• 關鍵詞： 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與電腦實現(xiàn)通訊，上位機是組態(tài)王（也可采用iFIX和天工組態(tài)上位機軟件），該系統(tǒng)上位機采用的組態(tài)王軟件，系統(tǒng)總點數(shù)在160點。本文介紹了GE提供的自動化解決方案，通過在PLC編程實現(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、鉆機絞車進行控制，使水力除焦機械根據(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)控制應用提供了快速和可靠的解決方案，其設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)行的實現(xiàn)也是對于特定的應用設計，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與電腦實現(xiàn)通訊，上位機是組態(tài)王（也可采用iFIX上位機軟件實現(xiàn)通訊），真正實現(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、高效運行，CPU和電源應采用冗余配置(雙機熱備)，一旦運行中的處理器發(fā)生故障，應自動切換到后備處理器工作，在切換過程中不應出現(xiàn)程序跳變或數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，切換時間應小于50ms，設置足夠容量的存儲器，并考慮40%的備用量。所有開關量I/O模件應有隔離裝置。所有在可編程控制器系統(tǒng)中的硬件應能在環(huán)境溫度為0~60℃，相對濕度為5~95%的范圍內連續(xù)運行，而無結露現(xiàn)象。控制系統(tǒng)應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,可編程控制器應能繼續(xù)運行。一臺除焦控制閥和一臺高壓水泵對應控制完成除焦過程；要考慮自動頂蓋機聯(lián)鎖及控制；高壓水泵的啟動和運行操作及其聯(lián)鎖控制部分做在水力除焦程序控制系統(tǒng)中實現(xiàn),包括高壓水泵二次儀表,并將與除焦控制有關的聯(lián)鎖信號接入主控柜；設PLC上位機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與電磁氣閥組合控制；其他閥位回訊采用干觸點信號；采用除焦程序控制系統(tǒng)對兩塔的除焦過程進行程序控制；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性，電氣及儀表專業(yè)維護人員在熟悉本系統(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、高效實用，能實現(xiàn)機組啟停、除焦閥開關、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)品設備選型、程序方案制定、連鎖控制實現(xiàn)，通過提供一整套系統(tǒng)級控制方案真正實現(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)絡柜LK柜構成。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、關閥；鉆機絞車的允許上升、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絞車控制（可實現(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、鉆機絞車進行控制，實現(xiàn)聯(lián)鎖。控制面板設有報警、跳閘指示光字牌、電源開關、與塔頂聯(lián)絡按鈕及指示燈、電源接通指示、高壓泵運行指示、選塔開關、除焦塔號指示、除焦控制閥閥位指示等。并裝有上位機系統(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)品設備選型、程序方案制定、連鎖控制實現(xiàn)，通過提供一整套系統(tǒng)及控制方案正在實現(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)具有較多較好的應用案例，經(jīng)考察應用良好。三是技術服務好，系統(tǒng)維護方便。

本公司系統(tǒng)網(wǎng)絡圖如下：

1、該系統(tǒng)軟硬件配置如下：

2、簡單系統(tǒng)網(wǎng)絡圖

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；降低了系統(tǒng)價格和減少了停機時間；提高了開放性靈活性和可擴展性。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用的硬件和編程語言，系統(tǒng)運行安全可靠。真正實現(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（華東）化學工程與工藝專業(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、DCS、PLC設計編程與項目建設、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高峰論壇三等獎等多項獎