1. 改造的原因：
大港石化公司催化裂化主風(fēng)機(jī)組從投入運(yùn)行到2004年技術(shù)改造已經(jīng)運(yùn)行了將近10個(gè)年頭了，它是關(guān)系到催化裂化裝置穩(wěn)定高效運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，它的運(yùn)行好壞也直接影響到處理量和經(jīng)濟(jì)效益能否達(dá)到的重要因素。隨著時(shí)間的推移，主風(fēng)機(jī)組配套的自控設(shè)備已經(jīng)步入老化階段，部分儀表元器件已難以購(gòu)到，同時(shí)原控制工程采用西門子、三菱PLC可編程控制器來完成機(jī)組自保、聯(lián)鎖以及軸流風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行、逆流等控制。原PLC工程由于機(jī)組控制技術(shù)落后，控制方案交叉、復(fù)雜，采用多種控制器分別監(jiān)控，不利于綜合控制和集中管理，盤裝儀表和接線端子老化嚴(yán)重，易發(fā)生機(jī)組的誤停車、誤跳車與誤報(bào)警，已不適應(yīng)目前的大規(guī)模生產(chǎn)需要，給主風(fēng)機(jī)組的平穩(wěn)運(yùn)行帶來困難，并且由于是常規(guī)儀表控制，沒有實(shí)時(shí)、歷史趨勢(shì)和報(bào)警記錄給故障的分析和解決帶來了較大的困難。因此，主風(fēng)機(jī)組控制工程急需進(jìn)行更新改造。
伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，ESD工程的安全可靠性已經(jīng)能夠滿足主風(fēng)機(jī)組的安全控制和緊急停機(jī)聯(lián)鎖的要求，并使采用常規(guī)儀表監(jiān)控?zé)o法實(shí)現(xiàn)的功能得以完成。因此，主風(fēng)機(jī)組采用ESD工程可以有效的記錄主風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行工況和操作過程，以及分析主風(fēng)機(jī)組的不正常運(yùn)行工況，為主風(fēng)機(jī)組安全運(yùn)行提供了有效的技術(shù)支持。ESD工程可以在卡件損壞的條件下在線更換維護(hù)，確保機(jī)組正常運(yùn)行。ESD工程的這些功能若采用常規(guī)儀表監(jiān)控是無法實(shí)現(xiàn)的。
2. 新工程的介紹：
主風(fēng)機(jī)組改造采用的是美國(guó)TRICONEX公司的ESD工程。
2.1硬件上的特點(diǎn)：
TRICONEX公司的TS3000工程的核心是（TMR）結(jié)構(gòu)的三重模件冗余容錯(cuò)控制器。TRICON工程有三個(gè)處理器，數(shù)字量輸入信號(hào)在DI模件中被分成隔離的三路，通過三個(gè)獨(dú)立的通道分別被送到三個(gè)主處理器中進(jìn)行三取二表決；經(jīng)糾正任何偏差后的數(shù)據(jù)通過三條I/O總線被送到DO模件，并在DO模件硬件進(jìn)行再次表決。同樣地模擬量輸入信號(hào)在AI模件中被分成隔離的三路，通過AI模塊上每一個(gè)分電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換器把模擬量轉(zhuǎn)換成12位的數(shù)字量，用32位的協(xié)處理器進(jìn)行處理，每個(gè)主處理器采用選取中間值的算法讀取正確值，并糾正任何分電路中的偏差，主處理器輸出的模擬量信號(hào)在AO模塊中的模擬輸出選擇器中進(jìn)行選擇，以確保輸出信號(hào)的準(zhǔn)確。
2.2軟件上的特點(diǎn)：
軟件基于WINNT環(huán)境的Tristation1131編程軟件，將聯(lián)鎖邏輯功能和包括逆流、安全運(yùn)行控制等在內(nèi)的調(diào)節(jié)功能集成于一個(gè)工程平臺(tái)上完成，實(shí)現(xiàn)了控制工程的高度可靠性、集成性及完整性。同時(shí)，配合Wonderware Intouch監(jiān)控軟件，可以為用戶及操作人員提供良好人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)包括過程監(jiān)控、操作、動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)顯示、報(bào)警記錄及歷史數(shù)據(jù)采集等功能。
3. 主風(fēng)機(jī)組原控制工程簡(jiǎn)介：
改造前主風(fēng)機(jī)組陜鼓的軸流風(fēng)機(jī)采用西門子PLC控制邏輯，防喘振邏輯存在于可編程調(diào)節(jié)器YS170中，煙機(jī)的聯(lián)鎖邏輯由三菱PLC控制，軸流風(fēng)機(jī)的聯(lián)鎖信號(hào)有些送往煙機(jī)PLC，而煙機(jī)的聯(lián)鎖信號(hào)也有一些送給軸流風(fēng)機(jī)PLC，兩套邏輯互相交叉。
主要有防喘振邏輯，逆流，安全運(yùn)行，啟動(dòng)邏輯，聯(lián)鎖邏輯，入口蝶閥控制，靜葉控制，煙機(jī)輪盤冷卻蒸汽控制等。
機(jī)組的軸振動(dòng)，軸位移，轉(zhuǎn)速檢測(cè)采用BENTLY公司的3300系列產(chǎn)品，軸位移、轉(zhuǎn)速的聯(lián)鎖信號(hào)通過本特利3300二次表后的繼電器模件輸出。儀表盤上是各種盤裝二次表，可以顯示工藝需要的壓力、流量、溫度指示，同時(shí)還有停機(jī)按鈕、復(fù)位按鈕、試驗(yàn)按鈕等操作按鈕，并且還有各種報(bào)警指示燈和運(yùn)行狀態(tài)指示燈。
4. 主風(fēng)機(jī)組改造前需要明確的幾項(xiàng)工作：
4.1儀表原有電纜利舊，保留本特利3300軸系儀表。
4.2盡量保持原操作方式的風(fēng)格。
4.3強(qiáng)電設(shè)備和儀表控制弱電設(shè)備分開布置，聯(lián)鎖儀表接線端子分開布置。
4.4根據(jù)催化裝置主風(fēng)機(jī)組的特點(diǎn)以及集中監(jiān)控的需要，要求控制室可以100%監(jiān)控機(jī)組運(yùn)行工況。此次改造工程配備兩個(gè)操作站和一個(gè)工程師站，均能監(jiān)控主風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行，同時(shí)工程師站用于工程組態(tài)和日常維護(hù)使用。報(bào)警燈屏和試驗(yàn)開關(guān)、按鈕安裝在輔助操作臺(tái)上。
4.5控制機(jī)柜仍設(shè)在控制室內(nèi)，但需要玻璃墻與操作間隔離。機(jī)柜內(nèi)安裝ESD工程的主機(jī)架、擴(kuò)展機(jī)架，用于信號(hào)轉(zhuǎn)換的隔離柵，端子板等，本特利3300軸系儀表和狀態(tài)檢測(cè)主機(jī)S8000安裝在機(jī)柜內(nèi)。
4.6工程供電采用兩路供電，即一路市電，另一路UPS。
4.7除輔助操作臺(tái)信號(hào)外，TS3000工程與電氣相連接的信號(hào)以及工程所有DO輸出信號(hào)通過中間繼電器隔離。
4.8催化DCS與TS3000之間的關(guān)鍵控制信號(hào)采用硬接線的方式控制，其他的工藝參數(shù)通過總線的形式傳輸。
4.9設(shè)置操作權(quán)限，聯(lián)鎖信號(hào)和影響啟動(dòng)的信號(hào)加入軟切除。
5. 改造方案：
5.1老工程拆除和新工程安裝
由于此次改造電纜利舊，所以拆除盤裝儀表，在每一路接線端子處做線標(biāo)，線標(biāo)的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到改造的成敗。由于老的接線端子的線標(biāo)已經(jīng)模糊，所以對(duì)照老的接線圖查找，不清楚的采取現(xiàn)場(chǎng)短接，室內(nèi)測(cè)量導(dǎo)通的辦法來確定電纜的線標(biāo)。同時(shí)還測(cè)量了每條電纜的絕緣電阻。新機(jī)柜的安裝采取整體吊裝，由于新來的機(jī)柜之間的電纜是在出廠時(shí)已經(jīng)配好的，所以在吊裝時(shí)要嚴(yán)格避免機(jī)柜之間較勁，機(jī)柜固定在作好的支架上后，作好接地連接，一路是保護(hù)接地，一路是信號(hào)地。
5.2輸入輸出點(diǎn)的確定及分配
此次改造輸入輸出點(diǎn)即I/O的確定直接關(guān)系到ESD工程的硬件配備，以及組態(tài)點(diǎn)數(shù)和畫面的制作，同時(shí)要求每種信號(hào)卡件的備用點(diǎn)應(yīng)該有15%裕量。
信號(hào)類型 點(diǎn)數(shù) 合計(jì)
主風(fēng)機(jī) 增壓機(jī) 備機(jī)
AI 4-20mA 64 19 73 156
AO 4-20mA 8 1 6 15
DI 無源觸點(diǎn) 34 2 29 65
DO 繼電器隔離 29 4 28 61
表1主風(fēng)機(jī)組輸入輸出點(diǎn)數(shù)
5.3工程說明：
5.3.1電源分配：
兩路220VAC供電，一路市電，一路UPS供電。
兩路直流24VDC電源，同時(shí)向各ETP供電，機(jī)柜內(nèi)繼電器、溫度變送器、隔離柵用電由兩路直流電源經(jīng)二極管選通后供電。
各操作臺(tái)下放置電源插座，給操作站供電。
5.3.2操作站和輔助臺(tái)：
本次改造設(shè)有一個(gè)工程師站和兩個(gè)操作員站。CRT安裝形式為鑲嵌安裝，主機(jī)安放在操作臺(tái)下部第二層合內(nèi)，鍵盤、鼠標(biāo)在操作臺(tái)面操作，操作臺(tái)內(nèi)設(shè)風(fēng)扇。
儀表輔助臺(tái)上設(shè)有急停按鈕四個(gè)：主風(fēng)機(jī)緊急停車、主風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行、1#備用風(fēng)機(jī)緊急停車、2#備用風(fēng)機(jī)緊急停車。功能按鈕為試驗(yàn)報(bào)警燈和確認(rèn)報(bào)警。報(bào)警燈屏18點(diǎn)。
5.3.3外圍儀表、設(shè)備與TRICON的關(guān)系：
溫度變送器MTL3073共83只，熱電偶4支，其余為熱電阻。輸出為4-20 mA電流進(jìn)入3700A卡件。
轉(zhuǎn)速，位移信號(hào)由BENTLY3300輸出干接點(diǎn)進(jìn)TS3000DI卡。參與機(jī)組聯(lián)鎖（7點(diǎn)），轉(zhuǎn)速、位移、振動(dòng)模擬信號(hào)由BENTLY3300輸出4-20 mA信號(hào)進(jìn)3700A卡件。計(jì)23點(diǎn)。
現(xiàn)場(chǎng)變送器所用電源由ETP供給。DCS來4-20 mA信號(hào)為有源信號(hào)。
煙機(jī)入口蝶閥閥位控制及蝶閥閥位指示設(shè)有MTL3046B隔離柵。
ESD送出DO點(diǎn)全部加繼電器隔離。
5.3.4通訊工程的構(gòu)成：
TRICON配備雙NCM（4329通訊卡），各操作站PC機(jī)均配置雙網(wǎng)卡，TRICON通過兩根RJ45網(wǎng)線與操作站和工程師站連接。操作站和工程師站與控制柜間的通訊電纜長(zhǎng)度為15米。從而保證NCM卡，通訊線路，PC機(jī)的冗余。通訊協(xié)議為TCP/IP。
TRICON與DCS的通訊，通過EICM的RS485 MODBUS協(xié)議進(jìn)行通訊。
TRICON與S8000的通訊，通過EICM的RS232 MODBUS協(xié)議進(jìn)行通訊。


5.3.5上位監(jiān)控畫面組成:
此次改造上位監(jiān)控軟件采用Wonderware Intouch監(jiān)控軟件,共完成23個(gè)畫面:
工藝流程圖包括:三機(jī)組操作流程圖、三機(jī)組油工程、三機(jī)組/備機(jī)切換、1#備機(jī)操作流程圖、1#備機(jī)油工程、 2#備機(jī)操作流程圖、2#備機(jī)油工程、1#增壓機(jī)流程圖、 2#增壓機(jī)流程圖。

圖1三機(jī)組工藝流程圖
邏輯控制圖包括：三機(jī)組開機(jī)畫面、三機(jī)組聯(lián)鎖畫面1、三機(jī)組聯(lián)鎖畫面2、備機(jī)/增壓機(jī)聯(lián)鎖畫面、防喘振畫面。

圖2開機(jī)畫面

圖3聯(lián)鎖畫面
其他畫面包括：三機(jī)組設(shè)定值、備機(jī)/增壓機(jī)設(shè)定值、實(shí)時(shí)趨勢(shì)、歷史趨勢(shì)、報(bào)警歷史、軟報(bào)警燈屏畫面、工程維護(hù)畫面。
畫面的切換操作可以采用菜單驅(qū)動(dòng)或圖形動(dòng)態(tài)連接，操作人員只需對(duì)畫面操作就可以監(jiān)控整個(gè)機(jī)組，操作簡(jiǎn)單、方便。操作畫面顯示機(jī)組及其附屬設(shè)備的狀態(tài)，運(yùn)行參數(shù)：壓力、溫度、流量、轉(zhuǎn)速、液位等的實(shí)時(shí)值。當(dāng)工程正常時(shí)，顯示綠色，報(bào)警時(shí)顯示黃色，聯(lián)鎖時(shí)顯示紅色。全部被控參數(shù)在畫面中可以顯示每個(gè)被控參數(shù)點(diǎn)的量程、單位、實(shí)時(shí)值、設(shè)定值、手/自動(dòng)操作狀態(tài)及操作輸出值。并同時(shí)顯示工程中出現(xiàn)報(bào)警或聯(lián)鎖的位號(hào)，名稱，發(fā)生的時(shí)間：年、月、日、時(shí)、分、秒，以及報(bào)警或聯(lián)鎖值。
5.3.6下位編程程序組成：
此次改造下位編程軟件采用基于WINNT環(huán)境的Tristation1131編程軟件。
主要的控制和邏輯程序包括：允許啟動(dòng)程序、主風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖程序、風(fēng)機(jī)逆流程序、風(fēng)機(jī)安運(yùn)程序、煙機(jī)輪盤冷卻蒸汽控制程序、煙機(jī)密封氣壓差控制程序、風(fēng)機(jī)靜葉控制程序、煙機(jī)蝶閥聯(lián)鎖邏輯、自動(dòng)操作邏輯、防喘振邏輯等。
5.4邏輯程序的改進(jìn)：
5.4.1主風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖程序：
原來的聯(lián)鎖程序是由兩套PLC實(shí)現(xiàn)的，軸流風(fēng)機(jī)采用西門子PLC，煙機(jī)采用三菱PLC，由于是兩套PLC，所以在實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖動(dòng)作時(shí)，兩套PLC之間還要傳遞聯(lián)鎖信號(hào)，給故障的判斷和維護(hù)帶來困難。新的聯(lián)鎖邏輯將主風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖邏輯和煙機(jī)的聯(lián)鎖邏輯作到了一起，直觀清晰，即聯(lián)鎖原因各單元側(cè)為或門關(guān)系，即任意原因側(cè)動(dòng)作，動(dòng)作側(cè)均動(dòng)作。同時(shí)在每一路的聯(lián)鎖信號(hào)上加了軟切除功能，在開機(jī)工程中和故障處理時(shí)起到了很大的作用，同時(shí)還有聯(lián)鎖信號(hào)的保持和復(fù)位功能。
5.4.2主風(fēng)機(jī)開機(jī)條件：
新的開機(jī)條件作到了一起，直觀清晰，即開機(jī)條件側(cè)為與門關(guān)系，即全部原因側(cè)合格，動(dòng)作側(cè)才合格。允許啟動(dòng)后，啟動(dòng)畫面彈出“煙機(jī)入口高溫閘閥允許開”，“主風(fēng)靜葉解鎖”對(duì)話框。如果煙機(jī)轉(zhuǎn)速大于60RPM，啟動(dòng)畫面彈出“盤車正�！薄盁煓C(jī)入口蝶閥解鎖”。
5.4.3主風(fēng)機(jī)啟動(dòng)程序：
按照操作畫面指示，首先使主風(fēng)聯(lián)鎖各原因側(cè)正常，按復(fù)位按鈕，使聯(lián)鎖復(fù)位

廠房降溫負(fù)壓風(fēng)機(jī)
負(fù)壓風(fēng)機(jī)廠家
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