儀表自控率全稱為儀表自動控制率，主要反應裝置中自動控制回路投用比例，其中自動控制回路通常是指PID調(diào)節(jié)控制回路，也包括串級、比例、分程等特殊調(diào)節(jié)回路。儀表自控率是化工生產(chǎn)中儀表設備維護重要指標之一，這個指標的高低直接反應化工裝置自動化程度的高低，同時對化工操作人員勞動強度，操作的平穩(wěn)性和產(chǎn)品質(zhì)量都會有影響。但有些自動控制回路是否投自動還要看工藝生產(chǎn)過程所處的階段，去掉這些因素的影響，就能直接反應儀表設備維護水平。一直以來，儀表自控率都是由儀表管理人員進行統(tǒng)計上報，其準確性難于保證，統(tǒng)計上報的數(shù)據(jù)只能靜態(tài)反應某一時間的控制回路投用狀況，不能動態(tài)真實反應每一時刻的情況。目前許多公司在尋求解決統(tǒng)計上報數(shù)據(jù)不準確的方法，本文分享利用DCS自動統(tǒng)計儀表自控率的可行方法。
1、儀表自控率計算方法和準備在DCS上實現(xiàn)的功能
①儀表自控率計算公式：
②準備使用DCS系統(tǒng)組態(tài)軟件實現(xiàn)儀表自控率瞬時值、日平均值、月平均值實時統(tǒng)計顯示，并有可追溯性的查詢功能，瞬時值按照每2h間隔取一個值然后平均得到日平均值，連續(xù)30d的日平均值再平均得到月平均值，月平均值作為上報工廠、公司的數(shù)據(jù)。
2、DCS實現(xiàn)儀表自控率自動統(tǒng)計的方法
①瞬時值統(tǒng)計方法
◆ 排除非儀表原因停用控制回路
為了把因工藝原因停用的回路排除掉，對裝置按照單元劃分，如果裝置開車時所有回路都使用、停車時所有回路都不用的情況就按1個單元來算。如果裝置分成幾條線來生產(chǎn)，或者有些部分根據(jù)裝置生產(chǎn)所處階段不同，一些回路將取消使用，這樣可以把裝置按單元來分，使用工藝參數(shù)，如流量、溫度等參數(shù)確定某一單元是否處于開車階段，是否對這部分回路進行統(tǒng)計，如使用TICA-210V-201出口溫度判斷硫酸裝置是否開車，≥950℃則認為裝置處于開車狀態(tài)進行正常回路統(tǒng)計，≤950℃則認為裝置處于未正常開車階段，對這部分回路不進行統(tǒng)計。
◆ 統(tǒng)計實現(xiàn)方法
使用計算功能塊CALCU的條件判斷語句確定某一控制回路是否投自動，判斷語句如下：
ALIASA1{TICA-201.MODE.AUT}
ALIASA2{TICA-202.MODE.AUT}
ALIASA3{TICA-203.MODE.AUT}
CPV=0
IF（A1==1）CPV=CPV+1
IF（A2==1）CPV=CPV+1
IF（A3==1）CPV=CPV+1
計算運行效果見圖1。
規(guī)劃每個CALCU塊處理8塊儀表，可以判斷8個回路的操作模式，計算出狀態(tài)為自動模式的儀表的總數(shù)。再把CALCU的輸出端(TOTAL.CPV)連接匯總用CALCU塊的輸入端，對多個CALCU的計算結(jié)果進行累加，通過使用多個CALCU塊就可以對各單元已投自動的控制回路的數(shù)量進行統(tǒng)計，見圖2。最后使用單獨的CALCU塊，把正常開車狀態(tài)的單元中所有投自動的回路數(shù)量，除以非儀表原因停用的控制回路總數(shù)，即可得到儀表自控率瞬時值。
圖2 已投自動的控制回路累加
②日、月平均值統(tǒng)計方法
根據(jù)橫河DCS系統(tǒng)的特點及工藝要求，利用系統(tǒng)中的SFC塊，加上寫代碼的方式完成。SFC塊本身在FCS中，只要有空余時間就會連續(xù)運行，會影響程序計算精度。因此程序代碼在設計時要嚴格限定在每天運行1次。
運行代碼思路：通過代碼獲取當前天數(shù)和月數(shù)；根據(jù)天數(shù)是否發(fā)生變化，確定程序是否運行；如果天數(shù)與上次運行時不一致，則進行1次計算。統(tǒng)計所有的自動模式平均值，存入1個31位的變量組(保存每天自控率平均值)；判斷當前月數(shù)，如果月數(shù)與上次檢查不一致，則進行1次計算。統(tǒng)計結(jié)果放入1個12位的變量組(保存每個月的自控率平均值)，這樣就完成了每日/每月的自控率計算。
③DCS實現(xiàn)儀表自控率畫面顯示
把所有控制回路按位號分單元集中到一頁顯示，使用顏色變化來區(qū)分控制回路是處于手動模式還是自動模式，例如使用綠色代表自動使用紅色代表手動，并在每一位號處增加儀表回路面板調(diào)用動態(tài)，可便于進行檢查操作模式和調(diào)整參數(shù)。在畫面顯示儀表自控率的瞬時值、上一天的日平均值、上個月的月平均值。同時可以把各單元開停車狀態(tài)和各單元投自動回路統(tǒng)計數(shù)分別進行顯示。
3、DCS實現(xiàn)儀表自控率自動統(tǒng)計應用中應注意的問題
在做瞬時值計算統(tǒng)計時，要避免在所有單元停車情況下出現(xiàn)控制回路為0情況，形成0做除數(shù)導致計算出錯，要使用判斷語句進行判斷排除，這種情況可視為全部回路因工藝原因停用，儀表自控率為100%。
在DCS實現(xiàn)儀表自控率自動統(tǒng)計顯示功能，解決了儀表自控率統(tǒng)計上報不準確問題，為公司、工廠考核儀表維護水平和裝置自動化水平提供了有力依據(jù)，并且有可追溯性。
作者：阮曉英、阮洋
相關(guān)閱讀
如何提升儀表自控率
