催化裂化装置反应再生过程ESD系统冗余设计.pdf

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1、第7期{日}镕m≈m装t&应Ⅳ±mE璐D系‰z泉*计催化裂化装置反应再生过程ESD系统冗余设计车鸣粱薨自*^{H*5m}zE#*自目姗1摘■**^催m#m孽1&＆^±t4磷D}*¨T靠＆．t"T一女§fw删H眦∞n￡☆鸥D§‰，*itsⅡn#*女％T自*日E女自＆。*■目镕***§1E轴R￡女mn÷目##{1他7】女t镕**^i章■{l∞0f39”(∞11)07啦”舢催化裂化装置(Fccu)反应再生过程主要完成原料油的裂化彝催化剂的再生，它的安全运转是整个装置安全生产的必要前提。为了最大限度地降低装置恶性事故发生的概率，避免重大经济损失，采用紧急停车系统”(E·

2、m噼nqshuID0wn％wem，EsD)对Fccu反应再生装置的生产过程进行联锁保护，而冗余是提高EsD系统可靠性的重要手段。笔者根据Fccu的生产工艺及设备特点，研究并设计了一套基于卵姗HPLc的双冗余瞻D系统。1Fccu反应再生过程EsD系统设计F优u反麻再生过程EsD系统(捌1)采用三级控制体系，自下而上分剐为现场缓、控制缓和监视级。各级之间通过冗余的通信网络连接。现场级由冗余配置的呦M分布式ⅣO站组成，控圈l龉D}统镕构图序，它们同时参与控制运算和数据处理，并通过工业以太网向监视级操作员站上传数据．接收操作员站的操作指令或接收丁程师站的系统纽态信息和工

3、程下载文件．完成系统组态。FccU由反应再生系统、主风机、分值、压缩机、吸收稳定和余热锅炉部分组成”。EsD系统的硬件配置选型需根据Fccu反应再生过程的联锁逻辑关系及系统功能的要求确定．笔者根据催化裂化反应再生系统的进料流量低限、反应温度低限、两器差压超眼、主风流量低限和增压风流量低限．设计了反应器进料自保、两器自保，主风低流量自保．主M机组自保和增压风低藏量自保5项EsD系统自保项目(图2)，其中主风机部分的联锁逻辑如图3所示”。。《*日■20ll埘2l(§a*)t±日目：自Ⅱlj『tA##§女女mⅢ日(瑚3】6一圆圆圆圆圆照一爵回墨凰田一蠢莲化工自动化及仪

4、表第38卷白保联锁条件逻辑关系联锁动作莲手动，7自动紧急停车按钮与切主风低流量(3取2)或断主风阻脚阀关主主风事故蒸汽阀开手动主风低流量自保按钮风手动急停主风机组按钮主风机反喘振放空阀开机组转速超限(3取2)主主风人口静叶关至最小主润滑油压力过低(3取2)风机主风机出口单向阀关风动力油压力过低(3取2)或组主风机出口止回阀关机主风机轴位移过大紧旧气轮机入口蝶阀关组急主风机持续逆流停咽气轮机人口闸阀关烟气轮机轴位移超限主主电机跳闸主风机停机图3主风低流量和主风机组自保项目的联锁逻辑根据自保项目联锁逻辑关系及系统功能要求，得到FCCU反应再生过程ESD系统的控制点：

5、DI54点、DO50点、AI54点、AO26点。为便于系统的升级，L／O点数取lO％一15％的裕量Ho，本系统取10％，因此实际配置DI60点、DO55点、AI60点、A029点，最终确定的ESD系统配置硬件见表1。袁1ESD系统主要硬件配置选型表⋯控制级主机带有源背板监视级主要配置主要配置总线的E1200M以太网卡2×唧613电源：2×PS40710AR接口：4×IMl53-2标准工具：SI口7V5．4CPU：2×4144HDI：4×SM32lDIl6Wir眦、岷O同步模块：4块D0：4×SM322Dol6AI：8×SM33lAI8田MAl【配№f悒2通信：2

6、×cP443-1AO：4×SM332AO82ESD系统冗余功能的设计与实现笔者选用s7—400H容错控制器(具有很高冗余度的双冗余控制系统)来设计FCCU反应再生过程的ESD系统，在冗余系统进行工作时，两套系统(包括cPu、通信和I／O)独立运行，主控系统与备用系统之间自动同步实时数据。正常情况下，E他00M从站的L／O控制权由主控系统掌握。在每个扫描周期，系统都会进行一次实时更新，即用主控系统的CPu更新备用cPU。当主控系统发生故障时，将由正常工作的备用系统来完成整个过程的控制。该紧急停车系统的冗余功能主要包括中央控制器的冗余、电源冗余、I／O冗余和网络冗余

7、。2．1中央控制器的冗余ESD系统控制站的中央控制器由两块性能完全一致的具有容错功能的CPU4144H组成。通过为cPU配置冗余的硬件和软件功能来实现两块cPU之间的冗余。采用事件驱动同步技术来对它们之间的同步功能进行设计，为每块cPu配置两个同步子模块，然后用光纤电缆将两对同步子模块互连，两块CPu之间就可以通过各自通信模块内部的通信程序与高速率的通信介质进行数据交换了。s7删H的同步功能被集成在操作系统中，全部采用后台操作方式，上电后两块CPU同步建立的过程如图4所示。⑨r．．．．．．．L．-1r．．．．．．J．．．，l苎二垩至堡茎l热备cPu请求li。k—

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