6油.化工自動化，2006，1:79計算機應(yīng)用AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY現(xiàn)場總線技術(shù)在氯乙烯工程中的應(yīng)用張衛(wèi)玲.王海文,張巖(天津渤天化工有限責任公司,天津300480)摘要:介紹了Profibus-DP現(xiàn)場總線在氯乙烯工程合成轉(zhuǎn)化工序溫度信號傳輸中的應(yīng)用;詳細闡述了系統(tǒng)的組成、功能設(shè)計、組態(tài)情況以及Turck公司的遠程I/0與日本橫河公司的CS1000系統(tǒng)的接口情況。關(guān)鍵詞:ProfibusDP現(xiàn)場總線;遠程1/O;分散型控制系統(tǒng)中圖分類號:TP273文獻標識碼:B文章編號:1007-7324(2006)01-0079-02Application of Profibus in VCM ProjectZhang Weiling , Wang Haiwen, Zhang Yan( Tianjin Botian Chemical Co. Ltd. ,Tianjin, 300480)Abstract: The application of Profibus-DP in temperature signal transition in VCM production is intro-duced. It describes the system composition, function design, configuration and the specific cases of remoteI/O( Turck)and CS1000( YOKOGA W A)interface.Keywords : Profibus- DP ;remote I/O;DCS隨著中國GDP(國內(nèi)生產(chǎn)總值)的快速增長，O(從站)中,再由一根通訊總線貫穿現(xiàn)場,將從站國內(nèi)市場PVC(聚氯乙烯)出現(xiàn)了供不應(yīng)求的情聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)并引至控制室的DCS主站(除轉(zhuǎn)化器溫況。天津渤天化工有限責任公司抓住這個時機,對度外,其他參數(shù)的采集顯示與控制均是通過日本橫PVC生產(chǎn)線幾次進行增產(chǎn)擴建。100 kt/a VCM河的CS1000系統(tǒng)實現(xiàn)的)。(氯乙烯)工程正是配合增產(chǎn)而新上的項目。1系統(tǒng)組成及功能設(shè)計[1,2]VCM是生產(chǎn)PVC樹脂的主要原料。合成轉(zhuǎn)在實際的設(shè)計中采用了Profibus-DP現(xiàn)場總化是VCM生產(chǎn)過程中的一個重要工序。在該工線技術(shù),將3個遠程I/O(從站)連到控制室DCS序乙炔和氯化氫經(jīng)混合冷凍脫水，在以活性炭為載的通訊卡(主站)。如圖1所示。體、氯化汞為觸媒的列管式轉(zhuǎn)化器內(nèi)進行合成,生EWSHIS成VCM。反應(yīng)過程中每臺轉(zhuǎn)化器內(nèi)的7點溫度是重要的控制參數(shù)。溫度過低會降低反應(yīng)速度,溫度VL-總線,過高又會造成觸媒的熱分解以及副反應(yīng)的加劇。轉(zhuǎn)化器共有20臺,因此,這樣的溫度檢測點共有140點。那么對這些溫度信號選擇什么樣的方式PFCDRS-485ACP71RS -485-IS進行采集傳輸呢?-Profibus-DP傳統(tǒng)的方式:采用多只熱電偶對轉(zhuǎn)化器內(nèi)的溫8工]8口8CExcom度進行檢測,然后通過補償導(dǎo)線,將信號點對點地引到控制室進行顯示。這種方法在現(xiàn)場和控制室圖1系統(tǒng)組成之間要敷設(shè)大量電纜,相應(yīng)的還要增加橋架,這不系統(tǒng)中的主站為CS1000系統(tǒng)。它包括3臺僅加大了工作量和工程費用,而且從控制角度講還中國煤化工為工程師站)和4個存在著長線控制問題。此外,日后的維護也會十分YHCNMHG困難。收稿8期:2005- 09- 22;修改稿收到日期:2005- 10-24為了解決上述問題,筆者采用了現(xiàn)場總線技作者簡介:張衛(wèi)玲(1972- ),女.天津人.1995年畢業(yè)于北京化術(shù)。即將熱電偶檢測出來的熱電勢信號經(jīng)一小段工大學自動化專業(yè),現(xiàn)為天津渤天化工有限責任公司生產(chǎn)管理部補償導(dǎo)線就近送到置于現(xiàn)場的儀表箱中的遠程I/系統(tǒng)管理科工程師,從事控制系統(tǒng)的技術(shù)及管理工作。80石油化工自動化2006年控制站,它們之間通過VL總線進行通訊。與Pro-線端子部分(TI40EX)組成。為了保證系統(tǒng)安全可fibus-DP總線通訊的模件ACP71位于第2個控制靠的運行，電源及通訊適配器均采用冗余配置。遠.站的第1個卡槽(AMN52)中。從站為Turck公司程I/O不具有程序存儲和程序執(zhí)行的功能。通信的遠程I/OExcom系統(tǒng)。適配器部分接收主站指令,按主站指令驅(qū)動I/O,1.1 現(xiàn)場總線并將I/O輸入及故障診斷等信息返回給主站。而ProfibusDP是專為自動控制系統(tǒng)和設(shè)備級分且遠程1/O是由主站統(tǒng)一編址的,在主站組態(tài)時散1/O之間通訊設(shè)計的-種高速度、低成本的現(xiàn)使用遠程1/O與使用主站的I/O沒有什么區(qū)別。場總線。它符合國際標準EN50170,是一種開放為了將不同廠家生產(chǎn)的Profibus產(chǎn)品集成在的現(xiàn)場總線。Profibus _DP的協(xié)議結(jié)構(gòu)遵從國際互一起,生產(chǎn)廠家必須以GSD文件(電子設(shè)備數(shù)據(jù)庫聯(lián)參考模型ISO/OSI7層協(xié)議的3層一第1層、文件)方式將這些產(chǎn)品的功能參數(shù)(如I/O點數(shù)、第2層和用戶接口層。這種結(jié)構(gòu)確保了數(shù)據(jù)傳輸診斷信息、波特率等)描述出來。Excom系統(tǒng)按照的快速和有效[1.2]。參數(shù)化的模式不同分為2種GSD文件。- 種為按在系統(tǒng)設(shè)計中,筆者采用的是RS-485(即H2)照每個模塊進行參數(shù)化的GSD文件--- trklff9f.傳輸技術(shù)，屏蔽雙絞線電纜,有源終端匹配器,傳輸gsd;另一種為按照每個通道進行參數(shù)化的GSD文速度為1. 875 Mbps。同時從防爆角度考慮,在控件一- trckff9. gsd。 由于按照每個通道進行參數(shù)制室和現(xiàn)場之間裝有本安段耦合器,將RS-485(控化可以更加靈活地對通道逐一定義，所以筆者選擇制室側(cè))與RS485IS(現(xiàn)場側(cè))進行隔離。.了后者。由于該系統(tǒng)只有1個主站(ACP71)和3個從2組態(tài)站(Excom),因此總線存取方式為單主系統(tǒng)、主站-首先將Excom的GSD文件導(dǎo)入Profibus-DP從站間的主從傳送方式。即主站循環(huán)地讀取從站的組態(tài)器SysCon中。然后在組態(tài)器中對DP總的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息。主站線、主站、從站進行組態(tài)。隨后將此組態(tài)文件以和Excom從站之間的數(shù)據(jù)傳送分3個階段:參數(shù)DBM格式導(dǎo)出,并復(fù)制到CS1000 的組態(tài)軟件設(shè)定、組態(tài)、數(shù)據(jù)交換。在參數(shù)設(shè)定階段,每個Ex-System View 中。接下來在System View中對通com從站將自己的實際組態(tài)數(shù)據(jù)與從主站接收到訊I/O,功能塊等進行組態(tài)，此組態(tài)數(shù)據(jù)最終下裝的組態(tài)數(shù)據(jù)進行比較。只有當實際數(shù)據(jù)與所需的到控制器和ACP71中。組態(tài)數(shù)據(jù)相匹配時,Excom從站才進入用戶數(shù)據(jù)2. 1組態(tài)器中的組態(tài)傳輸階段。因此,設(shè)備類型、數(shù)據(jù)格式、長度、尋址在組態(tài)器中首先創(chuàng)建主站和從站,設(shè)置總線參方式以及輸入輸出數(shù)量必須與實際組態(tài)一致。數(shù)(波特率、地址等)如圖2所示。該系統(tǒng)中主站地1.2 主站址為2;3個從站地址分別為3,4,5。3個從站地址為了保證系統(tǒng)運行的安全可靠,主站CS1000還要通過地址設(shè)定器在遠程1/O上進行硬件設(shè)系統(tǒng)中VL總線控制站的電源、處理器、VL通訊定。設(shè)定的地址要與組態(tài)保持一-致?？ㄒ约癆CP71均采用了冗余配置。ACP71 一方主站2面與遠程I/O進行通訊;另一方面通過BN總線與站地址2DP MasterAC071控制站的Profibus DP通訊功能區(qū)交換I/O數(shù)據(jù)，通訊功能區(qū)得到數(shù)據(jù)后,將其存儲在通訊I/O數(shù)從站3站地址3據(jù)存儲區(qū)。同時通訊功能還將ACP71的操作狀DP SlaveExcom態(tài).失敗/恢復(fù)信息、現(xiàn)場器件診斷信息傳送給操作從站4員站(HIS)。站地址4CS1000系統(tǒng)的版本號為R3. 04。其中通訊軟件包為PFS2540。 采用的第3方組態(tài)器為中國煤化工以站5站地址5.Hilscher公司生產(chǎn)的System Configurator.MHCNMH GpsIave1.3 從站圖2主站及 從站配置從站為Turck公司的遠程I/O Excom系統(tǒng)。它屬于分散式I/O,也稱非智能型1/O。它由電源在主站組態(tài)中需設(shè)置的參數(shù)有過程數(shù)據(jù)接口(下轉(zhuǎn)第84頁)部分(PS死石數(shù)據(jù)通信適配器部分(GDP1,5),接84石油化工自動化2006年又多類似,在此就不做回路方面的介紹了?？毓δ?能夠方便地完成設(shè)備的自保聯(lián)鎖功能。2.5I/A型DCS在三器自保中的作用[2在第1,2 再生器分布環(huán)空氣流量的測量上,同反應(yīng)再生系統(tǒng)的主風自保聯(lián)鎖系統(tǒng)在催化裝時采用2臺流量變送器FT-104A,B和FT-103A,置中起著非常重要的作用。它的平穩(wěn)運行直接關(guān)B,只有在2臺變送器同時發(fā)出LL報警時,報警才系到生產(chǎn),影響到設(shè)備的安全。1I/A 型DCS的順得到確認,避免誤動作。其原理如圖8所示。第1再生分布環(huán)空氣流量低低I PLL o4h第2再生事故蒸汽閥關(guān)開SV-101第1再生分布環(huán)空氣流量低低TPSLLL 103]第2再生事故蒸汽閥關(guān)開SV-102主風單向阻尼閥開關(guān)SV-106進料霧化蒸汽調(diào)節(jié)全刑V110-113|聯(lián)鎖開關(guān)HS-1 (A)自動A切除C「人為聯(lián)鎖開關(guān)HS-1 (S)|停車S|正常側(cè)t 回煉油閥調(diào)節(jié)全關(guān)FV-121A. B油漿閥調(diào)節(jié)全關(guān)FV-143進料聯(lián)鎖開關(guān)IS-S停車S 正常N提升進料事故旁通閥關(guān)開SV-103提升風流量低低PSLL-118提升進料事故旁通閥關(guān)開SV-104提升事故蒸汽閥關(guān)開SV-105聯(lián)領(lǐng)開關(guān)IS-s (A)切除C自動A=步「廠人為聯(lián)瑣開關(guān)HS-S (S) I 正常停車S] [圖8三器主風自保聯(lián)鎖框圖催化裂化的主風自保聯(lián)鎖系統(tǒng)包括第1再生3結(jié)束語主風自保、第2再生主風自保、第2再生提升風自I/A型DCS的控制功能在該公司煉油廠三催保以及進料自保。主風提供再生器催化劑燒焦所化裝置上得到了很好的應(yīng)用,實踐證實,該公司的需的氧氣和保持催化劑的流化。當主風流量過低,三催化裝置對于效益的增長起到了至關(guān)重要的作不能保證流化風的流速,就有可能發(fā)生催化劑倒用。而I/A型DCS的強大的技術(shù)支持功能,對生罐;當主風機因故障停機,主風流量變小時,要求一產(chǎn)的穩(wěn)定、安全又是關(guān)鍵的硬件保障。方面打開主風事故蒸汽閥,維持催化劑的流化，同參考文獻:時切斷原料進料，打開事故旁通閥;當?shù)?再生1 王驥程，祝和云.化工過程控制工程.北京:化學工業(yè)出版社,1991. 157~191器提升風流量過低時,打開第2再生器提升風事故?朱忠堯,祁潤平.三機組自?？刂葡到y(tǒng)及試車過程分析.石油化蒸汽。工自動化,2004.(4):32~34eeeeeeseeeeesseeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee(上接第80頁)益和偏差。參數(shù)(如:尋址方式、存儲格式、握手方式等)、用戶接.其他功能的組態(tài)與常規(guī)I/O相同,這里不再口參數(shù)(如:系統(tǒng)初始化后的啟動行為等)。這些參詳述。數(shù)要求主從站設(shè)置必須一致,否則不能正常通訊。在從站組態(tài)中定義了網(wǎng)關(guān)、I/O端子以及該套系統(tǒng)成功地實現(xiàn)了Turck 公司的遠程I/DPV1擴展設(shè)定的相關(guān)參數(shù)。O與橫河的CS1000系統(tǒng)之間的通訊,這在國內(nèi)尚2.2 System View中的組態(tài)屬首例。而且這套系統(tǒng)以一根現(xiàn)場總線代替了一在控制站的IOM中定義ACP71, 然后再對百多根補償導(dǎo)線,節(jié)省了大量的工程費用和施工時ACP71進行通訊I/O組態(tài)。定義時站地址、器件間。該套系統(tǒng)投運半年來運行穩(wěn)定可靠,為該公司地址所對應(yīng)的通道的工位號必須與實際接線的工帶來了較好的經(jīng)濟放益中國煤化工位號保持一致。在定義完通訊1/O后,可以對功能塊進行定fYHCNMHG.北京:化學工業(yè)出版社，2004. 600~ 605義。由于功能塊的輸入端為通訊I/O,所以在輸入2周澤魁。 控制儀表與計算機控制裝置.北京:化學工業(yè)出版轉(zhuǎn)換時要選擇CommunicationI/O,此外還要根據(jù)社,2002.333~341從站對熱電勢信號的轉(zhuǎn)換算法進行修正,計算出增