• 關(guān)鍵詞： series 90-30 PLC 延遲焦化裝置 水力除焦
• 摘要：我公司100萬噸/年延遲焦化裝置水力除焦程序控制系統(tǒng)采用GE series 90-30 CPU350冗余系列，通過RS232與電腦實(shí)現(xiàn)通訊，上位機(jī)是組態(tài)王（也可采用iFIX和天工組態(tài)上位機(jī)軟件），該系統(tǒng)上位機(jī)采用的組態(tài)王軟件，系統(tǒng)總點(diǎn)數(shù)在160點(diǎn)。本文介紹了GE提供的自動化解決方案，通過在PLC編程實(shí)現(xiàn)了除焦閥、絞車、高壓水泵啟停等連鎖。

項目名稱

公司100萬噸/年延遲焦化裝置水力除焦程序控制系統(tǒng)項目，我公司是石油行業(yè)，加工重油等生產(chǎn)汽柴油、生產(chǎn)硫磺、焦炭、液化氣、丙烯、燃料油等的產(chǎn)品。

應(yīng)用背景

煉油廠延遲焦化裝置水力除焦程序控制系統(tǒng)是以可編程控制器（PLC）為核心的電控系統(tǒng)，它根據(jù)水力除焦工藝，對除焦控制閥、高壓水泵、塔閥、鉆機(jī)絞車進(jìn)行控制，使水力除焦機(jī)械根據(jù)操作人員的意圖，安全可靠有條不紊地工作。自動控制減輕了操作工人的勞動強(qiáng)度、簡化了操作順序，使水力除焦作業(yè)更快捷更安全，方便的優(yōu)化其自動化平臺。為工業(yè)控制應(yīng)用提供了快速和可靠的解決方案，其設(shè)計滿足了工廠對于使用環(huán)境和可靠性的要求。其編程和程序執(zhí)行的實(shí)現(xiàn)也是對于特定的應(yīng)用設(shè)計，目前100萬噸/年焦化裝置水力除焦系統(tǒng)采用GEseries90-30 CPU350冗余系列，通過RS232與電腦實(shí)現(xiàn)通訊，上位機(jī)是組態(tài)王（也可采用iFIX上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)通訊），真正實(shí)現(xiàn)了全過程自動化除焦。

客戶需求

為了保證程控裝置安全、可靠、高效運(yùn)行，CPU和電源應(yīng)采用冗余配置(雙機(jī)熱備)，一旦運(yùn)行中的處理器發(fā)生故障，應(yīng)自動切換到后備處理器工作，在切換過程中不應(yīng)出現(xiàn)程序跳變或數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，切換時間應(yīng)小于50ms，設(shè)置足夠容量的存儲器，并考慮40%的備用量。所有開關(guān)量I/O模件應(yīng)有隔離裝置。所有在可編程控制器系統(tǒng)中的硬件應(yīng)能在環(huán)境溫度為0~60℃，相對濕度為5~95%的范圍內(nèi)連續(xù)運(yùn)行，而無結(jié)露現(xiàn)象。控制系統(tǒng)應(yīng)保持與操作員站的高度可靠的通訊。操作員站與PLC之間通訊故障時,可編程控制器應(yīng)能繼續(xù)運(yùn)行。一臺除焦控制閥和一臺高壓水泵對應(yīng)控制完成除焦過程；要考慮自動頂蓋機(jī)聯(lián)鎖及控制；高壓水泵的啟動和運(yùn)行操作及其聯(lián)鎖控制部分做在水力除焦程序控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn),包括高壓水泵二次儀表,并將與除焦控制有關(guān)的聯(lián)鎖信號接入主控柜；設(shè)PLC上位機(jī)操作臺對水力除焦過程組態(tài)監(jiān)控；除焦控制閥閥位控制采用接近開關(guān)與電磁氣閥組合控制；其他閥位回訊采用干觸點(diǎn)信號；采用除焦程序控制系統(tǒng)對兩塔的除焦過程進(jìn)行程序控制；按一臺除焦控制閥和一臺高壓水泵配置；另外PLC的高可靠性和可維護(hù)性，電氣及儀表專業(yè)維護(hù)人員在熟悉本系統(tǒng)后能快速排除各種故障，確保生產(chǎn)的連續(xù)性。要系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、高效實(shí)用，能實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟停、除焦閥開關(guān)、絞車連鎖等。

解決方案

系統(tǒng)給我們提供了一體化的解決方案，包括產(chǎn)品設(shè)備選型、程序方案制定、連鎖控制實(shí)現(xiàn)，通過提供一整套系統(tǒng)級控制方案真正實(shí)現(xiàn)了全過程的自動化，該系統(tǒng)主要由主控柜CK柜，防爆操作臺BK，變頻柜PK，和聯(lián)絡(luò)柜LK柜構(gòu)成。PLC裝在主控柜CK中，由主控柜完成高壓水泵的選塔控制；PLC程序組態(tài)程序包括允許啟泵、停泵控制；以及塔閥的自動開閥、關(guān)閥；鉆機(jī)絞車的允許上升、下降等系統(tǒng)中受控對象之間的聯(lián)鎖。完成除焦過程中受控對象所處狀態(tài)的顯示，故障狀態(tài)報警、跳閘顯示等；防爆操作臺完成鉆機(jī)絞車控制（可實(shí)現(xiàn)無級變速）；除焦控制閥的控制；以及鉆具位移數(shù)、模顯示等；除焦過程中絞車運(yùn)行和漏焦情況的電視畫面監(jiān)視；變頻柜主要有自控/手動切換控制。主控柜內(nèi)安裝有PLC及其他控制電器，為防止工業(yè)電源對PLC的干擾，PLC供電電源及其他輸入輸出電路均采用隔離供電。它接受系統(tǒng)一次儀表和二次儀表信號，對除焦控制閥、高壓水泵、塔閥、鉆機(jī)絞車進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖。控制面板設(shè)有報警、跳閘指示光字牌、電源開關(guān)、與塔頂聯(lián)絡(luò)按鈕及指示燈、電源接通指示、高壓泵運(yùn)行指示、選塔開關(guān)、除焦塔號指示、除焦控制閥閥位指示等。并裝有上位機(jī)系統(tǒng)，對系統(tǒng)流程中一次儀表采集到的模擬量信號（溫度、壓力、液位、軸振動、軸位移等）進(jìn)行處理并報警輸出到閃光報警器。該系統(tǒng)滿足了我公司的需求，給我們提供了一體化的解決方案，包括產(chǎn)品設(shè)備選型、程序方案制定、連鎖控制實(shí)現(xiàn)，通過提供一整套系統(tǒng)及控制方案正在實(shí)現(xiàn)了全過程的自動化。

選用GE 90-30系列優(yōu)勢一是價格優(yōu)勢性價比高，能提供一體化解決方案，該軟件在自動化行業(yè)應(yīng)用廣泛且占據(jù)很高的地位，二是該系統(tǒng)在化工或煉油行業(yè)具有較多較好的應(yīng)用案例，經(jīng)考察應(yīng)用良好。三是技術(shù)服務(wù)好，系統(tǒng)維護(hù)方便。

本公司系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下：

1、該系統(tǒng)軟硬件配置如下：

2、簡單系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

采用GE series 90-30 CPU350冗余系列系統(tǒng)滿足了我公司目前水力除焦需求，可以保證硬件和軟件的迅速和方便的維護(hù)；降低了系統(tǒng)價格和減少了停機(jī)時間；提高了開放性靈活性和可擴(kuò)展性。提高了生產(chǎn)率和操作效率，降低了操作成本；使我們擁有了更多的靈活性來選擇適合每種特殊應(yīng)用的硬件和編程語言，系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠。真正實(shí)現(xiàn)了全過程的自動化，自動控制減輕了操作工人的勞動強(qiáng)度、簡化了操作順序，使高壓水力除焦作業(yè)更快捷更安全。

個人信息：作者簡介:張東民（1985-），男，畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）化學(xué)工程與工藝專業(yè)，儀表高級技師（國家一級職稱），儀修車間主任，從事儀表維修維護(hù)、DCS、PLC設(shè)計編程與項目建設(shè)、車間管理等。在《自動化博覽》、儀器儀表用戶、《PLC&FA》雜志上發(fā)表發(fā)表過多篇文章。論文獲得過全國SCADA征文三等獎、第五屆中國石油化工重大工程儀表控制技術(shù)高峰論壇三等獎等多項獎