SCS 操作手册070128.docx

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SCS操作手册070128

第一部分概述

1概述

1.1介绍

本自动控制书描述针对的是吸附分离单元吸附塔操作的自动控制及连续控制系统（SCS）。

该SCS系统有Axens（工艺所有者）开发、设定及提供。

1.2吸附分离单元的原理

吸附分离单元主要是从二甲苯－乙苯混合物进料中连续分离出对二甲苯。

这一分离过程主要基于物理吸附原理。

1.2.1物理选择吸附分离

当进料物流（C8芳烃）流经选择性分子筛时，对二甲苯吸附能力高于乙苯及其他二甲苯。

当解吸剂（对二乙基苯）流经吸附有C8芳烃的分子筛时，解吸剂能迅速脱除乙苯、邻二甲苯及间二甲苯。

对二甲苯解吸的速度低于其他化合物因而得以分离。

然后解吸剂可经蒸馏进行分离。

操作条件（温度、水力参数）根据吸附的动力学与热力学平衡来进行选择。

设置操作压力的目的是保持混合物呈液相。

1.2.2模拟移动床

由于固体吸附剂的循环并不可行，为了将上图描述的分离过程应用于工业生产，采用模拟移动床：

连续移动进料、解吸剂注入、抽出液和抽余液采出的位置来达到循环的效果。

两个吸附塔各有12个床层并进行连续操作。

每一床层测液体进料收集在一个塔盘上，该塔盘能注入进料、解吸剂或者内部充液并进行抽出液和抽余液的采出。

然后液体进料进行再分布到下一个床层。

在每一床层上，进口及出口物流通过各流股的自动控制开关阀进行控制。

这些阀门由SCS根据特定的工艺参数进行控制。

第二部分

自动控制描述（吸附塔部分）

2自动控制描述（吸附塔部分）

下面章节描述了自动控制在一组吸附塔内的应用。

自动控制对于其它组的吸附塔来说都是一样的，因此该描述也可用于其它组吸附塔。

2.1控制器

2.1.1SCS监控下的控制器

在吸附塔内，共有7股物流注入、采出和循环。

这7股物流在SCS监控下由7个控制器来控制。

控制器由SCS系统中的PLC来持行，控制器的输入和输出通过PLC的模拟卡连接到单元上。

●2股采出物流：

－抽出液由流量阀控制。

－抽出液由压力阀控制。

压力阀控制是为了保持B吸附塔的压力稳定。

●3股注入物流：

－进料由流量阀控制。

－解析剂由流量阀控制。

－反洗液由流量阀控制。

●2股物流通过泵由一个塔的顶部循环到另一个塔的底部。

－A塔循环由压力阀控制。

用压力阀控制是为了保持A吸附塔的压力稳定。

－B塔循环由流量阀控制。

2.1.2顺序运行阶段控制器的管理

●设置点的管理

每次都要改变从一个塔到另一个塔的注入或采出物流的开关位置和从一个塔到另一个塔的循环流量。

因此要自动调整循环泵控制器的设置点。

●输出管理

当循环泵的流量变化时，相应的控制阀要尽快达到新的平衡点以保证较小的压力波动。

由于开关阀是从一个床层转换到另一个床层，因此要储存与达到新平衡时的控制阀位置相对应的控制器输出值。

因此当循环泵的流量改变时，控制器会在较短时间内自动调整，且控制器的输出值要与前个循环储存下来的平衡值相符。

2.1.3控制器测量冗余

为了达到可靠性和冗余量的目的，控制器由2个传送器组成。

有主要的传送器和备用的传送器。

对于流量测量，主要的传送器是透平流量计，备用的传送器是孔板流量计。

操作人员可以手动的选择传送器但还可以按SCS的自动控制要求来进行选择。

当发现传送器有误差时要选择自动控制，如果备用传送器给出一致的测量值那控制器就要使用备用传送器。

2.1.4控制器的配置

●孔板流量计补偿（温度）[见下面图解中的注解A]

PLC和DCS都使用孔板流量计，因此孔板流量计的补偿可以由两个系统持行。

该补偿需要在孔板流量计附近进行温度测量。

该测量仪要连接到DCS中然后将测量值传送到SCS系统中。

●孔板测量值传送到DCS和PLC系统。

[见下面图解中的注解B]

孔板流量计的测量值要传送到DC转发器转发到DCS和PLC系统。

DC转发器不在Axens的范围内。

它有一个4-20mA的输入（仪表）和两个4-20mA的输出（DCS和PLC）。

其中一个输出连接到DCS另一个连接到PLC。

●PLC系统中的控制器管理[见下面图解中的注解C]

PLC系统中的流量控制器可以使用孔板流量计或透平流量计的输出值。

PLC系统中持行开关的选择。

输出值可由操作人员在SCS控制台进行选择。

PLC系统中二选一压力测量仪的控制器管理也是一样的原理。

PLC系统中的控制器持行安全的动作：

任何时候设置点、输出和方式都会被连锁（参考第6章）。

●双线电信号线[见下面图解中的注解D]

控制阀可以由DCS控制器或PLC控制器来管理。

硬件选择开关可以预见DCS和PLC之间的控制转换。

该开关由操作人员安装在控制室内的就地板上。

操作开关的当前位置由DCS来读取并在DCS控制台中显示。

就地盘的推动按钮和DCS控制台中显示的状况要用“DCS”和“PLC”标签标示。

●控制阀的远程控制器[见下面图解中的注解E]

控制阀的开度要由远程控制阀来测量并通过4-20mA的信号线传送到PLC中。

2.1.5配置图解

图解1A：

进料、解析剂、反洗物流流量控制器的配置。

图解1B：

B塔循环物流流量控制器的配置。

图解2：

抽余液物流流量计的配置。

抽余液物流没有流量控制器。

然而，抽余液的流量是调节吸附塔的重要参数。

因此，像流量控制器那样，也用到了两个流量计（孔板和透平）和一个选择开关。

图解3A：

抽余液物流压力控制器的配置。

图解3B：

A塔物流压力控制器的配置。

2.1.6Varipass

Varipass技术用于调节旁路的流量以便很好的调整本单元。

每一步都要对24个流量进行单独调节。

2.2开关阀

在吸附塔周围，注入和采出物流由120个开关阀来进行切换。

这些阀由SCS和PLC系统进行监控。

它们的输入和输出都要连接到PLC系统的数据卡上。

同时，在床层与床层之间的同步旁路上有24个开关阀。

这些同步旁路用于对注入和采出物流进行冲洗。

2.2.1开关阀的监控

这些开关阀由2个限位开关组成，它能预见阀的开关时间间隔。

在SCS系统中对每个阀的时间间隔进行管理。

阀运行时，当时间间隔过后，阀的设定状态如下：

开阀要求：

限位开关开（LSO）

限位开关关（LSC）

阀的状态（时间间隔之后）

开

关

开

关

失效（检测阀或LSO）

开

失效（检测阀或LSC）

关

开

失效（检测阀）

关阀要求：

限位开关开（LSO）

限位开关关（LSC）

阀的状态（时间间隔之后）

关

开

关

失效（检测阀或LSC）

开

失效（检测阀或LSO）

开

关

失效（检测阀）

2.2.2顺序运行阶段开关阀的管理

通常情况下进料、解析剂、反洗、抽出和抽余物料的开关阀是关闭的。

在较短的时间内（开关时间），5个阀（每股物料的一个阀）先开后关。

重复该动作，直到每股物料的所有阀都依次进行一次开关。

通常情况下24个旁路的开关阀是开着的。

每股物料的阀门都要与旁路阀联合。

当与旁路阀联合的阀门打开时，旁路阀要同时关闭。

当阀关闭，与之联合的旁路阀要打开。

当所有的阀都进行一次开关（一次完整的循环），就要重复该操作。

这些循环要在SCS的监控下连续进行。

SCS中设定了阀打开的时间和持续的时间。

每个阀都要单独进行设定。

操作的时间选择要准确，以便解释远程PLC系统监控在计算机中的应用。

2.2.3开关阀的连锁

SCS系统中可以预见阀的连锁。

这项功能启动后，如果一股物料上的所有阀没有同时关闭（即使是在较短的时间内），那就要对SCS进行检测。

配置错误或阀的功能失效可能引起这种情况的发生，这种情况的发生会导致吸附塔的压力冲撞。

2.2.4开关阀的失效

SCS系统要考虑开关阀的失效，SCS系统要自动的改变这些阀的顺序和控制器的监控。

该功能可在不停止循环的情况下对阀门进行现场维修。

过后在操作条件下，系统要恢复正常顺序。

为保证吸附分离的性能，如果失效阀数超过了先前设定的最大值，就要自动停止循环。

工程师在SCS中输入这些可变参数。

特别是对那些相同物料并安装在连续床层中的阀门，如果这些阀门的失效数超过2个那就要自动停车。

在停车期间，所有的阀门都要保持在当前状态。

检验

阀门装有2个限位开关，要设定开或关的最大时间（时间间隔）。

持行开或关后，当时间间隔过后，要对限位开关进行以下的检测：

开阀要求：

限位开关开（LSO）

限位开关关（LSC）

阀的状态（时间间隔之后）

开

关

开

关

失效（检测阀或LSO）

开

失效（检测阀或LSC）

关

开

失效（检测阀）

关阀要求：

限位开关开（LSO）

限位开关关（LSC）

阀的状态（时间间隔之后）

关

开

关

失效（检测阀或LSC）

开

失效（检测阀或LSO）

开

关

失效（检测阀）

开阀期间发生失效时采取的顺序/手动操作

这些操作对所有类型的阀门都适用（进料、反洗、抽出液和抽余液），除了解析剂物流上的阀门外。

如果旁路阀失效，没有任何特殊的操作。

进料、反洗、抽出液和抽余液在开阀时发生阀失效。

相应的床层就要按顺序被旁路掉，然后备份上一床层的资料。

解析剂在开阀时发生阀失效

相应的床层就要按顺序被旁路掉，然后备份下一床层的资料。

YesNo

注解

（1）

注解

（1）：

如果有必要检查该阀门的限位开关，操作人员要在SCS操作台上将阀设置成维修状态然后申请阀门的维修方法

－开阀发生阀失效后的维修操作－

关阀期间发生失效时采取的顺序/手动操作

YesNo

Yes

产品不合格No

注解

（1）

注解

（1）：

如果有必要检查该阀门的限位开关，

操作人员要在SCS操作台上将阀设置成维修

状态然后申请阀门的维修方法

失效后的循环顺序操作

抽出液、抽余液、反洗和进料阀失效后

（第N床层的失效阀处于维修状态）。

在发现阀失效后的循环中，SCS系统要“避开”该失效阀。

如果该阀与旁路阀连接，那么SCS系统液要“避开”该旁路阀。

到第N床层步骤，SCS系统不能打开该失效阀而要将步骤停留在第N－1床层一段时间。

接下来，SCS系统将打开第N＋1床层的阀门（并关闭第N－1床层的阀门）。

到第N床层步骤，SCS系统不能关闭第N床层的旁路阀而要保持关闭第N－1床层的旁路阀。

接下来，SCS系统将关闭第N＋1床层的旁路阀（并打开第N－1床层的旁路阀）。

对循环中的其它步骤，SCS系统采取正常的顺序。

解析剂阀门失效后

（第N床层的失效阀处于维修状态）。

在发现阀失效后的循环中，SCS系统要“避开”该失效阀。

如果该阀与旁路阀连接，那么SCS系统液要“避开”该旁路阀。

到第N床层步骤，SCS系统不能打开该失效阀而要打开第N＋1床层阀门（并关闭第N－1床层的阀门）。

接下来，SCS系统要保持打开第N＋1床层的阀门。

到第N床层步骤，SCS系统不能关闭第N床层的旁路阀而要保持关闭第N＋1床层的旁路阀（并打开第N－1床层的旁路阀）。

接下来，SCS系统将保持关闭第N＋1床层的旁路阀。

对循环中的其它步骤，SCS系统采取正常的顺序。

恢复到正常条件

保持以上所描述的失效操作，直到操作人员对失效阀进行重新调节。

第三部分SCS供应范围

3SCS供应范围

本部分关于工作范围及设备供应的描述是作为信息给出。

明确的译本将由Axens根据顾客的要求来提供。

3.1工作范围及设备供应

SCS系统的硬件和软件（见第四部分）由Axens提供。

硬件和软件可根据购买时可用的最新技术支持来进行修订。

供应不包括拉曼系统，这是拉曼的生产厂家的工作范围。

所有的网络管线和连接器由Axens提供。

SCS网络的设定是为了多余的功能性。

在当前的结构中，为了能够适当地运作，各装置之间的距离不能超过当前设置的最大距离。

根据各个执行点的情况，必须预留额外的网络配件（光纤、传送器、转发器…..）以供应更大的距离。

这些配件应由Axens或承包方提供。

软件应在不同的装置进行安装、设定和校核（Itanium服务器、PLC、PC、控制台…..）。

应提供相应纸版或电子版的许可证明。

SCS应用软件是Axens根据单元的情况进行开发的（概要、顺序、数据基础…）。

SCS/DCS通讯可能要求额外的专门设备（网关PC、通讯驱动器）。

这样的话这些设备列入清单并由Axens承认的DCS生长厂家提供。

3.2服务（services）

3.2.1会议

在设计阶段计划有两次澄清会议。

3.1.2文件

在设计阶段，Axens应提供文件（纸版或电子版）：

●自动控制数据书

●SCS用户手册

●FAT文件

●SCS排列及详细图

●PLC小屋图及文件

●产品文件

3.2.3FAT

为期2星期的车间承诺测试（FAT）由Axens官方组织。

在这一阶段，SCS审查也应进行。

3.2.4包装与运输价格（fob）（Incoterm2000）

在SCS系统的FOB基础上，Axens提供包装和运输。

3.2.5设备定点安装

设备的定点安装不在Axens的工作范围内，但是Axens应协助安装。

在大约10天时间里，Axens的专家应喝茶安装的正确性。

这部分服务并不包括在技术转让协议里。

3.2.6SCS单机试运

SCS系统（系统开车、软件调试、功能型确认…）的定点设置由Axens专家定点执行。

SCS/DCS通讯的确认应有一名DCS专家在现场。

SCS/拉曼通讯的确认应有一名拉曼专家在现场。

这部分服务应包含在技术转让协议里。

3.2.7单元开车阶段的技术协助

在单元开车阶段Axens专家提供技术协助及培训。

这部分服务应包含在技术转让协议里。

3.3保证

Axens有责任提供完整系统（硬件和软件）并且该系统在吸附塔中能良好地执行操作。

循环设备的设备生产保证书应提前给出。

3.4设计协议

SCS系统的供应由适当的SCS供应协议进行管理，该协议由Axens在各方签署技术条款后提供。

第4部分SCS描述

4.1引言

本节描述了组成SCS系统的硬件和软件。

这一系统能够使吸附单元连续操作。

SCS系统分为两部分：

管理监控系统和PLC系统。

冗余原则

负责控制吸附分离操作的SCS系统需要具备有很高的可行性。

因此，PLC要有足够的冗余量且管理监控系统要有足够的硬件冗余量。

SCS软件允许在管理监控系统和PLC（SCS）之间的联系出现暂时性的中断。

PLC（SCS）继续执行吸附分离单元的自动操作但是不能执行操作员的指令。

管理监控系统由两个Itanium处理器形成的集合模式，5个PC控制台和3台打印机组成。

管理监控系统用在吸附分离单元的重复操作（展示概况，趋势等）并显示和调整吸附分离操作顺序。

管理监控系统的描述在4.3节。

两个PLC对应两个吸附塔并由一个管理监控系统监控。

PLC系统连接到现场。

一个PLC系统由两个冗余PLC’S组成并对应到一个吸附塔中。

每组控制配件是以容错系统的西门子S7-400H控制器为基础分配的输入/输出。

还含有一个备用的输入/输出卡和信息交流卡。

PLC系统读取工艺信息（限位开关位置，压力和流量测量等）并执行吸附塔上的开/关阀控制。

PLC系统描述在4.4节。

SCS分布图

所有信息必须根据合同商的要求明确定义在SCS系统中。

（距离和长度，现场电分配，电输送功率，特殊要求，限位开关，系统间的连接，电压类型等）。

提醒：

这一部分的硬件/软件规格说明只作为参考。

特定的规格由Axens在以后的项目阶段提供。

4.2管理监控系统

4.2.1监控管理器（ITANIUM理器）

监控配件以两个Itanium处理器为基础在OpenVMS操作系统下运行：

·一个Itanium处理器用于运行SCS系统

·一个Itanium处理器处于启动并供电状态以备用

两个处理器用延伸盘组成一个集合模式。

这样使两个Itanium处理器都能够读取盘上的数据。

有个盘（称为系统盘）用于Itanium系统软件（操作系统，系统设备等），另一个盘（称为用户盘）用于SCS应用软件。

盘的配置处于Raid-1模式（备用硬件）。

用镜像备份两个系统盘和用户盘。

如果其中一个盘失效，系统将自动把数据储存在另一个相应的盘上。

两个Itanium处理器整合到一个隔间防止灰尘。

断电保护如UPS不属于我们供应但是如果客户要求应加上。

UPS功能对于用户使用上的便利是很容易实现的。

硬件和软件规格说明要根据SCS购买时间的最新的技术要求进行审核。

Itanium处理器在OpenVMS系统下运行（Hp操作系统），是根据其稳定和高效性进行选择。

4.2.1.1Itanium硬件描述

每台Itanium处理器配备如下：

·Itanium处理器

·RAM内存（1Gb）

·OpenVMS操作系统显卡

·附加电力供应

·内件DAT72的驱动程序

·两个以太网卡

两个Itanium处理器共用：

·系统控制台V7550（17”彩屏）

·标准键盘和光电鼠标

·键盘，鼠标，屏幕选择器开关

延伸架MSA1000：

·5个SCS硬盘（36Gb）

·备用的RAID控制器

4.2.1.2Itanium软件描述

软件由Axens在Itanium处理器上装载和配置。

Axens提供相应的许可证（电子/书面形式）

系统软件

·打开VMS底座

·打开VMS（许可2个用户）

·美国康柏公司OMNIVAPV/A

·Fortran/OVMSItanium（许可1个用户）

·OVMSItanium应用C语言（许可1个用户）

·OVMSItanium应用C＋＋语言（许可1个用户）

·VaxVolumeShadowingforOVMSItanium

·ClusterOVMSItanium

·MediaDVDOVMSItanium

·LayeredProductOVMSItanium

DCS/监控管理交流软件：

为了保证监控管理室与DCS交流，根据客户或DCS厂商提供的信息定义一个驱动盘。

Axens应用软件（”SCS软件”）:

SCS软件由Axens开发且有一部分已经装载到Itanium处理器的用户盘上。

其它的装载到PLC。

不需要许可证。

详细描述在4.2.2中。

4.2.2PC控制台

5个相同配置的PC控制台用于控制重复的自动和控制操作（参数，编程顺序）。

一个控制台用做工程控制台其它的用在操作控制台。

这些控制台尽量靠近DCS控制台。

这些控制台都与Itanium处理器连接。

4.2.2.1PC控制台硬件描述

5个PC控制台配置如下：

·Intel处理器（2.66GHz）

·RAM（1Mb）

·1个nVIDIAMX400显卡（32Mb）

·1个以太网卡

·1个监控屏（21”寸，1280×1024）

·1个鼠标（光电）

4.2.2.2PC控制台软件描述

以下软件由Axens安装和配置：

·微软WindowsXP系统

·HummingbirdExceedV10.0

说明：

ExceedHummingbird是把SCS显示在PC控制台的一种图形软件。

4.2.3打印机

打印机用于操作（记录）和打印（屏幕拷贝，报表）。

打印机应尽可能靠近PC控制台。

打印机类型可以改变由OpenVMS和SCS提供品牌和型号。

4.2.3.1硬件描述

SCS记录：

LA36打印机清单

这台打印机用于记录在Itanium处理器SCS上产生的所有操作信息。

B&W激光打印机：

LaserHpColorLJ4300n

这台打印机用于打印结果报告和屏幕信息。

它与Itanium处理器和PC控制台连接。

彩色激光打印机LaserHpColorLJ3700n

这台打印机用于彩色打印（趋势图，屏幕信息等）。

它与控制台连接。

4.3PLC系统

PLC配置是以带容错系统的输入/输出西门子控制器S7-400H为基础。

这种容错PLC由2个西门子PLC控制器组成的模式。

同时配有备用的工艺和通信卡。

没有要求特定的输入功率。

PLC与其它设备的通信是通过2个以太网卡连接。

系统经过特殊定义，建立，连接为了保证在出现错误时能够进行在线修复。

PLC是负责监控管理阀门。

指令根据工艺条件通过监控器发出并在一定时间内执行。

万一阀出现故障，PLC能够执行动作减小工艺扰动。

细节见第3部分。

4.3.1PLC硬件描述

4.3.1.1电力分配盒

没个吸附塔配有一个电力分配盒。

盒的配置：

·2个230VAC熔断器补偿（1个UPS2500VA，1个NUPS1500VA）

·2个Phoenix接触电网（2300VAC/24VDC）

·1个光接触器（电压230VAC）

·1个带有电缆扣件的支撑电缆柱安装在盒底部

·所有PLC和I/O卡的分配器和保护器（保险丝类型）

·5×2300m3/h－24VDC风机供应6个盒子

断电保护在230VAC侧和24VDC侧设置熔断器。

4.3.1.2PLC盒

每个吸附塔配有5个PLC盒。

每个盒表面都配有18W的光接触器

·每个信号编辑侧的底部都安装1个带有电缆扣件的支撑电缆

·CPU盒配一个230VAC30mA的保护器

·5×2300m3/h－24VDC风机供应5个盒子

前端连接CPU和I/O卡。

尾部连接到PLC卡影像MTA（MarshalledTerminationAssembly）和终端成像结合箱。

Marshalling以这两种类型成像。

对于备用的AO&AI信号，PLC卡影像属于标准类型（连续的）。

结合箱影像是不连续的（DI,AI,AO）或采用保险丝接线＋中断信号的数字输出。

数字输出采用Weidmuller类型的MRS指令传送，建议采用170个继电器。

每个信号配备1个旋转式标签支撑（两个接线端用一个支撑）显示相关的设备。

屏幕连接到系统不采用铜线。

屏幕连接到marshalling盒另外提供。

提供所有需要的电缆盒和安装设备。

电缆入口连接到接线盒底部。

最终的安装要成“直线”。

意味着只提供2个控制平台。

在两个系统中有开放空间。

设计目的是使传送在一个小的现场重新连接（I/O卡，连接盒和现场连接在同一个盒中或含有2个盒的组）。

按照这种方式，只有Profibus和一些电力供应必须连接到现场安装中。

（见系统初始布置信息）

4.3.1.3吸附塔的输入/输出（I/O）分配器

输入/输出分布到PLC系统（按ET200M模型）。

在输入/输出分配器和PLC控制器之间的通讯采用ProfibusDP。

输入/输出分配器描述如下

4.3.1.4栅栏和转炉

根据现场电力分布，提供栅栏和转炉。