莱钢10#空分装置控制系统的设计

   2011-04-25 刘春庆 陈爱业 谈建功 李颖1963

2.2系统配置采用的新技术和特点
2.2.1 可变周期任务运行
  ABB AC800F控制器采用RISC处理器芯片,程序采用“任务运行”方式,每个任务都可设定运行周期和优先级。所以该控制器既可满足复杂调节回路控制要求,又可满足快速电气开关量控制,从而一个控制器可以覆盖工厂所有环节的控制要求且系统编程语言符合IEC61131-3标准。

2.2.2 开放的TCP/IP协议以太网技术
  ABB AC800F控制器系统通信模件为标准TCP/IP协议以太网模件,使系统无须增加设备就可与工厂局域网连接;由于系统支持各种OPC数据交换标准,使系统与各种第三方数据库或软件的数据交换更加容易。

2.2.3 整体冗余切换技术
  用2个现场总线控制器AC800F可实现控制器1:1冗余,每个AC800F上都有两个以太网卡EI803F,提供10BaseT接口,第一个用于连接系统网络        (DigiNetS),2个现场总线控制器AC800F的第二个网卡之间彼此互连,形成专门的冗余通讯链接(DigiNetR),以确保主从AC800F之间的信息同步。一旦主AC800F故障,从AC800F能迅速无扰动的接替工作,实现无扰动整体切换。

2.2.4 PROFIBUS-DP现场总线技术
  PROFIBUS-DP用于现场层的高速数据传送。主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。总线循环时间必须要比主站(PLC)程序循环时间短。除周期性用户数据传输外,PROFIBUS-DP还提供智能化现场设备所需的非周期性通信以进行组态、诊断和报警处理。

3 实现的主要控制功能和技术特色
  本控制系统可实现整个空分流程中空气压缩、空气预冷、空气纯化、增压压缩、膨胀透平、氧氮精馏、氩精馏、氮气压缩等子系统的自动控制,远程手动操作及上位机管理,可完整地监控整个空分系统的生产情况。

3.1 在手动方式下,可通过计算机键盘和鼠标对所有受控阀门、水泵、液体产品泵进行控制,也可对分子筛净化器进行单步操作。

3.2 在自动方式下,主DCS主要实现了下列功能:
(1)2台分子筛净化器吸附/再生周期的自动切换;
(2)空冷塔液位、水冷塔液位、下塔液空液位、主冷凝器液氧液位、氧气换热器液氧液位、粗氩塔液氩液位、粗氩塔冷凝器液空液位、纯氩塔上部液氮液位、纯氩塔下部液氩液位等十几个液位控制回路的自动调节;
(3)污氮进纯化系统流量、增压机进口流量、污氮出冷箱压力、下塔压力、液氧泵出口压力、产品氧气去用户和放空流量、产品氮气放空流量、液氩泵出口压力、纯氩塔上部压力等十几个流量、压力回路的自动控制;
(4)自洁式过滤器阻力自动控制,分子筛加热炉温度自动控制;
(5)空冷塔阻力和出口压力、膨胀机和增压机密封气压力报警联锁控制、油泵启/停联锁控制等。

3.3 空气压缩机PLC控制
  采用SIEMENS S7-400 PLC,人机界面采用eView触摸屏。控制器与人机界面之间使用串行通讯,即CPU414-2模板所带的MPI接口通过SIEMENS PC适配器转换成RS232口与人机界面的RS232串口相连;通过以太网模块与ABB AC800F DCS实现数据通讯,实现了空气压缩机温度、压力、流量、位移、振动等各种工艺参数的集中监视、记录、归档并报警;压缩机启动和紧急停车等顺序联锁控制以及重要的“三线联防”防喘振控制。
 
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