一种聚丙烯DCS系统中的分析仪时序控制方法 |
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| 申请号 | CN202311853376.2 | 申请日 | 2023-12-29 | 公开(公告)号 | CN117908479A | 公开(公告)日 | 2024-04-19 |
| 申请人 | 中控技术股份有限公司; | 发明人 | 郑家林; 黄善东; 黄朝阳; 王东平; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种聚丙烯DCS系统中的分析仪时序控制方法，包括：轮询输出检测气体组分浓度，气体组分浓度包括下降段气体组分和阻隔 流体 组分；当开启轮询时，依次获取各个线路的取样 信号 ，建立轮询时间轴，根据时间轴加入反吹点；根据反吹点控制对应各取样点处 阀 门 的状态；基于DCS控制系统，结合巴塞尔工艺要求的聚丙烯生产装置，在聚丙烯等行业的分析仪轮询过程中，实现对生产工艺中现场取样反吹的控制优化，可有效的提高聚丙烯产物 质量 ；通过整合现场分析仪的工作原理及反吹阀门的控制要求，优化控制方法，减少人工偏差，消除潜在 风 险。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种聚丙烯DCS系统中的分析仪时序控制方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种聚丙烯DCS系统中的分析仪时序控制方法技术领域[0001] 本发明涉及聚丙烯的加工分析技术领域，尤其涉及一种聚丙烯DCS系统中的分析仪时序控制方法。 背景技术[0002] 在原有技术的控制中，取样点分散控制方法,需要根据生产产品牌号的选择，人工调用不同取样点的控制方案、需要根据不同控制方案的输出，来控制现场反吹清扫阀门动作、根据分析仪输出的不同结果，来控制加氢及乙烯的控制量,该方式对于分析仪轮询来说，由于逻辑及工艺人员对于分析仪工作原理不甚了解，控制方案分散，要求工艺人员前后协调，现场处理轮询回路投入投出，而且与DCS控制系统无信号交流，存在一定风险，极易造成回路投入投出偏差，影响分析仪输出结果，进而影响本牌号产品，且不易察觉问题所在。另外枚举法回路太多，且根据使用时间增加，取样点的采样及吹扫时间都要随之调整，维护成本极大增高，且不确定性造成错误，影响产品质量，严重时造成停止事故，阻碍持续性生产的进行。 [0003] 例如，一种在中国专利文献上公开的“一种聚丙烯生产在线分析系统”，其公告号：CN207163993U，公开了包括前置预处理单元、旁通过滤器、流路选择切换阀、样品流量计、色谱分析仪；所述前置预处理单元至少设有1个，每个前置预处理单元一端连接采样工艺管道，每个前置预处理单元另一端经开关阀连接所述旁通过滤器；至少1个所述旁通过滤器共同连接到所述流路选择切换阀；所述流路选择切换阀经三通阀连接所述样品流量计；所述样品流量计连接所述色谱分析仪，但是该方案仍然存在控制方案分散、与DCS系统无交流，极易造成回路投入投出偏差的问题。 发明内容[0004] 为了解决现有技术中分析仪控制方案分散、回路投入投出有偏差的问题，本发明提供一种聚丙烯DCS系统中的分析仪时序控制方法，将多个取样点融入一个逻辑方案中，开放时间参数随之优化现场条件，解除人工过多参与因素，极大的消除了人为误差。 [0005] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种聚丙烯DCS系统中的分析仪时序控制方法，包括如下步骤， 轮询输出检测气体组分浓度，气体组分浓度包括下降段气体组分和阻隔流体组分； 当开启轮询时，依次获取各个线路的取样信号，建立轮询时间轴，根据时间轴加入反吹点； 根据反吹点控制对应线路中阀门的状态。开放时间参数，为后续简化工艺流程提供便利性和可靠性。基于DCS控制系统，结合巴塞尔工艺要求的聚丙烯生产装置，在聚丙烯等行业的分析仪轮询过程中，实现对生产工艺中现场取样反吹的控制优化，可有效的提高聚丙烯产物质量。通过整合现场分析仪的工作原理及反吹阀门的控制要求，优化控制方法，具有易操作性，减少人工偏差，消除潜在风险的作用；通过对多区反应器反应组分的分析优化，对控制熔融指数，稳定多区反应器反应压力，准备把握产品质量具有关键的作用。 [0006] 作为优选的，所述的依次获取各个线路的取样信号前，分别获取与取样信号相同线路的检测完成信号；每个线路在轮询前进行冲洗排气。在气体被实际采样之前完成对管线的冲洗，提高采样的准确性。 [0007] 作为优选的，实时流路投入后，轮询时间轴同时修正，将投入的本次轮询置于周期末，在下一周期按实际轮询顺序检测。能够在实时流路添加后避免造成偏差，引起组分延迟，避免造成产品质量偏差。 [0008] 作为优选的，使用反应器与气相聚合器对所有流路轮询输出检测气体组分浓度，使用485信号通信确认参与轮询的流路。将多个取样点融入一个逻辑方案中，加方案中接触人工过多参与因素，极大的消除了人为误差；通过485信号实现流路的实时通信获取。 [0009] 作为优选的，所述的下降段气体组分包括顶部探头采样结果和底部探头采样结果，阻隔流体组分包括GC气流经过顶部探头的采样结果。通过顶部探头获取聚丙烯生产装置顶部的采样气体，通过底部探头获取聚丙烯生产装置底部的采样气体，同时通过顶部探头获取阻隔流体组分的采样气体。实现多区反应器反应组分的获取，对控制熔融指数，稳定多区反应器反应压力，准备把握产品质量具有关键的作用。 [0010] 作为优选的，使用限位开关检测向分析仪供给气流的各阀门的位置，所述的限位开关将位置和状态数据进行上传。通过控制限位开关实现各流路的反吹、进料等工艺操作控制。 [0011] 作为优选的，每个采样探头每次仅接入一个GC和一股GC气流，当两个探头同时接入同一GC气流，则中止采样。实现对件GC气流的单独获取，提高采样准确性。 [0012] 作为优选的，所述的GC气流包括分析仪取样的上升下降段采样样本，所述的GC气流的主要组分包括乙烯和丙烯。通过分别对上升段和下降段采样，实现对生产工艺中现场取样反吹的控制优化，可有效的提高聚丙烯产物质量。 [0013] 本发明具有如下优点：（1）基于DCS控制系统，结合巴塞尔工艺要求的聚丙烯生产装置，在聚丙烯等行业的分析仪轮询过程中，实现对生产工艺中现场取样反吹的控制优化，可有效的提高聚丙烯产物质量；通过整合现场分析仪的工作原理及反吹阀门的控制要求，优化控制方法，具有易操作性，减少人工偏差，消除潜在风险的作用；通过对多区反应器反应组分的分析优化，对控制熔融指数，稳定多区反应器反应压力，准备把握产品质量具有关键的作用；（2）解决了人工过多参与控制取样反吹、系统风险偏差较大的问题，提升了装置的稳定性和目标物的质量控制，便于后期专业人员对于整个轮询系统的时间修正维护；（3）开放时间参数，便于后续简化工艺流程，为日常工艺操作提供便利性和可靠性。 附图说明 [0014] 下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。 [0015] 图1是本发明的方法示意图。 [0016] 图2是实施例中的控制逻辑示意图。 具体实施方式[0017] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0018] 如图1‑2所示，在一个较佳的实施例中，本发明公开了一种聚丙烯DCS系统中的分析仪时序控制方法，包括：轮询输出检测气体组分浓度，当开始轮询时，依次获取各个线路的取样信号；建立所有线路的轮询时间轴，根据时间轴进行轮询，当轮询气体组分符合要求时对该轮询点处件设置反吹点。 [0019] 确定时间轴上的反吹点，根据反吹点的时间向对应的各取样点处阀门发送不同的控制命令。 [0020] 在使用时，将气体取样点与气相色谱仪连接，取样点每次只能接入一台气相色谱仪和一股GC气流，并获取DCS的接入件许可。 [0021] 根据时间轴确定各个流路激活信号、反吹电磁阀信号和流路识别信号。 [0022] 通过R230反应器和R401气相聚合器对4条流路轮询输出检测气体组分浓度，R230反应器、R401气相聚合器、气相色谱仪、4条流路中各取样点阀门及DCS系统均采用485通讯信号连接。 [0023] DCS确定程序启动，为了修正偏差，接受第1流路检测完成信号后，DCS系统开启时序轮询，轮询包括确认流路中获取的采样样本中，主要组分的百分比，根据采样样本中主要组分的百分比确定是否进入反吹。 [0025] 气体组分浓度包括下降段气体组分和阻隔流体组分，GC气流属于分析仪取样上升下降段采样样本，主要组分:氢气，乙烯，乙烷，丙烯，丙烷，丁烯。 [0026] 在接收第2流路检测完成信号后，DCS系统进入第二流路取样检测，获取第二流路的取样结果，当第二流路的取样结果中主要组分达到预定浓度后，在时间轴上添加第二流路的反吹点。 [0027] 在接收第3流路检测完成信号后，DCS系统进入第三流路取样检测，获取第三流路的取样结果，当第三流路的取样结果中主要组分达到预定浓度后，件在时间轴上添加第三流路的反吹点。 [0028] 在接收第4流路检测完成信号后，DCS系统进入第四流路取样检测，获取第四流路的取样结果，当第四流路的取样结果中主要组分达到预定浓度后，件在时间轴上添加第四流路的反吹点。 [0029] 并实时轮询是否有新加入的流路，在实时投入新流路后，同步修正轮询时间轴，将投入的本次轮序置于当前轮询周期的末尾处。在下一轮询周期，则按照修正后的轮询时间轴中的实际轮询顺序进行检测，避免本次轮询周期中的其他流路的组分延迟，避免造成产品质量偏差，防止因为组分延迟引起的产品质量偏差造成的严重的停车事故。 [0030] 其中，DCS系统根据时间轴依次完成每个流路的；流路识别信号、流路激活信号、反吹电磁阀信号，并根据流路激活信号和反吹电磁阀信号分别下发对应的阀门控制信号。 [0031] DCS系统重复根据时间轴进行控制。DCS系统执行不同的流路激活信号时，将其他流路进行互锁，互锁时间包括相邻的两个流路激活信号在时间轴上的距离。 [0032] 在另一个实施例中，在取样点处获取采样样本时，对下降段气体组分通过顶部探头1121‑Z 1233A、底部探头1121‑Z 1233C以及探头1121‑Z 1233B进行采样。 [0033] 阻隔流体组分也可以通过任何一股GC气流经探头1121‑AE 12304进行采样。保留GC气流1121‑AT 12201‑1和1121‑AT 12202‑1，以便经1121‑AE 2301A和1121‑AE 12301B对上升段气体进行分析。 [0034] 通过激活相应的限位开关，将接入情况突出显示在操作盘上。限位开关用以检测向分析仪供给物流的各手动阀的位置。 [0035] 每个采样探头每次只能接入一个GC和一股GC气流。如有两个探头同时接入同一GC气流，则不允许运行采样程序；只有在单个探头保持与一股GC气流相连接的情况下，才能允许运行。 [0036] 在顶部下降段通过探头进行气体采样包括；DCS启动进行冲洗配置，发出冲洗信号到探头冲洗阀门，探头冲洗阀门开启将冲洗丙烯充至探头处对探头进行冲洗；此时停止气体向气相分析仪输送。在冲洗时间T1后，完成冲洗，开启排气阀门，将冲洗排气去BDL，在冲洗排气时间T2后，发出检测完成信号。 [0037] 在其他的实施例中，所述的探头冲洗阀门开启将冲洗丙烯充至探头处后，此时流路中气相分析仪的供给阀门处限位开关关闭，排气阀门关闭。在获取流路激活信号后，采样程序启动，探头冲洗阀门关闭，排气阀门开启，在延时时间T3后，气相色谱仪的供给阀门开启，待检测的气体进入气相色谱仪。 [0038] 在其他的实施例中，待检测的气体进入件气相色谱仪后，在获取DCS系统下发的其他线路的线路激活信号后，停止现有线路的激活。 [0039] 此时现有线路中气相色谱仪的供给阀门关闭，排气阀门关闭，在延时时间T4后，探头冲洗阀门开启，将冲洗丙烯充入探头处进行冲洗。 [0040] 在经过延时时间T5后下发检测完成信号，完成对该线路的冲洗。 [0041] 在其他的实施例中，获取检测完成信号后，DCS系统启动采样程序，发出流路激活信号。 [0042] 在反吹点下发反吹电磁阀信号后，进行对应线路中节点的反吹。 [0043] 在其他的实施例中，DCS系统包括分布式控制系统，相对于集中式控制系统而言的计算机控制系统，包括一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统。能够实现分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。 [0044] 在其他的实施例中，包括根据不同控制方案的输出，对时间轴附加反吹点，进而控制反吹清扫阀门动作。 [0045] 在其他的实施例中，包括根据气相色谱仪的分析结果确定加氢及乙烯的控制量。 [0046] 在其他的实施例中，在顶部下降段探头进行气体采样时、在底部下降段进行气体采样时，分别先对对应的探头进行冲洗，将冲洗丙烯充至探头，将气相色谱仪的供给阀门关闭，冲洗排气去BDL的阀门关闭。在分别获取对应的线路激活信号后，完成冲洗，采样程序启动，采样程序将色谱仪的选择器选定一路气流。然后将冲洗丙烯充至探头的冲洗阀门关闭，将冲洗排气去BDL的排气探头开启，设定可调延时时间后打开向气相色谱仪供给上述选定采样气体的供给阀门，使得采样气体充至气相色谱仪。 [0047] 在采样程序停止后，关闭向气相色谱仪供给采样气体的供给阀门，停止将采样气体充向气相色谱仪，同时关闭排气阀门，在又一可调延时时间后，将冲洗丙烯充去探头的冲洗阀门打开，将冲洗丙烯充去探头处，完成采样气体的采样检测。 [0048] 在其他的实施例中，在检测完成采样气体后，在采样气体的主要组分浓度达到预设标准后，设定反吹控制点到该线路中。 [0049] 其中预设标准的确定包括通过DCS系统获取，通过DCS系统获取多个检测任务，每个检测任务中包括对应的反吹预设标准，DCS系统根据反吹预设标准生成反吹阀门控制指令，根据检测任务生成检测任务序列指令。 [0050] 其中反吹阀门控制指令包括反吹阀门的开启时间、关闭时间；其中检测任务序列指令包括每个线路中各个阀门的开启时间和关闭时间。根据检测任务序列指令生成每个线路的时间轴，将每个线路的时间轴根据线路的排序组合生成所有线路的轮询时间轴。 [0051] 在确定时间轴上的反吹点后，确定反吹点在时间轴中检测任务序列的位置，根据检测任务序列中的位置将反吹阀门控制指令插入到时间轴中，并在本次轮询时，反吹阀门控制指令和相邻的检测任务序列中插入延时时间T5，在上一个检测任务序列的信号完成后，、进入反吹阀门控制并同步执行延时时间T5，在延时时间T5后执行下一个检测任务序列的指信号。 [0052] 在其他的实施例中，DCS系统生成轮询信号，根据轮询信号获取轮询回路，确定轮询回路后，根据轮询回路确定工艺标准，获取工艺标准对应的反吹控制标准，为每个轮询回路确定其独有的反吹控制标准。 [0053] 根据轮询回路的轮询次数确定该轮询回路在时间轴上的采样位置，在时间轴上将其他轮询回路的相对位置做对应调整。 [0054] 其中，对于不同轮询次数的轮询回路设有不同的采样标准，DCS系统预先存储有不同轮询次数对应的采样标准，根据轮询次数为每个轮询回路确定其独有的采样位置。 [0055] 根据采样位置生成实时的时间轴，并对即将或正在进行的本次轮询中其他轮询回路在时间轴上的采样位置一一确定，得到动态生成的时间轴。在动态生成的时间轴中，根据轮询回路对应的工艺标准确定其反吹控制标准，在该轮询回路的采样结果符合其自身的反吹控制标准后，将该轮询回路的反吹控制点加入到当前实时生成的时间轴中，此时并不改变时间轴中其余轮询回路的位置，使得每个轮询回路中的反吹控制相互独立，单一轮询回路中的反吹点不会=影响其余线路的采样反吹执行。 [0056] 在其他的实施例中，每个轮询回路设有各自的流路激活信号、反吹电磁阀信号和流路识别信号，DCS系统根据流路识别信号确定轮询过程中加入或退出的轮询回路，DCS系统根据流路激活信号确定轮询过程中每个轮询回路的轮询是否开启，DCS系统根据反吹电磁阀信号进行反吹控制。 [0057] 其中，反吹电磁阀信号被独立控制，反吹电磁阀信号固定于时间轴上的反吹点，并不根据流路激活信号位置变化而变化。流路识别信号为随时检测，在时间轴的任意位置检测到流路识别信号后，若该流路识别信号对应的轮询回路已在本次轮询时间轴中，则按照本次轮询时间轴进行轮询；若该流路识别信号对应的轮询回路不在本次轮询时间轴中，则将该流路识别信号对应的轮询回路加入到本次轮询时间轴的末端进行轮询，并在下次轮询时间轴中根据轮询回路的实际位置确定该轮询回路的轮询次序加入到下次轮询时间轴中。 [0058] 其中，在轮询时间轴被确定时，通过每个轮询回路中的阀门控制指令和对应的延时时间组成时间轴，将时间轴按照轮询回路的实际位置确定轮询次序组合形成轮询时间轴。 [0059] DCS系统根据轮询时间轴中的各阀门控制指令和延时时间进行控制。 [0060] 在每个轮询回路中各个阀门处设有限位开关，限位开关与DCS系统连接，限位开关与所在位置的阀门电控制连接；DCS系统通过限位开关获取轮询回路中每个阀门的位置和状态信息，并通过限位开关对这些阀门根据时间轴上的指令进行控制。 [0061] 实现不同工艺、多线路的轮询自动投入投出，同时DCS系统根据限位开关上传的位置和状态信息确定轮询回路的工作状态和实际位置。 [0062] 实现回路的准确投入件投出，准确确定每个回路中的取样点反吹点，保证产品质量，确定乙烯、丙烯等主要组分的含量符合标准。 |
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