基于PLC-5的熱備系統(tǒng)在石化公司的應(yīng)用

　　羅克韋爾自動化幫助中國石化廣州分公司進行系統(tǒng)改造，相對于采用全新的控制系統(tǒng)，節(jié)省了設(shè)備投資，有效保護了用戶原有的資產(chǎn)。

　　背景

　　中國石化廣州分公司作為我國南方石化產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，占有廣東30%以上的石化市場份額。該公司的產(chǎn)品主要銷往南方各省市，并出口香港、澳門以及東南亞地區(qū)。2001年，中國石化廣州分公司銷售額為15億美元，原油加工量為638萬噸，乙烯產(chǎn)量17萬噸。

　　中國石化廣州分公司有45家主要的分廠，包括30家精煉廠。原油加工能力為每年770萬噸，深加工能力為每年650萬噸，乙烯產(chǎn)量為每年15萬噸。

　　該公司生產(chǎn)超過60種的石化產(chǎn)品，包括汽油、柴油、航空燃油、石腦油、重油、溶油、液化石油氣、瀝青、石油焦、硫磺、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、丁二烯、丙丁烷、乙烷和煤氣。同時，他們還生產(chǎn)三種，近160個不同等級的固態(tài)塑料原料，包括聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯。

　　挑戰(zhàn)

　　隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國已經(jīng)成為世界上最大的汽油及石化產(chǎn)品消費國之一。我國的石化工業(yè)將在未來一段時間里持續(xù)、高速發(fā)展，以滿足國民經(jīng)濟的發(fā)展需要。

　　我國已經(jīng)于2002年加入WTO，隨著市場開放程度的加大，我國石化市場的競爭將會加劇。國際市場原油價格的波動將會給石化企業(yè)帶來很大的影響。為了保持競爭力，中國石化廣州分公司希望通過降低生產(chǎn)成本、提高效率，將產(chǎn)品保持在較低的價格水平。

　　為了提高資產(chǎn)使用效率、減少備件費用，中國石化廣州分公司希望能夠?qū)λ麄円呀?jīng)使用了13年的PLC-3熱備系統(tǒng)進行升級。

　　雖然PLC-3可編程控制器是極其可靠的控制平臺，但是已經(jīng)停產(chǎn)，它的相關(guān)備件很難在市場上買到，其維護成本也較高。向后兼容也是成為一個嚴重的問題，原有控制系統(tǒng)監(jiān)控平臺使用IBM 386兼容機，并運行于DOS操作系統(tǒng)下，顯然已經(jīng)太落伍了。用戶希望采用最先進的人機界面系統(tǒng)代替原有的監(jiān)控平臺。

　　為了節(jié)省投資、減少停機時間，整個改造項目要求開銷最小，系統(tǒng)停產(chǎn)時間最短。也就是說，要求新系統(tǒng)必須無縫地與現(xiàn)有系統(tǒng)融合在一起，不得出現(xiàn)半點差錯，同時還要便于操作和維護。

　　解決方案

　　整個改造項目的關(guān)鍵問題在于Allen-Bradley系列PLC的向后兼容問題。一些自動化廠商建議更換整個控制系統(tǒng)，而羅克韋爾自動化從幫助用戶節(jié)省投資的角度出發(fā)，建議只更換PLC處理器，保留現(xiàn)有的I/O模塊。相對于更換整個控制系統(tǒng)，羅克韋爾自動化的升級方案僅需要前者1/3的投資。

　　改造方案包括用全新的PLC-5/40熱備系統(tǒng)代替已經(jīng)過時的PLC-3熱備系統(tǒng)。系統(tǒng)升級過程包括兩個步驟：首先，將安裝有Allen-Bradley 1784-KT通訊卡的監(jiān)控計算機連入現(xiàn)有的DH+網(wǎng)絡(luò)，并運行第三方人機界面軟件。

　　然后，羅克韋爾自動化的系統(tǒng)集成商將PLC-3的程序轉(zhuǎn)化為PLC-5的程序。PLC-3的編程軟件運行于DOS操作系統(tǒng)下，操作界面并不友好。通過使用RSLogix5編程軟件可以將原來的程序轉(zhuǎn)化為PLC-5的梯形圖邏輯程序。由于RSLogix5編程軟件運行于Windows 2000/XP操作系統(tǒng)下，操作界面友好，使用方便，并且很多功能得到了增強。

　　新舊兩種PLC處于并行運行狀態(tài)，確保新系統(tǒng)能夠接收到與舊系統(tǒng)相同的輸入信號。通過連接到兩臺PLC的人機界面系統(tǒng)來監(jiān)視它們在相同輸入信號下的響應(yīng)是否一致。在正式用PLC-5代替PLC-3之前，花費了一個月的時間對所有邏輯功能進行了全面的測試，確保新系統(tǒng)的程序萬無一失。

　　由于進行了充分的前期準備，最后只花費了不到半個小時就完成了新舊系統(tǒng)的切換工作。新的PLC-5只有PLC-3體積的1/3，它直接連入原有的DH+網(wǎng)絡(luò)，無需進行任何改造。

　　PLC-5可編程控制器擔當起了控制整個生產(chǎn)車間的重任，接收來自現(xiàn)場設(shè)備的信號，包括各種儀表、電機、液位傳感器、閥門等。第三方人機界面軟件用于對各種輸入信號狀態(tài)進行監(jiān)視，并按照事先編制好的程序做出反應(yīng)。

　　成效

　　整個改造項目沒有超出預(yù)算，在一個多月的改造過程中幾乎沒有對正常生產(chǎn)造成影響。從新系統(tǒng)投產(chǎn)到現(xiàn)在，還沒有出現(xiàn)任何故障。

　　基于Windows操作系統(tǒng)的監(jiān)控平臺不僅使用靈活、界面友好，而且它為中國石化廣州分公司節(jié)省大量的設(shè)備投資。相對于使用全新的控制系統(tǒng)，用PLC-5代替PLC-3的方案為用戶節(jié)省了近75000美元的費用。PLC-5系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠，僅需要少數(shù)不太昂貴的備件。僅此一項，就為用戶節(jié)省了近10%的備件費用。

　　總結(jié)

　　解決方案

　?。?向后兼容PLC
　　- 僅替換PLC處理器
　　- 使用現(xiàn)有的I/O模塊
　　- 更加經(jīng)濟
　　＊ 基于Windows操作系統(tǒng) 　
　 - 用戶界面友好
　　- 操作快捷
　　- 便于今后升級

　　成效

　　＊ 項目實施迅速
　　- 一個多月的工期
　　- 不對正常生產(chǎn)造成影響
　?。?減少設(shè)備投資
　　- 節(jié)省了75000美元
　?。?只需要少數(shù)、不太昂貴的備件
　　- 節(jié)省近10%的備件費用