五、安全控制系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)例
　　5.1項(xiàng)目概述
　　新昌源化工江蘇有限公司20萬噸／年粗苯加氫ESD系統(tǒng)項(xiàng)目的實(shí)施周期為2009年10月至2010年4月。設(shè)置此安全控制系統(tǒng)的目的是為了保障粗苯加氫裝置的安全生產(chǎn)，降低惡性事故的發(fā)生概率，減少計(jì)劃外停車，避免重大人身傷害、設(shè)備損壞和經(jīng)濟(jì)損失的事故發(fā)生。為此，在主控室配備了獨(dú)立于過程控系統(tǒng)DCS的兩臺(tái)互為備用的ESD操作站(其中一臺(tái)兼作工程師站)，以及ESD專用報(bào)警打印機(jī)一臺(tái)。
　　5.2系統(tǒng)配置
　　本ESD使用的是西門子SIMATICS7-4OOF/H系統(tǒng)，它是以冗余及容錯(cuò)技術(shù)為基礎(chǔ)的故障安全控制系統(tǒng)。一旦工藝上的安全聯(lián)鎖條件具備或者任何系統(tǒng)內(nèi)部故障發(fā)生時(shí)S7-400F/H就立即進(jìn)入一種安全工作狀態(tài)，即保持在一種安全工作模式上，從而保證操作人員、設(shè)備、環(huán)境和生產(chǎn)過程處于安全狀態(tài)。
　　S7-400F/H提供了全系統(tǒng)的冗余，包括CPU、可帶電插拔的故障安全專用1/O卡件、通訊模塊、電源和網(wǎng)絡(luò)。
　　S7-400F/H控制站型號(hào)為AS414-F/H套件，它是由兩套中央控制器組成，且內(nèi)置有冗余模塊，通過兩個(gè)光纖通訊口互相連接。在系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，當(dāng)某個(gè)中央控制器出現(xiàn)故障時(shí)，另一個(gè)中央控制器自動(dòng)接管所有工作，保證系統(tǒng)繼續(xù)正常運(yùn)行。
　　作為一個(gè)整套的安全控制系統(tǒng)解決方案，輸入輸出信號(hào)卡件也選用了西門子ET-200M故障安全專用I/O卡件，其所有卡件具有帶電熱插拔功能?？煽啃愿?、組態(tài)靈活、使用方便，具有很好的在線維護(hù)性。控制站可通過基于Profibus-DP通訊協(xié)議的Profi-Safe網(wǎng)絡(luò)與其連接。
　　電源冗余由系統(tǒng)供電和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電兩方面組成。控制站通過系統(tǒng)配置的雙冗余電源供電(每塊CPU均配備兩個(gè)電源模塊，可根據(jù)安全要求分別接人兩路電源如：一路UPS，一路市電)。且當(dāng)其中某一電源發(fā)生故障時(shí)，不必停機(jī)就可更換備用電源。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備而言，本系統(tǒng)選用的西門子SITOP直流電源也采用了冗余設(shè)計(jì)，允許兩個(gè)直流電源并聯(lián)使用，將所有配置的直流電源并聯(lián)后再通過ET200M分布式I/0模件向現(xiàn)場(chǎng)供電。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)其中某一臺(tái)直流電源發(fā)生故障時(shí)，并聯(lián)的直流電源還能保證足夠的功率輸出，也不會(huì)影響備件更換。
　　控制站與上位機(jī)的通訊使用了冗余的以太網(wǎng)，兩個(gè)操作站分別通過兩個(gè)赫斯曼工業(yè)交換機(jī)與兩個(gè)CPU套件上的以太網(wǎng)模塊相連接，確保了通訊的萬無一失。
　　5.3系統(tǒng)組態(tài)和編程
　　ESD系統(tǒng)配置的工程師站對(duì)整個(gè)S7-400F/H系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)。其操作系統(tǒng)采用WindowsXP，并且采用了集成的全局?jǐn)?shù)據(jù)管理和統(tǒng)一的組態(tài)工具。這個(gè)組態(tài)工具就是SIMATIC程序管理器，它采用了現(xiàn)代化的軟件體系結(jié)構(gòu)，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行管理、處理、歸檔和建立文件。在軟件開發(fā)方面，采用了面向?qū)ο蟮募夹g(shù)。在項(xiàng)目管理上，以系統(tǒng)硬件和工藝過程兩個(gè)不同的視角，同時(shí)進(jìn)行管理。在SIMATIC程序管理器下，有多種組態(tài)工具可以使用，無論采用何種組態(tài)工具，生成的組態(tài)數(shù)據(jù)都自動(dòng)存到同一的數(shù)據(jù)庫中。
　　本項(xiàng)目采用了西門子STEP7軟件平臺(tái)，編程語言工具為CFC(ContinuousFunctionChart連續(xù)功能圖)和西門子F-Library軟件功能庫。CFC是一種簡(jiǎn)潔的圖形組態(tài)工具，基于IEC-1131標(biāo)準(zhǔn)。使用CFC有助于節(jié)省時(shí)間費(fèi)用，同時(shí)大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的組態(tài)和維護(hù)。用CFC進(jìn)行組態(tài)時(shí)是以功能塊為基礎(chǔ)的，系統(tǒng)配置了很多預(yù)編程的功能塊。這些功能塊以庫的形式體現(xiàn)。每個(gè)功能塊都有一個(gè)參數(shù)表，可根據(jù)實(shí)際工藝要求選擇不同的參數(shù)。功能塊在CFC中的連接直接用鼠標(biāo)點(diǎn)接。每個(gè)CFC由6頁組成。功能塊之間的連接可以在不同的CFC之間不同的頁面上進(jìn)行，連接標(biāo)記由系統(tǒng)自動(dòng)標(biāo)出。因此，采用CFC可以完成很復(fù)雜的大型控制任務(wù)。對(duì)于本項(xiàng)目來說，尤其適用于安全控制系統(tǒng)的編程，并且F-Library軟件功能庫需與CFC搭配使用。
　　上位機(jī)組態(tài)軟件使用的是英維思WonderwareIntouch9.5版，通訊方式為OPC連接。Intouch使用較為廣泛，且成熟可靠，無論對(duì)于系統(tǒng)開發(fā)人員，工廠使用人員和維護(hù)人員來說，都具有相當(dāng)?shù)目刹僮餍院涂删S護(hù)性。在實(shí)際使用過程中確實(shí)也表現(xiàn)不錯(cuò)。
　　六、小結(jié)
　　現(xiàn)今國(guó)家大力提倡節(jié)能減排和安全生產(chǎn)的觀念，對(duì)于安全控制系統(tǒng)來說，由于其結(jié)合了當(dāng)下較為先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)、故障診斷技術(shù)和軟件技術(shù)，且具有可靠性高、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便的特點(diǎn)，真正為工廠的安全生產(chǎn)提供了保障，進(jìn)而也促進(jìn)了節(jié)能減排的工作進(jìn)展，為社會(huì)的和諧發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
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