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　　1．前言
　　石油化工行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，隨著石油加工技術(shù)的飛速發(fā)展，千萬噸級的煉油企業(yè)如雨后春筍般崛起。生產(chǎn)規(guī)模的迅速擴(kuò)張對企業(yè)的自動控制水平和方式提出了更高的要求，集散控制系統(tǒng)(DCS)作為生產(chǎn)過程自動化的核心控制部分也得到了廣泛的應(yīng)用。

　　TPS(Total Plant Solution)系統(tǒng)是Honeywell公司開發(fā)的全廠一體化的過程控制系統(tǒng)，它集先進(jìn)過程控制﹑優(yōu)化﹑全廠歷史數(shù)據(jù)和信息管理功能于一體，使這些功能成為自動化系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，從而形成了功能強(qiáng)大﹑配置靈活﹑結(jié)構(gòu)開放的自動控制系統(tǒng)。TPS系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在石油化工行業(yè)的關(guān)鍵裝置中，如催化裂化、連續(xù)重整、石腦油裂解等，取得了良好的成效。

　　2．控制方案組態(tài)
　　控制方案組態(tài)的過程實際上就是把控制方案轉(zhuǎn)變成控制系統(tǒng)能夠識別和執(zhí)行的命令的過程。對于如單回路控制、串級控制、選擇控制、比值控制、分程控制等單一、常規(guī)的控制方案，TPS系統(tǒng)提供了現(xiàn)成的控制策略，我們要做的工作是根據(jù)控制方案的需要選擇正確的數(shù)據(jù)點類型，通過填表的方式把數(shù)據(jù)點內(nèi)的參數(shù)進(jìn)行連接，并最終實現(xiàn)過程監(jiān)控的目的。

　　有些控制方案由兩種或兩種以上的控制算法組成，無法直接利用系統(tǒng)提供的控制策略，實現(xiàn)起來相對比較復(fù)雜，我們可以利用TPS系統(tǒng)的控制策略和數(shù)據(jù)點進(jìn)行組合，用類似“搭積木”的方法構(gòu)建我們需要的控制策略。

　　而針對特定工藝或操作方式而設(shè)計的復(fù)雜控制方案，TPS系統(tǒng)還提供了編程工具－CL語言，利用CL語言可以完成滿足特殊要求的控制組態(tài)。

　　以下分別討論TPS系統(tǒng)組態(tài)的幾種方法。

　　2.1選擇控制的組態(tài)
　　圖1是某煉油企業(yè)烷基化裝置的部分控制流程圖，工藝操作原則是：酸再生塔進(jìn)料氣化器E-2出口設(shè)溫度調(diào)節(jié)回路TRCA702，通過調(diào)節(jié)1.0MPa加熱蒸汽來保證再生氫氟酸的需要，但E-2在氫氟酸的作用下，當(dāng)管束溫度過高時腐蝕將

圖1 低選回路操作流程圖

　　大大加快，因此又設(shè)加熱蒸汽壓力調(diào)節(jié)回路PIC632，將蒸汽壓力控制在0.7MPa，即兩個參數(shù)控制一個調(diào)節(jié)閥，反而言之，該調(diào)節(jié)閥的開度將同時影響兩個參數(shù)，經(jīng)過研究工藝條件，決定使用選擇控制系統(tǒng)來實現(xiàn)控制目的。
　　

　　選擇控制系統(tǒng)可以在被控變量(輸入)和控制器之間放置選擇器，也可以在控制器和操縱變量(輸出)之間放置選擇器，而選擇器的邏輯又可以分為高選和低選。對于本控制方案，我們選擇在兩個調(diào)節(jié)回路的輸出之間引入低選器。其邏輯關(guān)系可以表述為：u0=min(ui1,ui2,…)。低選器輸出兩者間較小值，并以該值控制調(diào)節(jié)閥的開度。
 

　　首先，根據(jù)測量點和控制點的需要建立數(shù)據(jù)點。該回路有兩個輸入信號，分別接收E-2入口蒸汽壓力測量信號和出口混合物溫度測量信號，有一個輸出信號，控制蒸汽入口壓力調(diào)節(jié)閥，因此需要建立兩個模擬輸入數(shù)據(jù)點和一個模擬輸出數(shù)據(jù)點。其組態(tài)內(nèi)容見表1：
表1 輸入/輸出數(shù)據(jù)點組態(tài)表
 

　　然后，建立三個調(diào)節(jié)控制點，分別用于實現(xiàn)壓力控制、溫度控制、選擇輸出等功能。TRCA702和PIC632選擇的算法是PID；TPLS702選擇的算法是超弛選擇(Override Select，縮寫為ORSEL)，并進(jìn)一步選定詳細(xì)算法為EQB，即低選。將TRCA702的調(diào)節(jié)輸出(TRCA702.OP)目標(biāo)定義為TPLS702的第一個輸入TPLS702.X1，PIC632的調(diào)節(jié)輸出(PIC632.OP) 目標(biāo)定義為TPLS702的第二個輸入TPLS702.X2，而TPLS702的調(diào)節(jié)輸出(TPLS702.OP)目標(biāo)定義為TV702.OP，見表2。

　　表2 調(diào)節(jié)控制點組態(tài)表

　　2.2由選擇性控制和串級控制組成的控制方案的組態(tài)
　　圖2是某石化企業(yè)烷基化裝置丙烷汽提塔液位控制流程圖，其工藝操作規(guī)程是：丙烷汽提塔V-4的液位(LRC524)在正常操作時是單參數(shù)調(diào)節(jié)，直接遠(yuǎn)程遙控出裝置的丙烷量，另外一路丙烷循環(huán)量則進(jìn)行單回路流量調(diào)節(jié)(FRC434)，當(dāng)開工時或丙烷產(chǎn)量過少時，停止丙烷出裝置，而由塔液位與丙烷循環(huán)量組成串級調(diào)節(jié)。
該控制方案實現(xiàn)的難點在于主回路LRC524的輸出并非簡單地同時輸送到兩個副級回路FRC434和HIC524，而是應(yīng)該由操作員根據(jù)生產(chǎn)情況切換選擇。由于TPS系統(tǒng)中沒有這種手動選擇算法，因此該控制回路不能直接實現(xiàn)。我們考慮

圖2.  丙烷汽提塔液位控制流程圖

　　用邏輯數(shù)據(jù)點來模擬一個軟開關(guān)的作用，用于控制LRC524的輸出是傳遞給FRC434還是HIC524。
第一步，根據(jù)測量點和控制點的需要建立數(shù)據(jù)點。該回路有兩個輸入信號，分別接收V-4的液位和循環(huán)丙烷的流量的測量信號，有兩個輸出信號，分別控制循環(huán)丙烷的流量調(diào)節(jié)閥和出裝置的丙烷流量調(diào)節(jié)閥，因此需要建立兩個模擬輸入數(shù)據(jù)點和兩個模擬輸出數(shù)據(jù)點。其組態(tài)內(nèi)容見表3：
表3 輸入/輸出數(shù)據(jù)點組態(tài)表
 

　　第二步，根據(jù)需要建立三個調(diào)節(jié)控制點，分別用于實現(xiàn)液位控制、流量控制和遙控輸出，這些調(diào)節(jié)控制點的主要內(nèi)容見表4。

　　表4 調(diào)節(jié)控制點、邏輯點和旗標(biāo)量點組態(tài)表