DCS和PLC控制系统升级改造分析.pdf

!“# 和 $%“ 控制系统升级改造分析 郝小燕 （河南煤业化工集团 中原大化公司 ，河南 濮阳“2 卡件 故障、 98/ 卡故障、 %“# 卡故障， 另外， 主控 !“# 在 近年来， 也开始频繁出现故障现象， 如 #+6* 站双 重化控制单元故障， 直接导致了 #+6* 站停机， 所 幸的是， 当时巡检人员到达及时， 才避免了停车事 故。另外， “56+78 操作站也是频繁出现问题， 尤 其是硬盘故障， 直接危及正常的操作监控。在 2*( 年度曾经出现过一天之内两次因主控 $%“ 死机跳 车。 !: #“ 改造的经济性 因产品进入淘汰周期， 备件困难， 备品备件费用 增大。合成主控老 $%“ 是西门子公司的早期产品 #( 系列， 该产品已经停止生产， 部分卡件甚至停止 了备件供应， 而我们的 $%“ 又是单机运行， 必须保 有一定的备件量， 备件十分困难， 且价格昂贵， 如通 讯处理器 “$(2( 等， 市场上很难找到替代产品。另 外， 一些常用耗材或设备， 很容易损坏， 也不易买到， 如： (口寸软盘， $+33 打印机及其附件， $ 月停 止了供应， 有些卡件如控制站存储卡， 由于多方面的 原因， 已经没有备件， 还有更多的卡件由于价格昂 贵， 备件量不足。系统进入故障多发周期， 因故障停 机造成的间接经济损失更是巨大。 !: $“ 改造的可行性 随着计算机技术、 通信技术、 显示技术和控制技 术的快速发展， !“# $%“ 系统也飞速发展， 就拿横河 为例， 近 0* 年来， 已从早期的 “56+78 1 9， 经过了 第二代 “56+78 1 ?%、 第三代 “56+78 1 “# 至目 前的 “56+78 1 “#0*。$%“ 系统也一样， 新型 !“# 从硬件、 软件等各方面都有了很大发展， 软、 硬 件的处理能力、 可靠稳定性、 开放性、 通讯接口能力 等都比早期产品不可同日而语。而且在其发展历程 中又大多体现出了延续性， 为升级换代提供了便利 条件。 #“ 改造方案的确定 #: !“ 首先是改造范围的选择 !“#、 $%“ 系统的改造牵涉到整个工艺生产， 通 常要结合整套装置的设备大检修同时进行。此外投 资比较大， 必须谨慎确定改造的范围和步骤。如果 简单的将系统推倒重建， 那么就会造成原有的、 仍然 的备用空间， $% 的备用量， 以备以后扩容需要。同时要求 系统应具有开放的通讯接口， 便于以后与其它控制 系统或网络相接。 #“ 改造实施过程 #2 $“ 改造的前期准备 改造前， 首先要做好改造外围接口硬件连接方 案的确定。特别是重点考虑了压缩 01“、 合成主控 01“、 合成装置 !“# 以及压缩原有 55:， 水碳比、 空碳比等控制方案，01“ 之间的通 讯功能设置等， 以及合成尿素装置的主要联锁关系， 我们都进行了认真分析。并编制了各种图纸和相关 资料。改造中对现场仪表的信号类型、 以及功耗等 要充分考虑， 以免连接匹配出现问题。 #2 !“ 系统的软件组态和配置 系统组态过程是整个改造的重点， 我们坚持了 以下原则。 第一， 在理解原有控制功能的基础上， 尽可能保 持原有系统的原貌特别是那些和工艺操作习惯密切 相关的流程图、 操作组、 棒图等。对原有设计理解透 不透的查找资料分析原有程序， 保持原功能， 并进行 严格的功能测试。如： 合成装置的水碳比控制中蒸 汽流量的温度压力补偿采用了折线函数来实现， 原 始设计意图和资料都不齐全， 新方案的确定非常困 难。 第二， 抓住改造中的难点。重点解决的难点主 要有以下几个： !“# 01“ 的通讯设置和测试， 包括： 压缩 01“ 和主控 01“ 之间的 “074: 点对点通讯， 主控 01“ 的 “074: 与和 “#7555 之间 , .-$) .-/%； 功率， -$) =。电 动机轴伸端轴承 （型号为 ab-） 和自由端轴 承 （型号为 #e 的强大功能， 开发新的控 制、 操作和显示功能。 新系统从功能上有了大幅的提高， 要充分理解 新系统的功能， 为工艺操作创造好的条件。主要包 括流程图优化、 趋势报表功能的加强等。 #+ #“ 现场安装和调试 改造项目因其特殊性， 与新上系统的调试基本 相同。因改造项目工艺生产已运行， 大多为部分改 造， 牵涉到许多接口， 必须结合现场实际统筹考虑。 改造一般都在大修期间进行， 必须合理安排时 间， 制定合理的计划， 尽可能缩短工期。对老系统停 电前， 要统筹安排， 工艺人员确认。对工艺系统仍需 运行系统的控制和联锁， 要采取相应的安全措施。 在拆装过程中， 要注意安全规范操作， 切记不可使用 电焊。要重视接地系统和电源网络的检查。要做好 控制功能的测试， 并和老系统老方案进行比较。要 做好现场和主控的联接， 改造期间牵涉到很多接线 和对接， 必须对通道等进行确认。要加强和工艺、 电 气的联系， 组织人员从生产实际的各个角度对功能 和控制方案进行在确认。 $“ 改造效果评价 $+ !“ 改造解决的问题和新增的功能 改造提高了整个控制系统的稳定性。整个系统 故障率大幅下降。改造后没有一次因系统故障造成 停车。改造简化了系统结构， 控制站的数量大幅减 少。减少了备品备件的消耗。提高了整个系统的性 能， 包括处理速度、 冗余化程度、 报表、 趋势、 操作功 能等。增强了系统和工艺联锁报警等故障信息诊断 功能。增加了 f5; 等软件接口， 为工厂管控网的建 立创造了条件， 同时系统的外围设备包括操作站的 通用性大幅增加， 方便了系统的维护。新系统的控 制功能非常强大， 在线组态维护、 下装修改程序非常 方便， 为控制功能的进一步优化创造了条件。 $+ %“ 改造方案的进一步反思 整个改造非常成功， 但因为考虑缩短改造时间， 也留下了遗憾。合成装置的安全栅， 特别是尿素装 置的信号调制卡没有更换， 尿素装置信号调制卡以 及其电源卡件随时都有停止生产的可能。为以后的 运行增加了隐患。因为分步改造， 对于整个系统的 统筹考虑上有所欠缺， 比如合成装置和尿素装置同 在一个控制室， 是否可以考虑连在一个网上都值得 商榷