儀表自控率全稱為儀表自動(dòng)控制率，主要反應(yīng)裝置中自動(dòng)控制回路投用比例，其中自動(dòng)控制回路通常是指PID調(diào)節(jié)控制回路，也包括串級(jí)、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(shè)備維護(hù)重要指標(biāo)之一，這個(gè)指標(biāo)的高低直接反應(yīng)化工裝置自動(dòng)化程度的高低，同時(shí)對(duì)化工操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，操作的平穩(wěn)性和產(chǎn)品質(zhì)量都會(huì)有影響。但有些自動(dòng)控制回路是否投自動(dòng)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(yīng)儀表設(shè)備維護(hù)水平。一直以來，儀表自控率都是由儀表管理人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)上報(bào)，其準(zhǔn)確性難于保證，統(tǒng)計(jì)上報(bào)的數(shù)據(jù)只能靜態(tài)反應(yīng)某一時(shí)間的控制回路投用狀況，不能動(dòng)態(tài)真實(shí)反應(yīng)每一時(shí)刻的情況。目前許多公司在尋求解決統(tǒng)計(jì)上報(bào)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的方法，本文分享利用DCS自動(dòng)統(tǒng)計(jì)儀表自控率的可行方法。
1、儀表自控率計(jì)算方法和準(zhǔn)備在DCS上實(shí)現(xiàn)的功能
①儀表自控率計(jì)算公式：
②準(zhǔn)備使用DCS系統(tǒng)組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)儀表自控率瞬時(shí)值、日平均值、月平均值實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)顯示，并有可追溯性的查詢功能，瞬時(shí)值按照每2h間隔取一個(gè)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(bào)工廠、公司的數(shù)據(jù)。
2、DCS實(shí)現(xiàn)儀表自控率自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的方法
①瞬時(shí)值統(tǒng)計(jì)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(duì)裝置按照單元?jiǎng)澐?，如果裝置開車時(shí)所有回路都使用、停車時(shí)所有回路都不用的情況就按1個(gè)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(duì)這部分回路進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如使用TICA-210V-201出口溫度判斷硫酸裝置是否開車，≥950℃則認(rèn)為裝置處于開車狀態(tài)進(jìn)行正?；芈方y(tǒng)計(jì)，≤950℃則認(rèn)為裝置處于未正常開車階段，對(duì)這部分回路不進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
◆ 統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法
使用計(jì)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(dòng)，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(jì)算運(yùn)行效果見圖1。
規(guī)劃每個(gè)CALCU塊處理8塊儀表，可以判斷8個(gè)回路的操作模式，計(jì)算出狀態(tài)為自動(dòng)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(duì)多個(gè)CALCU的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行累加，通過使用多個(gè)CALCU塊就可以對(duì)各單元已投自動(dòng)的控制回路的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見圖2。最后使用單獨(dú)的CALCU塊，把正常開車狀態(tài)的單元中所有投自動(dòng)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(shí)值。
圖2 已投自動(dòng)的控制回路累加
②日、月平均值統(tǒng)計(jì)方法
根據(jù)橫河DCS系統(tǒng)的特點(diǎn)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(shí)間就會(huì)連續(xù)運(yùn)行，會(huì)影響程序計(jì)算精度。因此程序代碼在設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格限定在每天運(yùn)行1次。
運(yùn)行代碼思路：通過代碼獲取當(dāng)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(yùn)行；如果天數(shù)與上次運(yùn)行時(shí)不一致，則進(jìn)行1次計(jì)算。統(tǒng)計(jì)所有的自動(dòng)模式平均值，存入1個(gè)31位的變量組(保存每天自控率平均值)；判斷當(dāng)前月數(shù)，如果月數(shù)與上次檢查不一致，則進(jìn)行1次計(jì)算。統(tǒng)計(jì)結(jié)果放入1個(gè)12位的變量組(保存每個(gè)月的自控率平均值)，這樣就完成了每日/每月的自控率計(jì)算。
③DCS實(shí)現(xiàn)儀表自控率畫面顯示
把所有控制回路按位號(hào)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(dòng)模式還是自動(dòng)模式，例如使用綠色代表自動(dòng)使用紅色代表手動(dòng)，并在每一位號(hào)處增加儀表回路面板調(diào)用動(dòng)態(tài)，可便于進(jìn)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(shí)值、上一天的日平均值、上個(gè)月的月平均值。同時(shí)可以把各單元開停車狀態(tài)和各單元投自動(dòng)回路統(tǒng)計(jì)數(shù)分別進(jìn)行顯示。
3、DCS實(shí)現(xiàn)儀表自控率自動(dòng)統(tǒng)計(jì)應(yīng)用中應(yīng)注意的問題
在做瞬時(shí)值計(jì)算統(tǒng)計(jì)時(shí)，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(dǎo)致計(jì)算出錯(cuò)，要使用判斷語句進(jìn)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(shí)現(xiàn)儀表自控率自動(dòng)統(tǒng)計(jì)顯示功能，解決了儀表自控率統(tǒng)計(jì)上報(bào)不準(zhǔn)確問題，為公司、工廠考核儀表維護(hù)水平和裝置自動(dòng)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
