过滤工序真空机机组DCS控制系统改造

45过滤工序真空机机组DCS控制系统改造

白德俊

()青海发投碱业有限公司,青海德令哈 817099

摘要:过滤工序真空机机组的早期P报警联锁逻辑设计方面不合理,LC控制系统在机组保护系统、随着技术的不断革新,系统出现了硬件老化、备件短缺、技术支持不足等缺点。介绍采用和利时解决原系统存在的问题。DCSHOLLiASMACSV6.5.2系统对真空机机组控制系统改造,

关键词:真空机机组;控制系统;报警联锁HOLLiASMACSV6.5.2系统;

()中图分类号:TQ114.15 文献标识码:B 文章编号:1005-8370201905-45-04

1 原系统配置现状

海发投碱业有限公司选用了两台沈阳鼓风机厂生产的MCL-805-1离心式真空压缩机作为真空过滤的附属设备,原动机为汽轮机,通过膜片联轴器与离心压缩机相连接。该设备生产能力大,吸气量均匀,结构简单紧凑,易损件少,便于检修,运行可靠,连续性型号:PLC系列series90-30,CEFANUC90-30

配置如下:364CETFCH,

)报警联锁逻辑设计不合理,单点跳车,使得联3

锁不能投用。

/根据公司早期9青0万ta纯碱项目设计规划,

)系统抗干扰能力差,在检修某点温度信号时,4

该点信号会干扰到其他信号。

州和利时DCSHOLLiASMACSV6.5.2版本对真

根据上述情况,公司于2016年大修期间采用杭

空机机组控制系统进行改造。

2 改造方案及配置

运转周期长。真空机机组控制系统为:CEFANUC

和利时DCSHOLLiASMACSV6.5.2控制系统,

本改造的项目为真空机机组PLC系统改造为

电源模块 IC693PWR321中央处理器热备软件

使两台机组相互独立,分别设置为0#域和1#域互不干扰,对于备用机组的安全检修提供了方便。

IC693CPU364

模拟量输入模块模拟量输出模块数字量输入模块数字量输出模块控制系统监控软件

IC641HBR301IC693ALG223IC693CHS391

员站2台,历史站2台、其中2面控GPS时钟一套,制柜安装在压缩机柜室内,2台操作员站、2台历史站及操作台安装压缩操作室内。程序控制调试等。

硬件方面:现场控制柜2面,操作台1面,操作

IC693MDL654iFIX

IC693MDL753

软件方面:控制逻辑组态、工艺流程画面组态、:系统实际配置总点数为2其中A02点,I48

:点,AO:4点,DI50点,DO:60点,PT100热电阻为

月投运行后系统故障率较高,发生多次跳停事故,缺陷为:

)两台机组共用一套P不能相互独1LC系统,

立,对于备用机组的检修无法安全实现。)机组保护系统设计不合理,如温度、振动、位2

移探头在出现断线故障时会造成误跳车。

过滤真空机机组控制系统薄弱,自2005年10

40支。现场控制柜硬件配置如表1。

3 改造施工流程

)前期硬件、软件配置、控制方案组态、调试、模1

拟开停车等全部完成。

46表1 现场控制柜硬件配置表

序号12345678101112131415161718192021229

设备名称

K系列主控制器模块/K-CU01-B.1.3220VAC转24VDC120W直流输出电源交流电源配电板模块/K-PW01-B查询电源分配板模块/K-PW21-B4槽主控制器背板模块/K-CUT01-B

规格/型号K-CU01SM910SM913

单位块块块块块块块块块块块块块块块块块块块块块台

纯 碱 工 业

#

1机

#2机

K-CUT01

2122111232443311223332

2122111232443311223332

220VAC转24VDC240WSM系统专用直流输出电源

直流电源配电板模块/K-PW11-C8通道星形IO-BUS模块/K-BUS02-B.1.3

220VAC转24VDC120W直流输出电源

8通道AI与AO底座模块8通道模拟量输入模块

K-PW01K-PW11K-BUS02SM910K-PW21

星形IO-BUS终端匹配器模块/K-BUST02-BK-BUST02K-AI01

8通道热电阻输入模块/K-RTD01-B.1.28通道TC与RTD底座/K-TT01-B

8通道AI与AO底座模块

K-RTD01K-AO01K-SOE01K-DIT01K-DO01K-AT01K-TT01

K-AT01

8通道模拟量输出模块

16通道24VDCSOE输入模块/K-SOE01-A.1.3

16通道24VDC数字量输出模块

16通道DI底座

16通道DO交直流继电器输出端子板/K-DOR01-B

安全级卡轨式工业交换机

16通道DO底座/K-DOT01-CK-DOT01

/交换机/支持GM010-ISW-24L-C0124,端口故障隔离、环回检测以及风暴限制功能

K-DOR01

)利用停车检修时机进行改造,首先现场控制 2

柜、操作员站就位,旧PLC机柜拆除、DCS机柜就位、安装,其次电气、仪表信号电缆连接采用分步实——调试———试运行———投运的方案。施逐台改造—

)程序控制系统调试,按程序表逐步测试,对每一3

步的运行条件,各元件状态,程序时间等全面检查试验。

数据,数据库不用编译。无服务器概念,原服务器部,分功能由历史站接管(历史数据存储、报警信息)操作员直接与控制器通讯,增加测点,修改画面和方案页后,直接生效,不用编译下装历史站:例如增加无需下装,增加后立即就能在画面AM点,DM点,

上显示数值。无初始化功能,在线添加模块,修改任何组态,都是无扰下装。真正的在线强制,避免意外操作释放强制点。可进行任意管脚强制并提供完善的强制信息列表。

4 HOLLiASMACSV6.5.2系统主要

特点

)单层网、对等网络结构:采用“直接通信”的方 1

式大大增加了系统稳定性,同时也避免了下装服务时容易导致系统崩溃的问题;操作员直接与控制器通讯,真正的即时同步,不存在任何切换操作,历史站故障不影响操作。离线、在线数据自动同步,如修改量程,直接在下层修改,不用同时修改离线、在线

)专业性强:系统依据行业特点开发出电力版2

和化工版,功能及算法贴近行业特点,丰富的算法库,符号库,灵活易用的自定义功能,支持多种界面类型的应用丰富的图形元素,完善的图形显示效果,支持立体显示。HOLLiASMACSV6.5.2系列无

//缝集成第三方系统和设备。提供OPCDDEODBC

过滤工序真空机机组D2019年第5期 白德俊:CS控制系统改造等软件标准接口,可与第三方的应用程序之间直接进//行数据交换,支持PROFIBUSHARTMODBUS等国际上常用现场总线,可以方便添加第三方设备,如智能仪表、支持多台PLC和变频器。协同组态功能,工程师站同步进行组态,几个工程师站可以同时访问主工程师站,并对其工程中的不同控制站进行组态,最后主工程师站即可得到全部的完整的工程。

475 控制系统改造

5.1 气路系统

开车条件:

;润滑油压>0.25MPa

润滑油温>35℃;

)主控功能完善:完善切换机制,提高冗余可靠3

性。增加硬件错误记录与日志,方便查询故障和下层修改参数记录。网络带宽升级为1提升了系00M,

防喘振调节阀微开;入口阀微开;

冷却水压力正常。

开车条件可按逻辑图1的要求,满足上述条件

统性能。增加了除0和数组越界保护等等,提高了

压缩机方可开车。

系统稳定可靠性。改进了屏蔽网络风暴对控制器影响(单网故障不影响控制和通讯,双网故障不影响

5.2 防喘振控制

无论压缩机的压缩比是多少,要保证压缩机的吸入量比喘振流量大,只有这样才能保证压缩机稳定的工作。当入口压力低时打开防喘振阀进行补气。控制逻辑如图2。

,控制)增加防火墙和路由功能,单控制器硬件测点超过10通讯点达2对点名,点说明00点,0000点,

无字符长度限制。

图1 开车条件逻辑图

图2 防喘振阀控制逻辑图

5.3 润滑油系统及联锁保护

,油压调节回路:自力式压力调节阀P一次CV341

过滤器差压报警回路:当过滤器差压超过正常差压时,说明过滤器该清洗了,测量仪表发出报警信)。号进行报警(差压报警值>0.15MPa

;。调节:润滑油总管油压:0.95~1.1MPa0.25MPa

油温报警回路:油温报警回路的作用是对润滑油

温进行监视,测温元件T并当E341把信号送至控制室,。油温高于正常值时报警(报警值>55℃)

PT351、PSA352A、PSA352B、PSA352C把信号引

入控制室,当油压达到0.25MPa时满足启动条件;

备用润滑油泵启动、报警、联锁回路:由

48当油压低于0.当15MPa时报警联锁启动备用泵;

纯 碱 工 业

信号采取三取二联锁动作,报警联锁停车。机组停机保护联锁逻辑如图3。

//油压过低时,低于0.1MPa时,PSA352ABC开关

图3 机组联锁保护控制逻辑图

表2 改造后性能和有关参数

模拟量输入精度模拟量输出精度

时钟误差

现场控制站间误差操作员站间误差记录精度SOE分辨率系统可利用率系统平均修复时间

从输入变化到显示变化

操作

从操作键入到输出变化从输入变化到输出变化

屏幕显示

画面显示完成时间动态元素更新时间

模拟量开关量回路控制逻辑控制

大信号≤0.小信号≤0.1%,2%

≤0.2%≤1s

(续表)

模入通道

差模干扰抑制比共模干扰抑制比

>120db

输入回路绝缘强度

≤1s

不低于500V

>60db

模拟量时间戳精确到秒,开关量时间戳精确到毫秒。,站内≤1m站间≤2mss

6 改造后运行效果

过滤真空机机组DCS改造后控制系统具备

(、(、模拟量控制系统)数据采集系统)MCSDASSCS(、、顺序控制系统)调节系统)事故PEAK150(SOE(人机界面为主的控制模式,提高了真空机机CRT、

组的自动化控制水平及机组的运行效率,降低控制系统的故障率,使机组的可利用率大大提高。

收稿日期:2018-12-29

≥99.99%<0.5h

≤采集周期+1s

顺序识别、事故追忆)等功能。控制系统实现以

≤采集周期+运算周期

≤1s

≤1s

扫描周期

最快125ms

≤1s

最快50ms最快50ms

,作者简介:白德俊(1984—)2004年毕业于青海广播电视大学计算技术组组长。

机及应用专业,工程师,现担任青海发投碱业有限公司机修车间仪表

控制周期

一般工况下CPU平均负荷率繁忙工况下CPU平均负荷率繁忙工况系统网络负荷率

最快50ms

≤30%≤60%≤30%