汽油C4组分调合系统中模拟量电动阀的自动控制

邢元栋

(中国石油大连石化建安仪表公司，辽宁 大连 116031)

降低合格汽油的生产成本是各大炼化企业的重要课题，C4组分参与汽油调合是其中的方法之一，在保证汽油各项指标的前提下适量增加C4组分，以C4组分与成品油之间的差价来降低成品汽油成本。汽油的质量指标主要是良好的蒸发性、抗爆性、安定性和抗腐蚀性，在保证汽油各项指标的前提下适量增加C4组分，调高其蒸发性，保证发动机在冬季易于启动，在夏季不易产生气阻，并能较充分地燃烧，同时降低汽油成本。在此，介绍采用Honeywell TPS系统实现汽油调合C4组分联锁控制系统的方法。

评价汽油蒸发性的指标中，饱和蒸气压是C4组分添加量的重要联锁指标。在规定条件下，油品在适当的试验装置中气液两相达到平衡时，液面蒸气所显示的最大压力即为饱和蒸气压。汽油调合控制系统采用Honeywell TPS 系统，其网络结构如图1所示。

图1 汽油调合C4控制系统结构

2 联锁回路

汽油调合C4组分的联锁回路设有调一和调二两个调合头。C4管线主要的联锁回路包括：C4至调合头线温度高高联锁，调合1#线混合器后压力低低联锁，调合2#线混合器后压力低低联锁，1#调合头饱和蒸气压力高高联锁，2#调合头饱和蒸气压力高高联锁，1#调合管线C4调合比例高高联锁，2#调合管线C4调合比例高高联锁，1#调合管线总流量低低联锁，2#调合管线总流量低低联锁。主要联锁阀门包括：1#调合两台切断阀(XV2251，XV2253)一台调节阀(FV1251)，2#调合两台切断阀(XV2252，XV2254)一台调节阀(FV1252)。其流程如图2所示。

图2 两个调合头的工作流程

联锁组态中主要用到的位号见表1。

TPS系统中使用LOGIC点实现联锁控制，逻辑原理如图3所示，L1为联锁条件的输入，NN1为联锁值，Lock_r为复位，FL7为常数0(FALSE)，FL8为常数1(TRUE)，保证联锁优先。

表1 联锁组态中的主要位号描述

图3中SO为逻辑处理不同阶段的输出，联锁条件发生时，SO1=1(TRUE)，SO2输出到切断阀和调节阀的电磁阀，联锁时SO2=0(FALSE)；SO5输出到联锁指示灯和喇叭，联锁时SO4=1(TRUE)，灯亮声响，复位后灯灭，喇叭消音。

图3 联锁逻辑

PULSE功能块是脉冲产生块，SO3由0到1时产生一个脉冲。FLIP-FLOP功能块类似SR触发器：输入端S1为复位，输入端S2为置位，真值表见表2。

表2 真值表

3 主要控制回路

主要控制回路有调节阀的控制、两位式电动阀的控制和模拟量电动阀的控制，笔者只说明模拟量电动阀的开关式控制。

汽油调合C4系统泵出口的第一道阀为模拟量电动阀，操作员在操作员画面给定阀门开度后，点开关按钮即可实现阀门的开关式控制。模拟量电动阀的开关式控制原理如图4所示。

图4 模拟量电动阀开关式控制原理

LOGIC 逻辑点提供逻辑运算与数据传送功能，一个逻辑点中可以包括多个逻辑运算模块。逻辑点内部处理顺序是输入条件-逻辑块-输出(SO)。

DC点的输入输出为离散量，而模拟量控制阀的控制信号与反馈信号为模拟量，通过LOGIC点的适当处理可以让操作员在OMS画面(Honeywell油品储运系统)中像开关两位式电动阀一样开关模拟量阀。LOGIC点逻辑如图5所示，其中L1为阀位反馈值(模拟量)；L2为离散量(DC点的输出)，ON为开阀，OFF为关阀；NN1为99.0(阀门开度控制，可修改) ；NN2为1.0(阀门关控制，可修改)。

图5 LOGIC点逻辑

LOGIC点的输出连接如图6所示。

图6 LOGIC点的输出连接

输出允许控制如果为ON则输出源的值赋给输出目的参数。FL2为LOGIC点的内部参数，FL2=ON。FLO.PVFL为ON则阀门开到位，是DC点的输入；FLC.PVFL为ON则阀门关到位，是DC点的另一输入。AO.OP为阀的开度控制信号。动作过程说明如下：

a. 当由DC点给开阀信号时L2=ON，则SO3=OFF，NN1的值99.0(阀门开度)赋给AO.OP，阀门收到全开控制信号。当阀门回讯L1高于NN1(99.0)时SO1=ON，则FLO.PVFL=ON，阀门开到位。如果阀门回讯L1的值不高于NN1

的值，则DC点产生未开到位报警。

b. 当由DC点给关阀信号时L2=OFF，则SO3=ON， NN2的值1.0(阀门开度)赋给AO.OP，阀门收到全关控制信号。当阀门回讯L1低于NN2(1.0)时SO2=ON，则FLC.PVFL=ON，阀门关到位。如果阀门回讯L1的值不低于NN1的值，DC点产生未关到位报警。

c. 根据控制过程中的实际情况，操作员可以在OMS画面上修改NN1、NN2的值，现场阀门的开关位置也会随之改变，逻辑中也可以修改阀门开关到位的判断条件，与控制信号相比在偏差允许范围内都认为是开关到位。

4 结束语

采用C4组分参与汽油调合的方法降低了成品汽油的成本，而且投入少，工艺流程改动少，改造工期短，便于实现。C4组分管线与成品油管线直接相连，安全风险增大，因此采用两台切断阀和一台调节阀同时参与联锁，为装置的安全生产提供了保障。