IA 系列 DCS 在宝钢化工有限公司的应用.pdfIA 系列 DCS 在宝钢化工有限公司的应用pd

文件名称: IA 系列 DCS 在宝钢化工有限公司的应用.pdf

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详细说明：IA 系列 DCS 在宝钢化工有限公司的应用pdf,IA 系列 DCS 在宝钢化工有限公司的应用道对DCS的组态和操作人员来说是全透明的。系统中除工程师站外,所有工作站的主机都安装在工业机桓中。指定一台AW作为工程师站,安装在杋柜间。操作员站的显示器和键盘安裝在控制室屮的操作台上。报警、报表打印札也安裝在控制室 2.3DGS设备简介 2.3.1工作站处理机每套裝置仝少配置了一台AW51B,安装控制组态、历史数据库、报表、设备管理、系统管理以及用户要求的其他应用软件,用来管理WP5IB、CP、COM等设备,可作为工程师站或操作员站; WPSIB上只安裝操作员界面和画面组态软件用」操作员站。工程师站和操作员站是根据工作站安装的位置人为指定的,所有操作员站都配置了报警键盘,用来直接调出操作画面和指示报警所在画面。 2.32控制处理机 P30和CP40功能差不多(FT表示一对容错的CP),对上与节点总线通信交换数据对下管理锍入输岀下,运算和处理各和参数。每块CP最多可支持48块FBM卜,所不同的是CP30的运算能力不及CP40的一半。 23.3通信处理机每台COM10最多可支持4台不同类型的打印机。COM30可通过下装选择的驱动程序用不同厂家控制系统的接口。 234输入输出卡(FBM) 系统中所配置的输入输出卡主要类型如表1所示 24DCS系统功能 ①工艺过程的实时监控。使用系统提供的各和控制算法,按组态好的控制方案进行过程控制,实现连续控制、逻辑控制、顺序控制、联锁控制等。工艺操作人员可以通过操作员站调山过程画面,观察⊥艺参数、电气参数、实吋/历史趋势、报警情况和设各状态,实现对回路、设备的操作和参数调整。 ⑧报警功能。捰作菜单上提示新发生的报警,报警键盘指示报警位置,蜂鸣器报警, 报警管理器列岀实时报警或历史报警,报警打印等 ③报表功能。可以牛成并打印班、日、周、月等报表 ④SOE功能。发生严重故障时可以ms级的速度记录相关事件发生的顺序。 ⑤系统管理功能。对系统设备及通信进行实时自诊断,产生系统报警,提供系统设备信息,帮助判断故障。 3DCs与企业管理网的集成当时共有7套IA'sDCS系统只备向MIS提供数据的条件,在AW工作站上安装配置以太网卡,通过集线器与MIS网络直接相连。DCS收集整理工艺参数,每小时生成实时参数和能源累积两个报表文件,由MS薮据采集服务器调用;利用 Exceed软件,在指定的 MIS客户机上通过 Telnet的方式调出DCS上的生产操作实时画面。这种方式的优点在于: DCS提供的数据真实可靠,提供的画面完全反映了生产的实际情况;它的缺点在于:DCS 直接与所有网终客户机相连,降低了生产控制系统的安全性。 2004年决定在原有MIS系统的基础上,改造建设制造执行系统(MFS),)在条件成熱后继续健设ERP系统,进一步提髙企业信息化管理水平。该项目购买 Honeywe公司的 Uniformance PHD信息数据厍及历史模件作为MES系统的基础平台,以该公司的 Workcenter pKs为客户机提供网页和数据。为解决DCS直接与管理网相连的问题,木次改造确定采用DCS向数据采集计算机传送实时参数,再由数据采集计算机向PHD服务器发送的方案。DCS不再直接与MFS系统相连,但通过数采机网关,有一定权限的用户仍可直接访问DCS。图2所示以三期煤精中控为例,说明DCS管理內连接的方式目前已有14套IA'sDCS系统具备了向MES系统提供数据的条件,用以太网将IAs 系统的AW工作站与PHD数据采集计算札相连,在AW上安裝PHD的通信驱动程序,调用AW中的F0XAPI函数实现由DCS中的实时数据向数据采集计算机的发送。用PHD数据库存储所有的工厂实时、历史信息。在此基础上,用WPKS系统开发各生产装置工艺流程图以及全公司生产总貌图、物料平衡图、能源≯衡图等,供MES系统各级用户客户机调用。木项目尚未全部结束,目前凵完成PHD系统安装调试、PKS软件安装调试、DCS数据采集建立、部分工艺流稈图组态等工作。表1系统中输入输出卡主要类型表 FMB类型 I/O类型通道数数量 FBMO1 0~20mA输入 6 FBMO2 热电偶输入热电阻输入 888 FBM03 12 0-20mA输入 FBM04 26 0)~20mA输出 FBM07 开关量输入(24V) 16 16 开关量输入(24V) FBM09 12 开关量输出(24V) 开关量输入(240V) 8 FBMll 川关量输出(240V) 8 FbMI8 智能变送器输入 8 FBM20 开关量输入(240V) 16 32 智能变送器输入 FBM39 26 0~20mA输出开关量输入(24V) 8 FBM41 大功率川关量输出(24V) 8 FBM43 智能双波特率变送器输入智能双波特率变送器输入 FBM44 0~20mA输出 4DCS系统的维护与管理 DCS系统的维扩主要包括故障判别和处理、日常维护等⊥作。DCS系统的管埋主要是应用软件修改管理和备份管理。 4.1一般硬件故障的判别和处理 IAS DCS系统提供了许多判别故障的信息。 ①所有卡件都有红绿两个指示灯,一般情况下只亮绿灯表示卡件运行正常;只亮红灯表示卡件有故障;红绿灯同时亮表示硬件设备正常,软件尚未下装或软件版本不对。 ②进入系统管理器,可查看所有设备和通信的组态信息及运行状态,一般设备正常为臼色,枚障为红色,有故障但尚可用为黄色;通信总线正常为自色,不通为红色,总线旁用TA、RA、FA等表示故障原因。在系统管理器中还叮对设备进行重新启动、软件下装、通信测试、总线切换等工作,帮助判断故障,恢复系统 ③在历史数据库中保存了100条系统管理器记录,包括报警和操作,有助于故障溯源。利用DCS系统提供的信息可以判断大部分的使件设备故障。除工作站外,所有备件可在线更换,冗余设备的更换对生产运行没有影响,非冗余卡件会有局部影响在宝钢化工公司,DCS的硬件故障主要由现场点检判断和处坦,如有困难,由各级技人员协助判断故障。技术人员除直接到现场外,通过网络,在上班时间可远程调用系统管理器、历史数据库,协助判断枚障;非上班时间,可通过拨号远程登陆各DCS系统的 AW工作站,了解一些对判断故障有用的信息。 PHD服务器 ORACLE服务器 WEB服务器域名服务器 ■ 公司管理网数采机数采机安装 PHD Buffer 安装 PHD Butt 安装 T/A RDI 安装 LA RDI 安装网关安装网关煤精3期排; 煤精3期脱硫煤精3期无水氨 Aw51 AWS AWs 装 FOXAP 安装 FOXAPI 安装 FOXAPI 图2中控DCS与管理网连接示意图 4.2不能直接判断的故障举例有时仅利用系统提供的信息还是无法判断故障,这就必须具体问题具体分析了例如煤精中控3套DCS刚合并成一套系统时,运行非常不稳定,经常发生总线报警有一次排送装置的一块FBM卡件亮红灯,换上新备件仍然亮红灯,怀疑卡件插槽问题, 与相邻卡件互换位置,结果两块卡件全部亮红灯,再考虑CP重新启动,结果CP复位后也亮红灯,重新启动AW后,CP才勉强上线。还有一次雷雨天,一道闪电,打坏一块CP 有一次工程师站与节点总线的通笮老是不稳定,检査接地时,发现系统地先接到工程师台上,冉连到地下的接地母排,取下系统地和台子的连线,通信立即稳定」,测量发现,地线上竟有110V电压。原来,为3套DCS供电的三台UPS分别由不同厂家提供,其中日本提供的UPS输出电压为-110V~110V,其他两台为0~220V。虽然3套DCS合并时,统了接地,但仍用各自的UPS供电,且UPS还带一部分现场设备,这就导致了地线上存在电压,且十扰很大。找到原因后,我们进行了DCS供电的改造,用两台输出为0~220V 的UPS为3套DCS供电,另一台UPS通过隔离变压器带所有现场设备,同时对接地系统再次修改和确认。改造完成后,这套DCS系统再乜没有岀现不明原因的通信问题又例如三期精蒽装置投运后,有一对CP下面的现场总线通信老是AB总线切换,测试下来所有总线接口卡都没有问题,接线也是牢筚的。拉掉一根总线后很奇怪地发现一部分卡件没有出现总线报警,仔细检查卡件的槽,发现有一个卡槽上有一根双绞线连到了同一机柜中属于另一CP的卡槽上,拉掉这根双绞线,现场总线的通信就正常了。有些故障是由工作站引起的。例如有一次启动了DCS向MES送实时数据程序后,水道DCS上短短一小时发岀∫儿千条报警,基本上都是开关量报警,但现场运行尚未受到影响,点检将AW重新启动后,报警不再出现。第二天检查历史库,未发现系统报警信息, 査看报警历史,也没有异常报警,当时考虑可能是信号公共线问题。又过一大,远程登陆该工作站做备份,发现许多工作不能做,文件系统满。搜索最新文件,发现DCS向MES 送数据的程疗时刻在生成记录,停该程序,并刑除记录文件,文件系统恢复正常。原来, 该程序选择∫调试状态,即时刻在记孓运行信息,将该问题提交公冋讣算机纽才解决。 4.3日常维护 DCS系统硬件般是不需要口常维护的,只需根据系统报警做好故障判断和备件更换即可。对于涉及计量功能的卡件,根据计量要求由计量部门定期对卡件的精度进行测试, 点检人员配合。点检人员要钶年确认DCS的工作状态,并填写《现场计算机监视、测量系统软件功能确认书》。 4.4应用软件修改管理 DCS正常投运达到生产要求后,应用软件般不再修改。但有付限于投运吋的条件, 有些软件组态不合理或操作麻烦,或不利用设备维护,确实需要对应用软件功能进行修改。例如:三期煤气排送机岀口电动阀原不带变频调速,只根据DCS发出的脉冲宽度来控制电动札转动的角度,由」选型不当,即使DCS只发出ls的脉冲,电动阀开度变化都超过了牛产可接受的范闱,后来只能开大旁通,即一二三期煤气连通协同调节出口压力,造成能溟浪费。为产生1s以内的脉冲,我们采用了PLB模块,利用TC指令的P和R挤出 0.ls到0.9s的脉冲,同时在现场增加了变频器,利用变频器的启动特性成功地将电动阀开度变化调到了允许的范围内,找到了解决了难题的办法。又如:由于界面测量方法及计算公式过」复东,不能准确分辨焦油和氨水界面,煤精厂焦油氨水分离器出口阀一直靠手动控制。根据生产要求,简化了界面测量方法,并在DCS 上修改计算公式,建立了出凵阀开关联锁,实现了焦油氨水分离器出口阀的自动控制。 4.5备份管理宝钢化工公司DCS备份工作按内容分为一级备份和二级备份,按备份时间分为修改后备份和年度备份:级备份在现场用软盘完成,主要是控制组态的内谷,每次修攻后都要进行。二级备份道过DCS管理网完成,将DCS工作站上所有应用组态文件通过网络传送到DCS管理计算机上,每年一次,刻成光盘保留并父集团公司档案处归档。 5结束语 IA系列DCS系统在宝钢化工得到了良好的应用,这与该系统连续、稳定、丌放的特点以及宝钢化工的维护管理都是分不开的。

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