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HONEYWELL故障安全控制系统在I套催化的应用

作者:凌敏,中石化九江石化总厂建安公司仪表车间2009.02.19阅读 11006

  前言 故障安全控制系统
  随着安全标准的推出以及企业对安全系统重视度的不断升级,2003年3月,中石化股份公司九江分公司对I套催化原设计在DCS中的联锁系统进行了改造,根据装置高温高压高转速的特点和安全水平必须达到IEC(国际电工组织)提出的SIL3级标准www.cechina.cn,选取了美国Honeywell公司的FAIL SAFE CONTROL(FSC)系统,由它执行安全联锁系统的控制部分代替原来在DCS中执行的联锁内容,按照规范将安全联锁系统独立出来www.cechina.cn,以确保人身和设备的安全。该系统硬件基于双重化结构,软硬件均通过IEC的IEC61508认证。
  1 故障安全控制系统配置
  1.1 硬件组成
  I套催化故障安全控制系统硬件主要由PC机和FSC机柜组成,核心部分是FSC。系统配置如图1所示。

 
 

  PC机:选用1台DELL工作站作为该装置的工程师站、SOE(Sequence of Event)站兼操作站,采用多串行口卡与FSC机柜中的COM卡件进行通讯,工作站作为工程师站可以进行数据库修改、组态、功能逻辑图修改、设置参数及系统维护和操作功能;作为SOE站可以查询实时操作记录和历史记录、做检索和报表;作为操作站可以通过高速的SOE和动态流程画面进行实时现场监测、存储、打印。
  辅操台:在操作室操作站的旁边是系统的辅操台,上面安装着一些硬手操开关及指示灯,开关主要有3类控制工程网版权所有,即:
  停机开关
  允许启动开关
  置位开关
  停机开关都是两位式开关,允许开关和置位开关是回复式开关,即将开关打到“置位”或“允许启动”的位置后松开,它会自动弹回来。要启动机组等设备www.cechina.cn,停机开关必须置于“正常”位置;设备开起来之后控制工程网版权所有,若因工艺条件造成联锁停车,当工艺状况恢复开机条件后,必须置位才能将设备开起来。
  辅操台上所有开关的使用,由主风机生产工艺人员根据生产情况使用。
  FSC机柜:采用的是中央控制元件(Central Part)全冗余,I/O模件部分冗余的系统结构组成该安全联锁系统。CP是FSC系统的核心部分,每个Central Part(简称CP)中都有一个VBD,和一条垂直总线V-Bus,用于控制所有I/O模件,一个VBD可以控制10个I/O rack,即I/O卡笼,各I/O rack由HBD控制H-BUS通讯。控制器和重要I/O双冗余的结构,可以保证当一个CP或I/O卡故障时,另一个CP或I/O继续工作,从而保证系统的连续操作。FSC系统结构如图2所示。

  图2FSC101R系统结构图
  图2 FSC101R系统结构图

  硬件配置:采用FSC101R系统,系统主要硬件配置及功能见表1。

HONEYWELL故障安全控制系统在I套催化的应用如图

  表1系统主要硬件配置及功能
  表1 系统主要硬件配置及功能


  根据输入/输出点的分配情况和冗余配置原则,所有联锁保护系统中的所有状态输入点(DI)通过FTA-T-21端子板进入冗余的DI模件;4~20mA模拟信号(AI)经过齐纳式安全栅后进入FTA-T-14端子板,再进入冗余的AI卡;双冗余的DO模件通过FTA-T-02端子板后输出到现场各阀门,或输出到中间继电器到现场电磁阀、泵及电气;单冗余的DO模件通过FTA-T-03端子板后输出到辅助操作台报警指示灯,整套系统的I/O点数如表2所示:

  表2I催FSC联锁输入/输出点的分配情况
  表2 I催FSC联锁输入/输出点的分配情况


  1.2通讯设置
  I套催化故障安全系统PC机与FSC机柜采用串行口通信方式,上位机通讯硬件为多串口卡(2-PORT RS232/422/485 PCI HOST ADAPTER),串口端采用RS485接口、带屏蔽双绞通信线以提高干扰、带负载能力及增加通信距离,下位机两个CP中央控制单元共4块相互冗余的COM模件,每一块COM模件提供2个接口,负责完成两个冗余CP之间、FSC与PC机之间、FSC与本特利3500之间的通讯。
  FSC系统通讯设置如表3所示:

  表3FSC系统通讯设置
  表3 FSC系统通讯设置


  PC机通讯口设置如表4所示:

  表4PC通讯设置
  表4 PC通讯设置


  两个CP之间的通讯在系统集成时固定为两个CP中的COM1模件的A口,用户不得修改;
  系统中的一台PC机,既担任工程师站、SOE站又担任操作员站,工程师站和SOE站由Honeywell公司提供的FSC Navigator 和FSC SOE软件完成组态、维护、实时历史记录,两软件与FSC通讯连接:PC机COM4口与FSC的两个CP的COM1(2块COM模件中的第1块)模件的B口相连,组态定义其采用Development SYS协议RS485接口完成通讯连接;
  操作员站由INTELLUTION公司提供的Intellution IFIX2.6软件组态完成动态联锁画面、报警画面,IFIX与FSC的通讯连接:PC机的COM3口和FSC两个CP中的COM2模件的A口相连,组态定义采用Modbus 协议RS485接口完成通讯连接。
  FSC

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