GE series 90-30在延迟焦化装置水力除焦系统中的应用

引言

我公司100万吨/年延迟焦化装置水力除焦程序控制系统采用GE series 90-30 CPU350冗余系列,通过RS232与电脑实现通讯,上位机是组态王(也可采用iFIX和天工组态上位机软件),该系统上位机采用的组态王软件,系统总点数在160点。本文介绍了GE提供的自动化解决方案,通过在PLC编程实现了除焦阀、绞车、高压水泵启停等连锁。

应用背景

我公司焦化装置水力除焦程序控制系统项目,我公司是石油行业,加工重油等生产汽柴油、生产硫磺、焦炭、液化气、丙烯、燃料油等的产品。

炼油厂延迟焦化装置水力除焦程序控制系统是以可编程控制器(PLC)为核心的电控系统,它根据水力除焦工艺,对除焦控制阀、高压水泵、塔阀、钻机绞车进行控制,使水力除焦机械根据操作人员的意图,安全可靠有条不紊地工作。自动控制减轻了操作工人的劳动强度、简化了操作顺序,使水力除焦作业更快捷更安全,方便的优化其自动化平台。为工业控制应用提供了快速和可靠的解决方案,其设计满足了工厂对于使用环境和可靠性的要求。其编程和程序执行的实现也是对于特定的应用设计,目前100万吨/年焦化装置水力除焦系统采用GE series90-30 CPU350冗余系列,通过RS232与电脑实现通讯,上位机是组态王(也可采用iFIX上位机软件实现通讯),真正实现了全过程自动化除焦。

需求

为了保证程控装置安全、可靠、高效运行,CPU和电源应采用冗余配置(双机热备),一旦运行中的处理器发生故障,应自动切换到后备处理器工作,在切换过程中不应出现程序跳变或数据丢失现象,切换时间应小于50ms,设置足够容量的存储器,并考虑40%的备用量。所有开关量I/O模件应有隔离装置。所有在可

编程控制器系统中的硬件应能在环境温度为0~60℃,相对湿度为5~95%的范围内连续运行,而无结露现象。控制系统应保持与操作员站的高度可靠的通讯。操作员站与PLC之间通讯故障时,可编程控制器应能继续运行。一台除焦控制阀和一台高压水泵对应控制完成除焦过程;要考虑自动顶盖机联锁及控制;高压水泵的启动和运行操作及其联锁控制部分做在水力除焦程序控制系统中实现,包括高压水泵二次仪表,并将与除焦控制有关的联锁信号接入主控柜;设PLC上位机操作台对水力除焦过程组态监控;除焦控制阀阀位控制采用接近开关与电磁气阀组合控制;其他阀位回讯采用干触点信号;采用除焦程序控制系统对两塔的除焦过程进行程序控制;按一台除焦控制阀和一台高压水泵配置;另外PLC的高可靠性和可维护性,电气及仪表专业维护人员在熟悉本系统后能快速排除各种故障,确保生产的连续性。要系统稳定、安全、高效实用,能实现机组启停、除焦阀开关、绞车连锁等。

解决方案

系统给我们提供了一体化的解决方案,包括产品设备选型、程序方案制定、连锁控制实现,通过提供一整套系统级控制方案真正实现了全过程的自动化,该系统主要由主控柜CK柜,防爆操作台BK,变频柜PK,和联络柜LK柜构成。PLC装在主控柜CK中,由主控柜完成高压水泵的选塔控制;PLC程序组态程序包括允许启泵、停泵控制;以及塔阀的自动开阀、关阀;钻机绞车的允许上升、下降等系统中受控对象之间的联锁。完成除焦过程中受控对象所处状态的显示,故障状态报警、跳闸显示等;防爆操作台完成钻机绞车控制(可实现无级变速);除焦控制阀的控制;以及钻具位移数、模显示等;除焦过程中绞车运行和漏焦情况的电视画面监视;变频柜主要有自控/手动切换控制。主控柜内安装有PLC及其他控制电器,为防止工业电源对PLC的干扰,PLC供电电源及其他输入输出电路均采用隔离供电。它接受系统一次仪表和二次仪表信号,对除焦控制阀、高压水泵、塔阀、钻机绞车进行控制,实现联锁。控制面板设有报警、跳闸指示光字牌、电源开关、与塔顶联络按钮及指示灯、电源接通指示、高压泵运行指示、选塔开关、除焦塔号指示、除焦控制阀阀位指示等。并装有上位机系统,对系统流程中一次仪表采集到的模拟量信号(温度、压力、液位、轴振动、轴位移等)进行处理并报警输出到闪光报警器。该系统满足了我公司的需求,给我们提供了一体化的解决方案,包括产品设备选型、程序方案制定、连锁控制实现,通过提供一整套系统及控制方案正在实现了全过程的自动化。

选用GE 90-30系列优势一是价格优势性价比高,能提供一体化解决方案,该软件在自动化行业应用广泛且占据很高的地位,二是该系统在化工或炼油行业具有较多较好的应用案例,经考察应用良好。三是技术服务好,系统维护方便。

本公司系统网络图如下:

1、 该系统软硬件配置如下:


2、简单系统网络图

实施结果

采用GE series 90-30 CPU350冗余系列系统满足了我公司目前水力除焦需求,可以保证硬件和软件的迅速和方便的维护;降低了系统价格和减少了停机时间;提高了开放性灵活性和可扩展性。提高了生产率和操作效率,降低了操作成本;使我们拥有了更多的灵活性来选择适合每种特殊应用的硬件和编程语言,系统运行安全可靠。真正实现了全过程的自动化,自动控制减轻了操作工人的劳动强度、简化了操作顺序,使高压水力除焦作业更快捷更安全。

作者简介

张东民,毕业于中国石油大学(华东),化学工程与工艺专业,高级技师(国家一级职称),在自动化博览、[email protected]杂志上发布过多篇论文,所写论文曾获全国得SCADA征文、中国石油与化学工程研究会及中国仪器仪表协会三等奖。现任江苏新海石化仪修车间副主任,从事仪表维修维护、DCS、PLC设计编程与项目建设、车间管理等。