自动化控制系统的介绍
责任编辑:cnlng    浏览:4630次    时间: 2011-05-21 07:59:57      

摘要:一、石油罐区消防自动化控制系统 石油储罐区作为一级防火区域,火灾一直是影响油库安全运行的重要因素,扑救火灾不及时,将会给国家和人民的生命、财产造成惨重的损失。老式石油储罐区消防系统,发现储罐着火后,值班人员开启相应手动阀门,启动泡沫液泵、消防冷却水..

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一、石油罐区消防自动化控制系统
石油储罐区作为一级防火区域,火灾一直是影响油库安全运行的重要因素,扑救火灾不及时,将会给国家和人民的生命、财产造成惨重的损失。老式石油储罐区消防系统,发现储罐着火后,值班人员开启相应手动阀门,启动泡沫液泵、消防冷却水泵,同时启动应急预案,启动消防系统速度较慢。火灾在初期容易扑灭,时间越长火势越不容易控制。所以即使发现及时,处理得当,往往由于时间较长而错过最佳的灭火时机。采用自动化消防系统,缩短灭火时间,有效的控制火情,可最大程度的减轻火灾造成的影响和损失。
消防报警系统主要是现场的火灾检测手段,包括感温火灾探测系统、可燃气体检测系统、火焰探测系统、电视监控系统、防爆手动按钮等,站控室值班人员可根据火灾报警及电视监控系统显示,经过人工确认后,启动消防控制系统进行灭火控制。
消防控制系统的主要功能是当油罐发生火灾时控制消防设备完成冷却水喷淋和泡沫灭火,同时启动警笛提示现场人员撤离.系统由消防控制器、模拟操作屏、操作员工作站等组成,通过消防控制器实现与站控系统的可编程逻辑控制器通讯,采用Modbus RTU Slave协议,通讯接口为RS-485,系统具有联动、远程手动、硬手动三种工作方式。计算机显示消防流程的画面及消防控制设备的状态,实现计算机操作和仪表盘操作两种控制方式并对报警事件打印和记录。灭火控制系统与控制器之间采用多线制连接方式,可靠性高,维护方便。系统图如下:
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二、机泵运行监视器系统
随着现代企业生产规模的不断扩大,企业对生产工艺的可靠性和生产效率不断提出新的要求,在这种情况下实行自动化控制生产成为企业的必然选择。可编程序控制器(PLC)是一种新型的通用自动控制装置。他将计算机技术、自动控制技术和通讯技术融为一体,成为现代工业自动化的支柱之一,是实现FA(工厂自动化)的核心设备。
机泵运行监视系统采集每台机组温度参数、振动参数和泵轴封泄漏开关状态的数据;由现场电缆传送到PLC的输入模块,然后由PLC的CPU模块进行处理,再通过PLC的输出模块传送给相关的设备。同时将相关信息向MMI(人机界面—→触摸屏)和站控机系统传送及保存;向MCC(变电所电机控制装置)发送保护停机的命令。
当PLC实时采样的温度、振动信号达到报警值时,由MMI和站控机产生声、光和图形报警信号,并在MMI和站控机保存为带时间标签的历史数据。当信号达到停机值时,由MMI和站控机产生声、光和图形报警信号,并在MMI和站控机保存为带时间标签的历史数据,同时向MCC发送保护停机的命令。当传感器及回路出现断路或短路故障时,PLC只给出报警信号但不停机。
为提高保护和方便操作的性能,本系统设置了停机保护允许/禁止、 使能/禁止、锁定/解锁和紧急停机四种功能。系统图如下:
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三、工业监视系统
随着科学技术的发展生产管理的现代化、数字化、远程化、智能化已经成为现代化大规模公司的主流,运用工业监视系统实现远程、本地视频监控,并能实现应用层、管理层、远端管理层三层联网。
工业监视系统使下辖各基层站队的视频图像输到分公司,并能远程传输到总公司总部的监控中心,形成一套综合视频信息化生产管理平台。
前端作业现场摄像采集系统由彩色转黑白CCD摄像机、定焦或变焦镜头、高速球形摄像机、隔爆摄像机防护罩、云台以及补光灯等组成,是将各个作业现场的视频图像采集、传送到本地站控室。
本地视频处理系统由视频服务器、视频切换器、监控终端等组成。在各站安装视频服务器,控制信号先接入视频服务器(DVR),用于本地视频信号存储、压缩、远程传输;各站场的本地站控室人员,通过监控终端PC机控制本地的摄像机云台旋转、镜头变焦与视频分组、轮巡、切换。
各视频图像能够通过专用数据网络进行远程传输,远程客户通过视频服务器(DVR)控制前端设备。
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四、防雷系统
雷电是一种自然现象,它给我们人类带来了好处,也同时给我们带来了许多问题。随着社会的发展科学技术的进步,特别是近年来电子计算机的普遍应用,雷电给我们带来的灾害也就越来越大。
雷电的损害主要分为两种:直击雷和雷击电磁脉冲(感应雷)。
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 图1.雷击电磁脉冲(雷电波)的入侵途径
现代防雷技术是由接闪、引下、接地、屏蔽、等电位连接、电涌保护和分区防护等综合技术措施组成。各项措施缺一不可,任何一个疏漏均会影响防雷设计的全面性和严密性,依据国家和国际标准,全面、综合的雷电防护措施如图2所示。
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图2.现代防雷技术措施
其中:
1)外部防雷指的是直击雷的防护,它主要有四种措施:接闪、引下、接地、屏蔽。接闪就是利用接闪器(即:避雷针、避雷带、避雷网等)接收雷电,使其被保护物免遭雷电直接打击;引下就是利用金属导体将接闪器截收的雷电流引入接地系统;接地就是要将引入的雷电流疏散到大地中;屏蔽则包括有静电屏蔽和电磁屏蔽。
2)内部防雷即为防雷击电磁脉冲,它所采用的主要技术措施是屏蔽、合理布线等电位连接、电涌保护和分区防护等。


五、数据采集远传系统
数据采集远传系统实现了分散在各地的站场数据集中传输到调度中心,并实时显示到监视计算机上,便于调度中心对各站场数据的集中监控,及时发现温度、压力异常现象,及早通知各站队排除故障隐患。
调度室及所有站场各设置一台路由器,调度室的路由器与站场的路由器之间以数据专网为数据通道,形成一个TCP/IP网络。
站场的数据采集由SLC500来承担,配置有一块SLC5/05处理器模块,配置1746-NI8模拟量输入模块采集4~20mA的压力、流量等信号,配置1746-NR8 RTD输入模块采集温度信号,配置1746-IB16数字量输入模块采集一些开关量信号。同时,预留一些槽位给以后增加的信号。
PLC采集现场温度、压力仪表数据,站场流量计通过MODBUS协议与PLC通讯把数据采集到PLC里,利用专用数据网络配合路由器打通数据通道,在调度中心设了一台数据计算机,安装了AB 的RSView 32软件,远程读取PLC里的数据,显示在计算机上。当温度、压力、流量等信息超过预设的报警值时,系统发出警报,并将信息显示到监视计算机上,由值班人员确认后,发出调度指令排除现场故障隐患。
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六、ESD紧急停车系统

一、 ESD紧急停车控制系统(以下简称ESD)的定义和构成
ESD是Emergency Shutdown Device的简称,中文的意思是紧急停车控制系统,它是一种经专门机构认证、具有一定安全等级,用于降低生产过程风险的安全保护系统。它不仅能够响应生产过程因超出安全极限而带来的危险,而且能检测和处理自身的故障,从而按预定的条件或程序,使生产过程处于安全状态,以确保人员、设备及工厂周边环境的安全。
ESD紧急停车控制系统基本组成大致可分为三部分:传感器单元、逻辑运算单元、最终执行单元。
(1) 检测单元采用多台仪表或系统,将控制功能与安全联锁功能隔离,即检测单元分开独立配置的原则,做到ESD仪表系统与过程控制系统的实体分离。
(2) 执行单元是ESD仪表系统中危险性最高的设备。由于ESD仪表系统在正常工况时是静态的,如果ESD控制系统输出不变,则执行单元一直保持在原有的状态,很难确认执行单元是否有危险故障,所以执行单元仪表的安全度等级的选择十分重要。
(3) 逻辑运算单元包括输入模块、控制模块、诊断回路、输出模块四部分,依据逻辑运算单元自动进行周期性故障诊断,基于自诊断测试的ESD仪表系统,系统具有特殊的硬件设计,借助于安全性诊断测试技术保证安全性。


二、 ESD的配置方案
1、我公司使用的ESD系统,设备采用Honeywell生产的SM系统,系统具有以下特点:
(1)系统独立设置(含检测和执行单元);
(2)中间环节最少;
(3)为故障安全型;
故障安全原则是指当外部或内部原因使ESD紧急停车控制系统失效时,被保护的对象应按预定的顺序安全停车,自动转入安全状态。具体内容如下
① 现场开关仪表选用常闭触点,工艺生产正常时,触点闭合,达到报警或联锁极限时触点断开,触发联锁或报警动作。为了提高安全性可以采用“二选一” 、“二选二” 、“三选二”配置。
② 电磁阀采用正常励磁,报警或联锁没有动作时,电磁阀线圈带电,触点闭合;报警或联锁动作时,电磁阀线圈失电,触点断开。
③ 送往电气配电室的开关触点应用中间继电器隔离,其励磁电路应为故障安全型。
④ 所谓控制装置的故障安全是指当其自身出现故障而不是工艺或设备超过极限指标时,控制装置应该联锁动作同时按照预定的顺序安全停车,从而确保设备和人身的安全。
(4)采用冗余容错结构;
1、 冗余是指为实现同一功能,使多个相同的功能的模块或部件并联。它可以自动地检测故障,切换到后备设备上。
2、 容错是指功能模块在出现故障或错误时,可以继续执行特定功能的能力。进一步讲是指对失效的控制系统元件进行识别和补偿,并能够在继续完成指定的任务、不中断过程控制的情况下进行修复的能力。容错是通过冗余和故障屏蔽(旁路)的结合来实现的。
国外推出了最新的SIS智能安全仪表管理方案,将传感器数字智能和诊断技术运用到逻辑控制器中实施最终控制,也是首次通过采用整体安全回路的方式来进行控制。使得因仪表控制系统故障引起非计划停车减至最少。现代石化企业中的安全控制系统将向着仪表控制、安全仪表及信息管理系统一体化的方向发展。智能化安全仪表控制系统将会得到广泛应用。


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