CN202189265U - 乙烯装置中压缩机用紧急停车系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种自动控制系统，乙烯装置中压缩机用紧急停车系统，其特征在于，设有系统机柜有中央控制元件CU全冗余，I/O模件部分冗余，设有系统机柜设备信号与辅助机柜设备信号连接；辅助机柜设有安全栅与系统控制机柜输入、输出接口连接；辅助操作台，设有紧急开停、联锁解除、恢复硬手操开关或按钮及由ESD系统直接驱动的信号报警设施；工程师站以其通讯总线与系统机柜设备信号连接，系统机柜设备信号与辅助操作台设备信号连接。本实用新型的优点，减少了系统硬件连接的中间连接环节和故障点，实现紧急停车系统的软件完成，增加了系统的可靠性，维护检修的工作量少，减少了安装调试时间，确保乙烯生产装置的长周期、平稳、安全运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种自动控制系统，更具体地说，涉及一种石油化工装置的紧急停车系统。
背景技术
某乙烯生产装置中大型透平压缩机用继电器联锁系统，所使用的硬件联锁设备，大量使用继电器、延时继电器、联锁设定器，配备有现场变送器，压力开关，已有的联锁系统，技术落后，设备老化，机械式接点故障多，造成装置运行不平稳，维护检修的工作量大，压缩机系统停车事故多，影响正常生产操作，不利于乙烯装置生产的长周期、平稳、安全运行，成为乙烯装置生产的很大安全隐患。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种乙烯装置中压缩机用紧急停车系统。
按照《国际电工组织》IEC的SIL3等级标准，应用德国黑马公司HIMA的H51q/HRS(PES)故障安全控制系统。该系统采用四重化结构(QMR)，中央控制单元设有微处理器，采用2oo4D结构，为冗余容错结构的故障安全型停车联锁系统。该系统对系统本身和生产过程发生的每一个故障或导致过程停车的因素都能及时地和按实际发生的时间记录下来，系统设计是故障安全型的，即系统内发生故障时，也能按照故障安全的方式停机，以确保人身和乙烯装置设备的安全。
一种乙烯装置中压缩机用紧急停车系统，包括现场连接的数字输入DI、数字输出DO、模拟量输入AI、模拟量输出AO模件及其配套安全栅，含有控制室连接的DCS系统，电源组件，其特征在于，设有系统机柜、辅助机柜、辅助操作台及报警辅助操作台、工程师站及SOE站；
所述系统机柜有中央控制元件CU全冗余，I/O模件冗余，设有系统机柜设备信号与辅助机柜设备信号连接，辅助机柜设备信号与电气设备信号连接，CU是该系统的核心部分，I/O模件与中央设备的数据联系是通过I/O总线建立的，因为I/O是冗余的，故每个CU中都有一条冗余的I/O总线，用于控制所有I/O模件，一套CU最多可以控制16个I/O机架，在I/O机架中，与I/O总线的通讯连接是通过连接模件F7553实现的，控制器和I/O冗余的结构，可以保证当一个CU或I/O卡故障时，另一个CU或I/O卡继续工作，从而保证系统的连续操作；
所述辅助机柜设有接口，与安全栅、端子板、继电器和现场仪表信号连接，与系统控制机柜的输入、输出接口连接；辅助机柜设备信号与电气专业设备信号连接；
所述辅助操作台及报警辅助操作台，设有紧急开停、联锁解除、恢复硬手操开关或按钮及由ESD直接驱动的信号报警设施；
所述工程师站及SOE站(PC机)以其通讯总线与系统机柜设备信号连接，系统机柜设备信号与辅助操作台及报警辅助操作台设备信号连接，与DCS系统设备信号连接，设有DELL计算机作为工程师站实现编程调试和SOE站兼操作站。
采用多串行口卡与H51q/HRS的通讯卡进行通讯。作为工程师站安装运行HIMA系统专用的组态编程软件---ELOP II编程组态软件，用于控制器的组态、纠错、修改、测试、程序的编写、下装和维护软件的装载，作为SOE站安装WIZCON软件，用于产生操作画面和报警信息，作为操作站可以通过高速的SOE站和动态流程画面进行实时现场监测、存储、打印。
实现下列功能：
●系统报警指示画面功能；
●系统SOE站的显示、历史记录功能；
●数字量输入(DI)信号的软旁路功能；
●模拟量输入(AI)信号硬旁路的旁路指示功能；
●模拟量历史趋势记录功能。
本实用新型的优点，将乙烯装置原用的继电器联锁系统更换为紧急停车系统，即ESD系统，减少了系统硬件连接的中间连接环节和故障点，实现ESD系统及其系统的软件完成，增加了系统的可靠性，维护检修的工作量少，减少了安装调试时间，同时确保乙烯生产装置的长周期、平稳、安全运行。
附图说明
图1为本实用新型的系统构成图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做出进一步的详细描述。
1.总体技能指标
乙烯装置中压缩机用紧急停车系统，简称乙烯装置中压缩机用ESD系统或简称为ESD系统。
HIMA公司的H51q/HRS系统为CPU四重化结构(QMR)，即系统的中央控制单元的微处理器，每两个微处理器集成在CU模件上，再由2块同样的CU模件构成中央控制单元。采用双1oo2D结构，即2oo4D结构，为用户提供最大的实用性(可利用性)，其容错功能使系统中任何一对冗余系统中的某一个部件发生故障，均不影响系统的连续运行。
H51q系统是一个框架结构，由中央单元、扩展接口和电源供应模件组成的中央机架，和最多可以连接16个I/O的子机架构成。系统的基本扫描周期为≤25ms(冗余结构)，SOE站事故记录分辨率为ms级。系统的SOE站功能可对系统本身的故障或导致联锁停车的各种事件进行记录。
2.硬件组成
故障安全控制系统，硬件采用了当前最先进的四重化冗余容错结构的故障安全型停车联锁系统。系统对系统本身和过程发生的每一个故障，或导致过程停车的因素都能及时地和按实际发生的时间记录下来。系统设计是故障安全型的，即系统内发生故障时，能按照故障安全的方式停机。
主要设备包括：系统机柜1、辅助机柜2、辅助操作台及报警辅操台3、工程师站及SOE站4，辅助硬件为继电器、开关、空气开关、电源模块。
根据装置输入/输出点的分配原则，所有联锁保护系统中的现场状态输入点(DI)通过端子板进入冗余的DI模件，辅操台开停设备和联锁解除/恢复的数字量信号通过数字量I/O接口进入DI模件；4～20ma模拟信号(AI)经过安全栅后通过模拟量I/O接口再进入冗余的AI卡；冗余的DO模件输出经由中间继电器到现场电磁阀，泵及电气设备；联锁条件报警信号经冗余的DO模件输出到中间继电器，由辅助操作台报警指示灯进行报警。将部分联锁条件信号，经I/O接口输出到DCS系统上进行报警。
3.通讯设置
故障安全系统PC机与H51q机柜采用串行口通信方式，上位机通讯硬件为多串行口，串行端口采用RS485接口，下位机两个CU中央控制单元共2块相互冗余的通讯模件，每一块通讯模件提供2个接口，完成两个冗余CU之间、PC机与H51q机柜之间、ESD与DCS之间的通讯。
4.系统的组态和编程
系统组态软件由上位机组态监控软件WIZCON和下位机编程软件包ELOP II组成，均运行在WINDOWS 2000环境下。
ELOP II软件包是符合IEC61131-3标准的工业化软件包，提供标准功能块语言进行编程，可执行逻辑运算、PID、顺序控制等各种控制程序。允许在线修改、下装程序而勿需进行下装后的100％的逐点测试。
ELOP II软件主要进行系统组态，逻辑图设计和系统维护工作。
通过MODBUS协议从H51q机柜采集各联络信号点的实时状态，从而完成产生系统报警指示画面，数字量输入(DI)型号的软旁路，模拟量输入(AI)信号硬旁路的旁路指示、模拟量历史趋势记录动态报警、联锁画面的显示，方便维护及工艺人员了解当前联锁情况。
监控软件WIZCON同时完成SOE(系统的事件顺序记录)功能，主处理器和通讯模件一起工作给中央控制单元提供事件顺序能力，事件顺序记录数据被传送到SOE站上，实时存储在硬盘中，并可通过打印机打印出来。SOE站的识别时间间隔为≤1ms，最多可记录65,000条事件。
ESD系统I/O点组态：I/O卡件的配置为15％的冗余余量，I/O卡件的空槽为20％的冗余裕量。
通过ESD系统的ELOP II编程软件，建立ESD组态项目，然后对输入、输出的逻辑点进行I/O点组态。在建点过程中，需遵循系统I/O地址规则，分别建立SOE站的信号地址组态和重要联锁顺序事件报警组态。
5.系统的逻辑控制功能
黑马公司故障安全控制系统的应用程序通过功能逻辑图来实现。系统通过提供逻辑、算术、计时、计数、PID运算模块，根据安全联锁的设计要求，选择相应的I/O符号，直接使用与、或、非的逻辑图的方式实现各种逻辑功能。装置ESD系统定义了RS触发器、SR触发器、各类时间继电器、延时计时器逻辑功能块，多次在子逻辑中进行调用。
Claims (3)
1.一种乙烯装置中压缩机用紧急停车系统，包括现场连接的数字输入DI、数字输出DO模件、模拟量输入AI、模拟量输出AO模件及其配套安全栅，含有控制室连接的DCS系统，电源组件，其特征在于，设有系统机柜(1)、辅助机柜(2)、辅助操作台及报警辅助操作台(3)、工程师站及SOE站(4)；
所述系统机柜(1)有中央控制元件CU全冗余，I/O模件部分冗余，设有系统机柜(1)设备信号与辅助机柜(2)设备信号连接，辅助机柜(2)设备信号与电气设备信号连接；
所述辅助机柜(2)设有接口，与安全栅、端子板、继电器和现场仪表信号连接；与系统控制机柜的输入、输出接口连接；辅助机柜(2)设备信号与电气专业设备信号连接；
所述辅助操作台和紧急开停信号辅操台(3)，设有紧急开停、联锁解除、恢复硬手操开关或按钮及由ESD直接驱动的信号报警设施；
所述工程师站及SOE站(4)，以其通讯总线与系统机柜(1)设备信号连接，系统机柜(1)设备信号与辅助操作台及报警辅助操作台(3)设备信号连接，与DCS系统设备信号连接，设有DELL作为工程师站实现编程调试和SOE站兼操作站。
2.按照权利要求1所述乙烯装置中压缩机用紧急停车系统，其特证在于，所述紧急停车系统的基本扫描周期为≤25ms。
3.按照权利要求1所述乙烯装置中压缩机用紧急停车系统，其特证在于，所述紧急停车系统的SOE站的识别时间间隔为≤1ms。
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| CN2011202580145U CN202189265U (zh) | 2011-07-18 | 2011-07-18 | 乙烯装置中压缩机用紧急停车系统 |
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| CN2011202580145U CN202189265U (zh) | 2011-07-18 | 2011-07-18 | 乙烯装置中压缩机用紧急停车系统 |
Publications (1)
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| CN2011202580145U Expired - Lifetime CN202189265U (zh) | 2011-07-18 | 2011-07-18 | 乙烯装置中压缩机用紧急停车系统 |
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| CN (1) | CN202189265U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109144004A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-01-04 | 重庆金维实业有限责任公司 | 天然气制备乙炔工艺中压缩机机组的联锁逻辑保护方法 |
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2011
- 2011-07-18 CN CN2011202580145U patent/CN202189265U/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109144004A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-01-04 | 重庆金维实业有限责任公司 | 天然气制备乙炔工艺中压缩机机组的联锁逻辑保护方法 |
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