海得案例——九江石化催化重整ESD系統

九江石化公司催化重整部分采用的是八十年代投產的年產150萬噸的設備，原先的控制系統為單回路的盤裝表，比較落后，故障頻頻，曾多次出現過系統停車，因缺少保護裝置，險些釀成壓縮機燒毀的事故。公司決定進行設備改造，采用一套ESD系統，用Modicon的Quantum大型冗余PLC做控制，Intellution的iFIX2.6做監控，組成一套可靠性極高的ESD系統，此系統由HITE公司集成。
　　ESD是英文Emergency Shutdown Device緊急停車系統的縮寫。這種專用的安全保護系統是90年代發展起來的，以它的高可靠性和靈活性而受到一致好評。
　　ESD緊急停車系統按照安全獨立原則要求，獨立于主控制系統，其安全級別高于主控制系統。在正常情況下，ESD系統是處于靜態的，不需要人為干預。作為安全保護系統，凌駕于生產過程控制之上，實時在線監測裝置的安全性。只有當生產裝置出現緊急情況時，不需要經過主控制系統，而直接由ESD發出保護聯鎖信號，對現場設備進行安全保護，避免危險擴散造成巨大損失。具有關資料，當人在危險時刻的判斷和操作往往是滯后的、不可靠的，當操作人員面臨生命危險時，要在60s內作出反應，錯誤決策的概率高達99.9%。因此設置獨立于控制系統的安全聯鎖是十分有必要的，這是作好安全生產的重要準則。該動則動，不該動則不動，這是ESD系統的一個顯著特點。
　　
　　系統特點：
　　為取得高的可靠性，在此次控制系統方案中，我們采用了全冗余方案，即主機雙CPU熱備、通訊網絡冗余等。
　　
　　主要技術參數：
　　PLC采用了遠程I/O，使用同軸電纜，網絡距離可達4.5Km，最多可掛接31個遠程站，傳輸速率達到1.544Mbit/s；PLC到上位監控機采用Modbus Plus協議，使用雙絞線，這是一個總線型令牌傳遞網絡，以1Mbit/s速率通訊，使用雙絞線，傳輸距離可達1.8Km，如使用雙絞線中繼器或光纖傳輸距離可達13.5Km；為了能使DCS中顯示ESD采集到的數據，運用了Modbus協議，Modbus是一主/從協議，傳輸速率9600bit/s，是一種受到300多家工業產品供應商支持的工業標準，任何計算機的串口都支持在線編程或數據采集應用，在主控制系統ROSEMOUNT Deltiv中安裝I/O driver后，即采集到了實時數據。
　　為了提高系統的可靠性采用了雙電纜的遠程I/O，使系統免受電纜斷裂中斷通訊的危險；控制器實行熱備，采用冗余控制器CHS選件，可以在元件發生故障和電源中斷時，備用處理器能夠以完全無間隙方式替代主控制器，承擔I/O鏈路的無擾動后備控制，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1Km。
　　
　　主要功能：
　　1．操作層
　　操作層是以1臺裝有iFIX軟件包的工控機和1臺HP打印機組成操作員/工程師站，通過MODICON專用網卡SA85與PLC的MODBUS PLUS接口相接，實現信息共享。操作員站可完成包括操作和監視、歸檔與信息記錄、趨勢與報警等功能，授予不同的權限，同時完成工程師站的組態調整等功能。
　　2． 過程層
　　根據工藝要求，本控制方案將控制系統過程層分成兩部分：一部分為主控制器站，通過 NOM模塊上的MODBUS PLUS接口與上位機相連，同時通過MODBUS接口完成與主控制系統間的數據通訊；另一部分由RIO通訊模塊及相應卡件組成2套遠程I/O站，和主控制站之間構成冗余遠程I/O高速網通信。
　　現場信號中，DI，AI點通過相應的隔離柵（一分二），送入不同的遠程I/O站（其中電阻體信號經多用溫變送入PLC）；DO點同時經兩個不同遠程I/O站卡件，送入同一輸出繼電器連現場或MCC，實現卡件的冗余。