一、 引言
在成功建成BDO(1,4丁二醇)裝置和THF(四氫呋喃)裝置后,山西三維集團(tuán)股份有限公司又在2003年從韓國引進(jìn)了PTMEG(聚四氫呋喃)生產(chǎn)裝置。結(jié)合在BDO裝置中應(yīng)用艾默生過程管理現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的成功經(jīng)驗(yàn),該裝置控制系統(tǒng)仍選擇Delta-V系統(tǒng),完成對(duì)工藝過程及生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)測與自動(dòng)控制。包括現(xiàn)場溫度、壓力、流量、料位信號(hào)的采集及自動(dòng)調(diào)節(jié),現(xiàn)場各調(diào)節(jié)閥的控制,現(xiàn)場電機(jī)、變頻器的控制及運(yùn)行監(jiān)視。
二、 現(xiàn)場總線的分類
根據(jù)IEC(國際電工委員會(huì))和Ff(現(xiàn)場總線基金會(huì))的定義,現(xiàn)場總線指從控制室連接到智能現(xiàn)場設(shè)備的雙向全數(shù)字通訊總線。目前較為流行的現(xiàn)場總線主要有 CAN(控制局域網(wǎng)絡(luò))、LONWORKS(局部操作網(wǎng)絡(luò))、PROFIBUS(過程現(xiàn)場總線)、HART(可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)通路)、Ff(現(xiàn)場總線基金會(huì))現(xiàn)場總線等。其中,可將控制策略下裝在現(xiàn)場儀表,用現(xiàn)場儀表(變送器、調(diào)節(jié)閥)直接構(gòu)成控制回路的,現(xiàn)階段只有Ff總線。Delta-V系統(tǒng)是Emerson公司在RS3、PROVOX系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,依據(jù)基金會(huì)現(xiàn)場總線(FF)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)出的兼容Ff-H1現(xiàn)場總線功能的全新的控制系統(tǒng)。
三、 PTMEG裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成
我公司PTMEG裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)由一臺(tái)應(yīng)用工作站,一臺(tái)工程師站,兩臺(tái)操作員站(分別帶兩臺(tái)顯示器),以及兩對(duì)冗余的控制器構(gòu)成。控制器及下掛的卡件包括H1卡、AI卡、AO卡、DI卡、DO卡、輸入輸出繼電器、輸入輸出隔離柵等,分別安裝在CAB1和CAB2兩臺(tái)機(jī)柜中。系統(tǒng)配置圖如下:
各部分功能如下:
應(yīng)用工作站,用于支持Delta-V系統(tǒng)與工廠管理網(wǎng)之間的連接。主要功能包括:
通過應(yīng)用工作站可以在與之相連的局域網(wǎng)上設(shè)置遠(yuǎn)程工作站,通過遠(yuǎn)程工作站可對(duì)Delta-V系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控等。
通過應(yīng)用工作站,可以監(jiān)視最多25000個(gè)連續(xù)的歷史數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)與歷史趨勢。
通過OPC mirror,將數(shù)據(jù)從其他OPC服務(wù)器中直接集成到Delta-V系統(tǒng)。
工程師站,主要是用來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)和日常維護(hù)工作,也可作為操作員站使用。
包含Delta-V系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)庫,系統(tǒng)所有的位號(hào)和策略被映射到系統(tǒng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備。
配置有系統(tǒng)組態(tài)、控制及維護(hù)的所有工具,包括完整的圖形庫和相關(guān)控制策略。常用的過程控制方案已預(yù)組態(tài),如前饋串級(jí)控制回路、復(fù)雜的發(fā)動(dòng)機(jī)控制算法、常用的圖形、符號(hào)等。只要將這些控制策略或圖形、符號(hào)拖放到實(shí)際控制方案和流程圖中即可。組態(tài)簡單易用。
內(nèi)置故障診斷和AMS設(shè)備管理功能,可訪問過程中的所有節(jié)點(diǎn)設(shè)備、位號(hào)、及現(xiàn)場智能設(shè)備的診斷信息、報(bào)警信息等。可檢查控制網(wǎng)絡(luò)通訊、驗(yàn)證控制器冗余,檢查現(xiàn)場智能設(shè)備如FF現(xiàn)場總線或HART協(xié)議的變送器、定位器等的狀況。
操作員站,有友好的用戶界面、高級(jí)圖形、實(shí)時(shí)和歷史趨勢、有用戶規(guī)定的過程報(bào)警優(yōu)先級(jí)和整個(gè)系統(tǒng)安全保證等功能。
用于生產(chǎn)過程的監(jiān)視和操作控制。
直觀的流程畫面顯示及操作。
報(bào)警和報(bào)警處理可設(shè)定不同的優(yōu)先級(jí)別,以區(qū)分不同重要程度的報(bào)警。
歷史趨勢記錄及報(bào)表、歷史趨勢信息顯示。
事件記錄及系統(tǒng)狀態(tài)信息可根據(jù)事件類型、時(shí)間、操作員等不同要求檢索歸檔管理。
智能設(shè)備的管理信息,在操作員站上也可直接了解現(xiàn)場智能設(shè)備的參數(shù)、狀態(tài),對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行診斷,實(shí)現(xiàn)真正的預(yù)防性維護(hù)。
安全性和控制范圍,可以決定系統(tǒng)哪些用戶(如操作員、儀表工程師)能夠使用哪些系統(tǒng)功能(操作或組態(tài)等)、可以修改哪些參數(shù)、可以操作的區(qū)域范圍(如哪個(gè)工段等)。
控制器,提供現(xiàn)場儀表與控制網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)之間的通訊和控制。本控制系統(tǒng)包含2對(duì)冗余的MD控制器,對(duì)908、909兩個(gè)工段進(jìn)行控制。
四、 I/O模塊及現(xiàn)場儀表組成
該控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為本安型控制系統(tǒng),現(xiàn)場儀表既有Ff現(xiàn)場總線儀表,又有HART協(xié)議儀表。對(duì)于其中現(xiàn)場總線的儀表我們根據(jù)FISCO(Field Intrinsically Safe Concept) 模型進(jìn)行設(shè)計(jì),F(xiàn)f現(xiàn)場儀表均須經(jīng)FISCO本安認(rèn)證。H1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為樹形結(jié)構(gòu),segment供電模塊選用MTL公司9122-IS FISCO POWER SUPPLY