熱電廠化學(xué)水流量累積值產(chǎn)生偏差的原因分析

郝艷萍　李小軍（中國石油烏魯木齊石化公司熱電廠熱工車間，新疆　烏魯木齊　830019）

熱電廠化學(xué)水流量累積值產(chǎn)生偏差的原因分析

郝艷萍李小軍（中國石油烏魯木齊石化公司熱電廠熱工車間，新疆烏魯木齊830019）

通過對化學(xué)水流量累積值產(chǎn)生偏差的原因的分析，提出了相應(yīng)的解決方法。

累積流量；偏差；控制方式；控制算法

化學(xué)水計量在熱電廠的計量中占有相當(dāng)?shù)牡匚?，是?nèi)部核算和對外結(jié)算的關(guān)鍵指標(biāo)，也是考核衡量全廠能源使用與消耗的重要指標(biāo)，更是優(yōu)化控制生產(chǎn)控制流程的重要依據(jù)。因此累積流量值的準(zhǔn)確性必須得到保證。但在現(xiàn)場的實(shí)際運(yùn)用中，卻常常出現(xiàn)瞬時流量而準(zhǔn)確累計流量出現(xiàn)明顯偏差的現(xiàn)象。以下筆者根據(jù)實(shí)際使用中遇到的問題做個分析，借此希望對后期的運(yùn)用引起重視。

由于儀表的更新比較快，因此對于累積流量的顯示處理也分不同的階段與方式。在獨(dú)立儀表盤控制階段，主要采用常規(guī)儀表進(jìn)行流量累積處理，是運(yùn)用時間最長、準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性也比較容易驗(yàn)證的方式。一般出現(xiàn)累計偏差現(xiàn)象，容易發(fā)現(xiàn)，也容易確認(rèn)與消除。而進(jìn)入計算機(jī)控制階段，由于流量儀表種類繁多，流量累計處理方式也不夠規(guī)范，因此出現(xiàn)較多此類問題，同時隱蔽性相對較強(qiáng)?？梢钥丛趐lc+cr控制方式中的范例：

在此種控制系統(tǒng)中方式下，對于累積流量的處理，有以下兩種方式：

1　在上位機(jī)中處理累積流量

我廠二化水采用AB公司的plc-5控制器和intouch7.0監(jiān)控軟件進(jìn)行水處理控制?；九渲脼?臺控制器熱備運(yùn)行，設(shè)2臺上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。由于流量參數(shù)較多，考慮到控制器的運(yùn)行速度，于是將累積流量處理程序編制在上位機(jī)控制腳本中。以下列出二化水陽床入口水流量累積處理程序：

從中可以看出，運(yùn)算策略是采用重復(fù)累加方式，更新累積計數(shù)器。其中系統(tǒng)采樣頻率為4秒。工程單位為t/h。因此在每次累加時做了系數(shù)校正。

經(jīng)過一段時間運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，共計2臺上位機(jī)的累積流量不一致。分析后發(fā)現(xiàn)，上位腳本程序僅根據(jù)自身的時鐘各自進(jìn)行累積積算處理，而2臺上位機(jī)的時鐘在當(dāng)時的情況下不可能保持一致（1997年建設(shè)投產(chǎn)），因此導(dǎo)致累積數(shù)據(jù)發(fā)生偏差。消除此種偏差，需要增加時鐘同步配置功能。而在目前，為降低這類偏差，采用了下述2中方法：

1.1在上位機(jī)增加了累計值修改功能，同時將2臺上位機(jī)分別設(shè)為主機(jī)、從機(jī)，由維護(hù)人員定期修改2臺上位機(jī)的數(shù)據(jù)。

1.2定期修改上位機(jī)的時鐘設(shè)置。

這2種方法，只能消除一定程度上降低2臺上位機(jī)的據(jù)區(qū)別，并不能實(shí)際完全消除偏差。同時，采用此種算法的誤差較大，在下面的例子中可以看出。

2　在PLC控制器中處理累積流量

在化水程控系統(tǒng)改造項(xiàng)目中，對部分核算計量流量的累計處理做了改進(jìn)，在PLC控制器中處理累積流量。以下是運(yùn)用梯形圖對生水流量進(jìn)行算法處理程序：

其中，N10:230文件存放瞬時生水流量差壓值，F(xiàn)21：0存放開方處理后的瞬時流量值，F(xiàn)21：200存放累計流量值，累積量達(dá)到1000000方后清零。上位機(jī)組態(tài)信息如下：

由于流量改在下位控制器運(yùn)算，因此2臺上位機(jī)數(shù)據(jù)始終保持一致，沒有發(fā)現(xiàn)異常。2008年10月，因設(shè)備更新更換了生水電磁流量計，此表帶有顯示表頭，可以直接顯示瞬時流量和累積流量值。結(jié)果投運(yùn)幾天后發(fā)現(xiàn)，表頭與畫面的瞬時流量值一致，而累積值與上位機(jī)畫面的累積值有明顯偏差。經(jīng)過檢查測算后，確定2個數(shù)值的偏差量達(dá)到2.5%。為此，在回路中安裝了一臺智能式流量計算器進(jìn)行比對，確定是畫面上的數(shù)據(jù)指示偏低2.5%。

分析上位機(jī)腳本程序發(fā)現(xiàn)，由于采用分時累加算法，而非積分算法造成較大偏差。如下圖所示：

圖一：分時累加算法（上位機(jī)采用）　

圖二：積分算法（就地表采用）

在圖一當(dāng)中，分時累加算法計算出的流量累積值是圖中每個小矩形面積的和，在圖二的積分算法中，得出的流量累積值是圖中瞬時流量曲線下方的陰影面積。這樣可以看出，2種算法是有區(qū)別的。倘若，瞬時流量曲線為一條水平直線，則可以完全消除2者的偏差。同樣，如果縮短上位機(jī)的采樣周期，增加累加次數(shù)，也可以降低偏差值，但會增加運(yùn)行負(fù)荷，而且不能完全消除偏差。

鑒于此種情況，為保證計量的準(zhǔn)確性和唯一性，決定在上位程序中刪除生水流量累積算法，從就地抄表。

而在系統(tǒng)中的其他20個流量參數(shù)，因大部分不參與對外核算，同時因檢修時間無法保證，仍采用原算法。但計量偏差依然存在，需要采取措施加以消除。

從上述范例可以看出，同樣是采用計算機(jī)控制方案，但由于采用的處理策略不同，造成的測量誤差也不同。因此，為消除偏差，提高化學(xué)水計量的準(zhǔn)確性，建議在后期的項(xiàng)目中作出完善。其一，應(yīng)將流量積算統(tǒng)一放在下位控制器中完成，上位機(jī)僅進(jìn)行顯示處理；其二，控制器中的累積算法應(yīng)采用專用的計算模塊或指令，不采用近似算法以消除偏差。

郝艷萍（1970-）女，漢族，新疆烏魯木齊人，高級工程師，主要從事熱電廠儀表生產(chǎn)管理工作。