控制技術計算機測量與控制.2009.17(2)Computer Measurement Control335文章編號:1671-4598(2009102-0335-03中圖分類號:TP273文獻標識碼:A石化企業(yè)乙二醇安全保護系統(tǒng)設計杜天蒼,刻華(北京石油化工學院信息工程學院,北京102617)擴要:針對某石化公司乙二醇裝置,設計并實現(xiàn)了一個防止火災和毒氣的安全保護系統(tǒng);利用 Tricon配置了系統(tǒng)硬件,它由主系統(tǒng)、工程師站、SOE站、操作站/臺、檢測單元、聲光報警器等組成,并與DCS和LAN通信;采用 Tristationl131設計了控制邏輯和控制軟件,包含功能相對獨立的5個模塊:與DCS通信,故障和控制過程問題報警、故障報警、系統(tǒng)自檢、主邏輯;應用 Intouch設計了友好的人機界面;進行了系統(tǒng)調(diào)試;系統(tǒng)的應用取得了預期效果關鍵安全保護系統(tǒng); Tricon; Tristationl13l; IntouchDesign of Security and Protection Systemfor EOEG in Petrochemical FactoryDu Tiancang, Liu Hua(Information Engineering School, Beijing Institute of Petrochemical Technology, Beijing 102617, China)and is realized. The system hardware is configured by Tricon of Triconex, that is constituted by main system, engineer workstation, se-quence of events workstation, operation station detection unit and sound-light alarming equipment, it can be communicated with DCS andLAN, The system controlling logic and controlling software are designed by Tristationl131, they include five independent function modules:ontrol process accident alarm, System Alarm, System Diagnoseis designed by Intouch. The system debugging is introduced in the paper. The application of the system brings about expectant effect for theenterprise.Key words: EOEGr security and protection system; Tricon: Tristation1131: Intouch0引言現(xiàn)場檢測器、報警開關、報警燈/蜂鳴器和消防設備相連接,石化生產(chǎn)中的乙二醇裝置處于高溫、高壓、臨氫、易燃實現(xiàn)報警和邏輯處理;EWS用于系統(tǒng)組態(tài)、下裝、調(diào)試、維護和修改運行邏輯,操作站/操作臺監(jiān)控生產(chǎn)裝置運行狀況易爆、有毒介質(zhì)操作環(huán)境中,操作條件苛刻,爆炸和火災危險性極高。為避免災害發(fā)生造成巨大損失,確保裝置和人員安二者互為備用; SOEWS用于報警事件順序記錄,2↑ Mosaic全,裝備可靠的安全保護系統(tǒng)至關重要。本系統(tǒng)是某工程的一模擬面板用于監(jiān)視。1.1 Tricon硬件個子項目,主要用于防止火災和毒氣發(fā)生,它連續(xù)監(jiān)視裝置和環(huán)境中有關信號,在必要時采取保護措施。由于生產(chǎn)工藝的連Tricon將3路分電路隔離、并行的和具有廣泛自診斷功能續(xù)性和復雜性,必須全面考慮引起火災和毒氣事故的可能的控制系統(tǒng)集成為一個系統(tǒng),用3取2表決電路提供高度完善、無差錯、不間斷的過程操作,不會因單點故障而導致系統(tǒng)素,將各因素量化為一點或多點輸人。系統(tǒng)綜合各種因素,經(jīng)失效。其軟硬件通過TaⅤAK6認證。有3個MP(主處理邏輯判斷和處理,將各種狀態(tài)輸出給工作人員,發(fā)生異常則報器)。傳感器信號至輸入模塊被分成隔離的3路,通過3個獨警.它還與DCS相聯(lián),應用網(wǎng)絡技術將各種狀態(tài)發(fā)布給有關立通道分別送到3個MP中,MP間總線按多數(shù)原則表決數(shù)據(jù),并糾正任何輸入數(shù)據(jù)偏差,MP的輸出沿3個通道送到輸1系統(tǒng)組成系統(tǒng)采用 Triconex公司的基于TMR(三重模塊冗余)結構的 Tricon,該結構是目前世界上技術最先進、性能最可靠的緊急停車系統(tǒng)。包含二個機架,如圖1,由 Tricon V9主系統(tǒng)、EwS(工程師站)、 SOEWS(SOE站)、操作站/操作臺、測單元、聲光報警器等組成,并與DCS通信。實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的火災和可燃氣體/有毒氣體的檢測報警和消防聯(lián)動。主系統(tǒng)與收稿日期:2008-08-23;修回日期:2008-09-29中國煤化工作者簡介:杜天蒼(1962-),男,內(nèi)蒙古呼和浩特市人,教授,碩士,C N MH GSOEWS主要從事計算機信息管理與工業(yè)控制方面的研究中華測控網(wǎng)計算機測量與控制出模塊,并冉次表決/選擇。在表決電路中含有總的反饋電路,個激活系統(tǒng)便認為該回路中產(chǎn)生了報警,報警觸點閉合。當切用于對輸出狀態(tài)做最后校驗,診斷潛在故障斷電源、重置探測器后,報警觸點斷開。短路問路時,I>Tricon對每個獨立分電路/模塊/功能電路都進行廣泛自診15.14。開路冋路時,Im<0.49。設備閉合路時(只要有斷,對操作錯誤進行檢測和報告。所有診斷信息均存在系統(tǒng)變一個探測器激活):7.812%中值時產(chǎn)生通道故障,LED指示。接收氣體探測器4~20mA倩號或壓力、流量和電平開關0~20mA信號。②2個監(jiān)督型數(shù)字輸出模塊 TMR SDO3624:24VDC/16點。對每圖2(c)光學煙霧探測器接線出容錯硬件表決;專利四方輸出電路;可以對現(xiàn)場回路和潛在圖2輸入設備環(huán)路圖故障檢測;輸出通道完全隔離;與若干點相連。每個集成機柜里還有:2個8312冗余230VAC/24VDC電源;I/O空槽位模1.5輸出設備回路塊8105若干;4個32點AI擴展端子板(ETP)、6根10米報警回路:每個環(huán)路上只能接一個報警器和驅(qū)動點;電鈴Elco電纜連接ETP和1O模塊、6個16點SDO端子板、現(xiàn)場回路;燈頻回路:每個環(huán)路上只能接一個燈頻和驅(qū)動點;電磁信號接收端子板若干。另外配有2個 Mosaic模擬面板,通過控制閥回路:每個SDO模塊只與一個電磁閥相連。這4個回Modbus協(xié)議與RS485端口供操作員使用路均由SDO模塊提供24VDC驅(qū)動系統(tǒng)電源由市電和UPS兩路經(jīng)橋路整流和濾波電路后供2系統(tǒng)控制邏輯原理及軟件給,若電源出錯檢測電路報警2.1控制軟件3探測及報警設備果用TUV認證的 Tristation131設計。它是為 Tricon開①TYCO光學煙霧探測器:16-32vDC,FR110防火標發(fā)、安全測試和確認關鍵過程控制應用的一種集成具,除完準、兩線,②24個可燃氣體/1個有毒氣體ISC-6200系列探成控制軟件編輯、編譯、調(diào)試外,還有硬件組態(tài)、系統(tǒng)仿真和測器:12-28VDC,鋁制、三線制,③9個 Petronio紫/紅外診斷功能。主要功能:①功能塊圖、梯形圖、結構文本、因果線火焰探測器:18-32VDC·④1個風速探測器.⑤4個TY矩陣編程語言,符合IEC31-3標準。②運行于 WindowsCO戶外手動報警器:本安型、兩線制.⑥1個MEDC報警NT/200098上。③支持多種數(shù)據(jù)格式。④支持在一個系統(tǒng)中器:12-48VDC,27種報警音,11dB音量。⑦28個MEDC運行256個獨立程序,⑤可在線修改、下裝,支持離線模擬測電鈴:24VDC10ldB音量,鐵制.⑧13個MEDC試,可診斷所有模塊。⑥通過內(nèi)置安全系統(tǒng)設置不同用戶名和XBDB3燈頻:24VDC.以上設備布置在不同區(qū)域和地點。密碼區(qū)分操作權限。⑦允許與其他軟件交換數(shù)據(jù)等(1.4輸入設備典型環(huán)路EWS運行 Tristation環(huán)境?？刂栖浖?jīng)測試后,下裝到所有探測器經(jīng)ETP獨立連接到AI模塊上。ETP接受電 Tricon中運行并駐留流Im(mA):①監(jiān)督型數(shù)字輸入模塊與AI的ETP相連時,2.2控制邏輯原理系統(tǒng)對輸入信號的識別:普通條件下,當設備斷開時I控制邏輯分為功能相對獨立的5個模塊:①系統(tǒng)與DCS2.19,相接時lcm=10.43。短路環(huán)路(EOL電阻為零)時,通信:通過PACK16函數(shù)將內(nèi)存中16位信息合成一個雙字信當設備斷開時Im=16.78(溢出)。開路環(huán)路時lmp=0.息(共20個)送人DCS。②系統(tǒng)故障和控制過程問題報警②多路檢測與控制環(huán)路的接線:短路回路時,Im>15.14.根據(jù)來H中國煤化工輸出的點(點狀態(tài)表開路回路時,lm<0.49,設備閉合同路時,9710m。過程正(4)軟硬件組裝完后,進行系統(tǒng)內(nèi)部測試和FAT(工廠許可測試),確保現(xiàn)場穩(wěn)定無故障運行。最后,在現(xiàn)場進行一周的上電測試,檢驗系統(tǒng)最終環(huán)境適應性。4結論系統(tǒng)于2006年10月投入運行至今,運行平穩(wěn)、聯(lián)鎖動作過程止常/異常過程正常/異常準確及時、事件記錄完整,達到了設計要求,為裝置的安全穩(wěn)定、長期、滿負荷、優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供了有力保障。也證明了本系統(tǒng)總體組織合理完善,滿足控制工藝要求;控制邏輯是功能峰嗎器沉默蜂鳴器的決定因素,一定要綜合考慮現(xiàn)場因素和操作慣例,事關安全圖4報警狀態(tài)轉(zhuǎn)換原理圖一定要嚴謹求實;本系統(tǒng)的硬件三重化結構性能可靠,保證系統(tǒng)穩(wěn)定無故障運行,模塊化結構便于維護;軟件設計合理,操2.3人機界面(HMI作方便快捷HMI給操作員、安全員及消防員提供可視化顯示,以便觀察監(jiān)測系統(tǒng)中各裝置狀態(tài)。采用基于 Windows的工程設計參考文軟件 Intouch8.0,它有兩個環(huán)境:編程環(huán)境中,用面向?qū)ο蟮腫1鄭宏.天然氣井場/集輸站在線安全監(jiān)測報警系統(tǒng)設計[冂計圖形創(chuàng)建可以連接到I/O和其它 Windows應用程序的觸控式算機測量與控制,2005,13(2):111-112.顯示窗口。它支持 Windows2000/NT的HMI標準。應用程[2] Triconex Co., Ltd. Tricon technical product guide version 9. 4序運行環(huán)境(操作員界面)中,可進行歷史數(shù)據(jù)記錄和報告、systems[eb/Ol].http://www.triconex.com2001-03處理報警記錄和報告等。應用程序管理器用于組織所創(chuàng)建的應用程序。還可實現(xiàn)過程報警和系統(tǒng)事件顯示、記錄和打印,支[3] Triconex Co.,Ltd. Developer s guide for tricon system[EBHM通過 Tristation的DDE和 Tricon通信,操作站讀段會O2www.triconex.com2003-12-01持分布式報警中國煤化工 er [EB/OL]lhtp:其中數(shù)據(jù)。鼠標點擊畫面按鈕即可對現(xiàn)場設備操作,設備動作CNMHG以顏色和數(shù)據(jù)變化顯示在畫面上。動態(tài)畫面同步反映現(xiàn)場狀中華測控網(wǎng)