海得案例——九江石化催化重整ESD系統(tǒng)

九江石化公司催化重整部分采用的是八十年代投產(chǎn)的年產(chǎn)150萬(wàn)噸的設(shè)備，原先的控制系統(tǒng)為單回路的盤裝表，比較落后，故障頻頻，曾多次出現(xiàn)過系統(tǒng)停車，因缺少保護(hù)裝置，險(xiǎn)些釀成壓縮機(jī)燒毀的事故。公司決定進(jìn)行設(shè)備改造，采用一套ESD系統(tǒng)，用Modicon的Quantum大型冗余PLC做控制，Intellution的iFIX2.6做監(jiān)控，組成一套可靠性極高的ESD系統(tǒng)，此系統(tǒng)由HITE公司集成。
　　ESD是英文Emergency Shutdown Device緊急停車系統(tǒng)的縮寫。這種專用的安全保護(hù)系統(tǒng)是90年代發(fā)展起來(lái)的，以它的高可靠性和靈活性而受到一致好評(píng)。
　　ESD緊急停車系統(tǒng)按照安全獨(dú)立原則要求，獨(dú)立于主控制系統(tǒng)，其安全級(jí)別高于主控制系統(tǒng)。在正常情況下，ESD系統(tǒng)是處于靜態(tài)的，不需要人為干預(yù)。作為安全保護(hù)系統(tǒng)，凌駕于生產(chǎn)過程控制之上，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)裝置的安全性。只有當(dāng)生產(chǎn)裝置出現(xiàn)緊急情況時(shí)，不需要經(jīng)過主控制系統(tǒng)，而直接由ESD發(fā)出保護(hù)聯(lián)鎖信號(hào)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行安全保護(hù)，避免危險(xiǎn)擴(kuò)散造成巨大損失。具有關(guān)資料，當(dāng)人在危險(xiǎn)時(shí)刻的判斷和操作往往是滯后的、不可靠的，當(dāng)操作人員面臨生命危險(xiǎn)時(shí)，要在60s內(nèi)作出反應(yīng)，錯(cuò)誤決策的概率高達(dá)99.9%。因此設(shè)置獨(dú)立于控制系統(tǒng)的安全聯(lián)鎖是十分有必要的，這是作好安全生產(chǎn)的重要準(zhǔn)則。該動(dòng)則動(dòng)，不該動(dòng)則不動(dòng)，這是ESD系統(tǒng)的一個(gè)顯著特點(diǎn)。
　　
　　系統(tǒng)特點(diǎn)：
　　為取得高的可靠性，在此次控制系統(tǒng)方案中，我們采用了全冗余方案，即主機(jī)雙CPU熱備、通訊網(wǎng)絡(luò)冗余等。
　　
　　主要技術(shù)參數(shù)：
　　PLC采用了遠(yuǎn)程I/O，使用同軸電纜，網(wǎng)絡(luò)距離可達(dá)4.5Km，最多可掛接31個(gè)遠(yuǎn)程站，傳輸速率達(dá)到1.544Mbit/s；PLC到上位監(jiān)控機(jī)采用Modbus Plus協(xié)議，使用雙絞線，這是一個(gè)總線型令牌傳遞網(wǎng)絡(luò)，以1Mbit/s速率通訊，使用雙絞線，傳輸距離可達(dá)1.8Km，如使用雙絞線中繼器或光纖傳輸距離可達(dá)13.5Km；為了能使DCS中顯示ESD采集到的數(shù)據(jù)，運(yùn)用了Modbus協(xié)議，Modbus是一主/從協(xié)議，傳輸速率9600bit/s，是一種受到300多家工業(yè)產(chǎn)品供應(yīng)商支持的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，任何計(jì)算機(jī)的串口都支持在線編程或數(shù)據(jù)采集應(yīng)用，在主控制系統(tǒng)ROSEMOUNT Deltiv中安裝I/O driver后，即采集到了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
　　為了提高系統(tǒng)的可靠性采用了雙電纜的遠(yuǎn)程I/O，使系統(tǒng)免受電纜斷裂中斷通訊的危險(xiǎn)；控制器實(shí)行熱備，采用冗余控制器CHS選件，可以在元件發(fā)生故障和電源中斷時(shí)，備用處理器能夠以完全無(wú)間隙方式替代主控制器，承擔(dān)I/O鏈路的無(wú)擾動(dòng)后備控制，通過光纖CHS鏈路的程序傳輸，主控制器和備用控制器的分隔距離最大可達(dá)1Km。
　　
　　主要功能：
　　1．操作層
　　操作層是以1臺(tái)裝有iFIX軟件包的工控機(jī)和1臺(tái)HP打印機(jī)組成操作員/工程師站，通過MODICON專用網(wǎng)卡SA85與PLC的MODBUS PLUS接口相接，實(shí)現(xiàn)信息共享。操作員站可完成包括操作和監(jiān)視、歸檔與信息記錄、趨勢(shì)與報(bào)警等功能，授予不同的權(quán)限，同時(shí)完成工程師站的組態(tài)調(diào)整等功能。
　　2． 過程層
　　根據(jù)工藝要求，本控制方案將控制系統(tǒng)過程層分成兩部分：一部分為主控制器站，通過 NOM模塊上的MODBUS PLUS接口與上位機(jī)相連，同時(shí)通過MODBUS接口完成與主控制系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)通訊；另一部分由RIO通訊模塊及相應(yīng)卡件組成2套遠(yuǎn)程I/O站，和主控制站之間構(gòu)成冗余遠(yuǎn)程I/O高速網(wǎng)通信。
　　現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)中，DI，AI點(diǎn)通過相應(yīng)的隔離柵（一分二），送入不同的遠(yuǎn)程I/O站（其中電阻體信號(hào)經(jīng)多用溫變送入PLC）；DO點(diǎn)同時(shí)經(jīng)兩個(gè)不同遠(yuǎn)程I/O站卡件，送入同一輸出繼電器連現(xiàn)場(chǎng)或MCC，實(shí)現(xiàn)卡件的冗余。