价和实施安全风险的代价和实施措施的成本之间有一个平衡点，过分的安全控制可能会阻碍工厂底层的正常措施的成本之间有一个平衡点，过分的安全控制可能会阻碍工厂底层的正常运行，运行，”“你必须在安全性和工厂底层运行效率间进行权衡。你必须在安全性和工厂底层运行效率间进行权衡。”7)到目前为止到目前为止(

110、2010-10),有关仪表安全系统有关仪表安全系统(SIS)正处在发展完善之中正处在发展完善之中,应注意仪表安全系统应注意仪表安全系统(SIS)技术培训技术培训115日前有关的争论摘录如下日前有关的争论摘录如下安全系统能否与控制系统结合的争论安全系统能否与控制系统结合的争论大多数关于这方面的讨论并不是由最终用户推动的，而是来自于传统的大多数关于这方面的讨论并不是由最终用户推动的，而是来自于传统的多重模件化冗余系统的供应商，他们是传统系统技术的既得利益者。他多重模件化冗余系统的供应商，他们是传统系统技术的既得利益者。他们暗示用户：把控制系统和安全系统结合到单一的可靠平台上将会使你们暗示用户：把控

111、制系统和安全系统结合到单一的可靠平台上将会使你的工厂处于的工厂处于“不安全不安全”的状态。的状态。通过采用现代化的、高集成度的处理技术，采用防火墙和主动诊断技术，通过采用现代化的、高集成度的处理技术，采用防火墙和主动诊断技术，在共同的环境中功能性地把控制和安全系统分开是完全可以保证安全的，在共同的环境中功能性地把控制和安全系统分开是完全可以保证安全的，也能够满足国际安全标准的要求。也能够满足国际安全标准的要求。116DCS+ESD结合争论的观点结合争论的观点反对控制反对控制和安全结合技术的典型争论是这样的：和安全结合技术的典型争论是这样的：“过程控制器不能被应用于安全保护功能。过程控制器不能被

112、应用于安全保护功能。”“如果你没有采用三重化冗余的系统，那你就是在增加自己的风险。如果你没有采用三重化冗余的系统，那你就是在增加自己的风险。”“把控制系统和安全系统结合在一起不是一种好的做法。把控制系统和安全系统结合在一起不是一种好的做法。”把控制系统和安全系统结合起来的理由把控制系统和安全系统结合起来的理由这使最终用户可以在保持所需要的安全等级的同时减少费用。这使最终用户可以在保持所需要的安全等级的同时减少费用。这样也可以在项目工程实施和测试阶段节约费用。这样也可以在项目工程实施和测试阶段节约费用。在系统调试阶段也会有其它方面的费用减少，在系统调试阶段也会有其它方面的费用减少，因为整个完整的

113、系统可以在受控的环境下进行预先测试，因为整个完整的系统可以在受控的环境下进行预先测试，耍这样就不会导致两个相互隔离的不同系统运到现场后才第一次对接。耍这样就不会导致两个相互隔离的不同系统运到现场后才第一次对接。全生命周期成本减少的好处。采购、备品备件管理和培训还只是全生命周期成本减少的好处。采购、备品备件管理和培训还只是最终用户采用单一的控制、安全系统所得到好处的一小部分。最终用户采用单一的控制、安全系统所得到好处的一小部分。117为何要独立设置为何要独立设置ESD系统呢？系统呢？当然一般安全联锁保护功能也可由当然一般安全联锁保护功能也可由DCS来实现。但是对于来实现。但是对于较大规模的紧急停

114、车系统应按照安全独立原则与较大规模的紧急停车系统应按照安全独立原则与DCS分开分开设置。设置。这样做主要有以下几方面原因：这样做主要有以下几方面原因：（1）降低控制功能和安全功能同时失效的概率，）降低控制功能和安全功能同时失效的概率，当维护当维护DCS部分故障时也不会危及安全保护系统部分故障时也不会危及安全保护系统;（2）对于大型装置或旋转机械设备而言，紧急停车系统）对于大型装置或旋转机械设备而言，紧急停车系统响应速度越快越好。响应速度越快越好。这有利于保护设备，避免事故扩大；这有利于保护设备，避免事故扩大；并有利于分辨事故原因记录。而并有利于分辨事故原因记录。而DCS处理大量过程监测信处理大

115、量过程监测信息，因此其响应速度息，因此其响应速度难以作得很快；难以作得很快；（3）DCS系统是过程控制系统，是动态的，需要人工频系统是过程控制系统，是动态的，需要人工频繁的干预，这有可能引起人为误动作；而繁的干预，这有可能引起人为误动作；而ESD是静态的，是静态的，不需要人为干预，这样设置不需要人为干预，这样设置ESD可以避免人为误动作。可以避免人为误动作。118中小企业先把自己的事做好对照本企业采用的危险化工工艺及其特点，对照本企业采用的危险化工工艺及其特点，确定重点监控的工艺参数，装备和完善自动控制系统确定重点监控的工艺参数，装备和完善自动控制系统，大型和高度危险化工装置要按照推荐的控制方

116、案装备紧急停车系统。大型和高度危险化工装置要按照推荐的控制方案装备紧急停车系统。首批重点监管的危险化工目录首批重点监管的危险化工目录和和首批重点监管的危险化工工艺安全控制首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案要求、重点监控参数及推荐的控制方案本企业工本企业工艺是否在艺是否在目录中吗目录中吗?企业目前企业目前的控制与的控制与推荐的方推荐的方案差距有案差距有吗吗?119对各个报警层的管理为流程设备的可靠运行奠定了基础对各个报警层的管理为流程设备的可靠运行奠定了基础工艺与自动化工程师应有目的对众多报警信号进行分类和归类整理工艺与自动化工程师应有目的对众多报警信号进行分类

117、和归类整理,不仅可以提高设备的可靠性不仅可以提高设备的可靠性,还可以实现更高的经济性还可以实现更高的经济性.120声光报警声光报警:操作站的报警信息是采用分组分区报警管理系统，操作站的报警信息是采用分组分区报警管理系统，避免出现与本操作站无直接关系的工艺报警。避免出现与本操作站无直接关系的工艺报警。将工艺报警点分成多将工艺报警点分成多256编组，编组，每组的报警点能送到多个指定操作站每组的报警点能送到多个指定操作站CRT上进行报警显示。上进行报警显示。因此每个操作站组态时可以选择与本岗位有关的过程报警点因此每个操作站组态时可以选择与本岗位有关的过程报警点编组信息，对于涉及安全重要的报警信息，编

118、组信息，对于涉及安全重要的报警信息，如预聚釜、聚合釜温度、压力超高等如预聚釜、聚合釜温度、压力超高等报警信息编组，应同时送到各操作报警信息编组，应同时送到各操作站。站。 语音报警语音报警:另外利用微机的录音机录制报警声音信息文件，另外利用微机的录音机录制报警声音信息文件，和和DCS系统报警信息组成声音报警信息。系统报警信息组成声音报警信息。MPS装置仅设置装置仅设置“预聚釜液位超高预聚釜液位超高;注意各加料量注意各加料量”;“聚合釜温度超温聚合釜温度超温;注意釜温控制注意釜温控制”和和“预聚和聚合程序自动导航信息预聚和聚合程序自动导航信息”等十多条，等十多条，目的提醒操作人员及时处理报警目的提醒操作人员及时处理报警.声音报警不宜过多声音报警不宜过多,以免影响控制室内的宁静。以免影响控制室内的宁静。:报警信息报警信息