勝利石化總廠(chǎng)氣柜裝置聯(lián)鎖系統(tǒng)實(shí)施方案

勝利石化總廠(chǎng)氣柜裝置聯(lián)鎖系統(tǒng)實(shí)施方案郭純厚（勝利油田石化總廠(chǎng)）摘要:利用Fix工業(yè)控制軟件及PLC編程軟件Concept實(shí)現(xiàn)氣柜裝置的聯(lián)鎖停車(chē)，并討論其安全性。關(guān)鍵字： Fix ConceptVBA腳本語(yǔ)言前言：2002年勝利石油化工總廠(chǎng)為實(shí)現(xiàn)熄滅火炬，達(dá)到達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)，新建一座一萬(wàn)立方米的橡膠膜密封干式氣柜，并將老氣柜的壓縮機(jī)移至新氣柜，為保證這些設(shè)備的安全、平穩(wěn)運(yùn)行，利用Fix工業(yè)控制軟件、PLC編程控制軟件Concept,并將兩者與流程圖相結(jié)合，完成了氣柜裝置聯(lián)鎖系統(tǒng)運(yùn)行方案。本文主要介紹如何實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖的方案及步驟，并對(duì)其安全性做出討論。氣柜裝置聯(lián)鎖系統(tǒng)簡(jiǎn)介勝利石化總廠(chǎng)各裝置排放的低壓瓦斯氣進(jìn)入橡膠膜密封干式氣柜，通過(guò)在氣柜中進(jìn)行緩沖及沉淀后，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)將低壓瓦斯氣進(jìn)行升壓，再經(jīng)過(guò)脫硫后，送入全廠(chǎng)高壓瓦斯管網(wǎng)。通過(guò)氣柜裝置的投用運(yùn)行，可以更加充分地回收全廠(chǎng)的低壓瓦斯，節(jié)約能源，減少加工損失，提高經(jīng)濟(jì)效益，而且能夠減小或徹底消滅火炬，減少污染，改善周?chē)h(huán)境。萬(wàn)方氣柜是本裝置的主要設(shè)備，它有3個(gè)聯(lián)鎖狀態(tài)：1.氣柜液位高（LI001）、2.氣柜液位低（LI001）、3.氣柜入口壓力高（PI001）。如果氣柜液位高或氣柜入口壓力高，會(huì)把氣柜的橡膠皮囊頂壞；如果氣柜液位太低，會(huì)把橡膠皮囊抽空。為防止出現(xiàn)上述事故，當(dāng)聯(lián)鎖條件滿(mǎn)足時(shí)，有三個(gè)自保閥動(dòng)作，使整個(gè)裝置停工。SV001低壓瓦斯入氣柜的氣動(dòng)閘閥關(guān)，切斷進(jìn)料。SV002低壓瓦斯入氣柜的氣動(dòng)碟閥關(guān)，切斷進(jìn)料。SV003低壓瓦斯出氣柜的氣動(dòng)碟閥關(guān)。壓縮機(jī)部分氣柜裝置的壓縮機(jī)有四個(gè)聯(lián)鎖條件：1.氣柜出口的氣動(dòng)碟閥關(guān)（SV003）；2?潤(rùn)滑油壓力（PS502）低；3?排氣壓力（PI502）高；4?排氣溫度（TI502）高。為保護(hù)壓縮機(jī)設(shè)備，當(dāng)以上四個(gè)條件有一個(gè)滿(mǎn)足聯(lián)鎖條件時(shí),PLC將輸出一個(gè)信號(hào)，將壓縮機(jī)斷電停機(jī)。2利用Fix工業(yè)控制軟件及PLC編程軟件Concept實(shí)現(xiàn)氣柜裝置的聯(lián)鎖停車(chē)的整體構(gòu)想：在石油化工裝置中，通常多采用可編程控制器（PLC）來(lái)實(shí)現(xiàn)裝置聯(lián)鎖。因?yàn)榭删幊炭刂破鳎≒LC）具有反應(yīng)速度快、易于安裝，可以使用編程語(yǔ)言按照需要進(jìn)行編程、可靠性高等特點(diǎn)。氣柜裝置所用的PLC硬件為ModiconTSXQuantum系統(tǒng)，編程軟件為Concept軟件。Concept是一種基于MicrosoftWindows環(huán)境的編程工具，提供包括功能塊圖FBD、梯形圖LD、順序功能流程圖SFC、指令表IL、LL984等多種編程語(yǔ)言的單一開(kāi)發(fā)環(huán)境，用于生成控制系統(tǒng)程序，在氣柜裝置中我們使用的編程語(yǔ)言為FBD功能塊圖。Concept遵守MicrosoftWindows圖形用戶(hù)接口（GUI）并成為第一種采用用于可編程邏輯控制器的IEC1131-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，所以它的編程器是統(tǒng)一的，使用簡(jiǎn)單。FBD編程器可以將基本的功能塊和信號(hào)（變量）排成功能塊圖。對(duì)于功能塊圖的編程，Concept包括若干個(gè)具有已定義的EFB塊庫(kù)，可以非常方便的進(jìn)行調(diào)用，并且在與PLC連接之后，還可以進(jìn)行在線(xiàn)或離線(xiàn)對(duì)PLC的程序進(jìn)行修改，并且動(dòng)態(tài)顯示帶有當(dāng)前信號(hào)狀態(tài)的程序。通過(guò)Concept將程序下裝到PLC后，可以用Fix工業(yè)控制軟件的圖形功能繪制出友好的人機(jī)界面，它帶有圖形文字、動(dòng)態(tài)和圖表工具，可以生成操作人員易于理解的圖表，此軟件同時(shí)為使用人員提供命令語(yǔ)言、顯示對(duì)圖形進(jìn)行操作。3．用Fix控制軟件和Concept軟件實(shí)現(xiàn)氣柜裝置聯(lián)鎖的具體方案下面從聯(lián)鎖方案的硬件和軟件兩個(gè)方面來(lái)闡述氣柜裝置聯(lián)鎖的具體方案聯(lián)鎖系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)聯(lián)鎖條件的測(cè)量氣柜裝置聯(lián)鎖條件有氣柜入口壓力（PI001）、氣柜液位高度（LI001）兩個(gè)條件。氣柜入口壓力（PI001）是通過(guò)壓力變送器進(jìn)行測(cè)量；氣柜液位高度（LI001）是通過(guò)SAAB雷達(dá)液位計(jì)進(jìn)行測(cè)量，這兩個(gè)測(cè)量值與PLC寄存器內(nèi)的聯(lián)鎖值進(jìn)行比較后，判斷是否執(zhí)行聯(lián)鎖動(dòng)作。壓縮機(jī)的聯(lián)鎖條件有四個(gè)：1.SV003是通過(guò)氣柜聯(lián)鎖動(dòng)作后的輸出值作為聯(lián)鎖信號(hào)，即在氣柜出口碟閥關(guān)閉的同時(shí)給壓縮機(jī)一個(gè)聯(lián)鎖信號(hào)，這樣在氣柜出口碟閥關(guān)閉的同時(shí)，壓縮機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)。（2）PS502是通過(guò)壓力開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)來(lái)作為壓縮機(jī)聯(lián)鎖停車(chē)條件。（3）PI502是由壓力變送器進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量值作為停車(chē)條件。（4）TI502是由PtlOO熱電阻進(jìn)行溫度測(cè)量。當(dāng)上述四個(gè)條件有一個(gè)滿(mǎn)足聯(lián)鎖停車(chē)時(shí)，壓縮機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)。3.1.2聯(lián)鎖動(dòng)作的執(zhí)行氣柜的入口閥SVOO1、SV002和出口閥SV003均采用兩位式電磁閥來(lái)控制。正常狀態(tài)時(shí)電磁閥帶電，閥門(mén)處于導(dǎo)通狀態(tài)，入口和出口可以流通介質(zhì)，當(dāng)電磁閥失電時(shí)，閥門(mén)關(guān)閉。壓縮機(jī)的聯(lián)鎖信號(hào)由由PLC卡件輸出一個(gè)DO值，使繼電器動(dòng)作斷掉壓縮機(jī)供電電源，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)自動(dòng)聯(lián)鎖停機(jī)。手動(dòng)開(kāi)關(guān)考慮到PLC出現(xiàn)故障無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聯(lián)鎖停車(chē)或在緊急情況下需要手動(dòng)停車(chē)，設(shè)計(jì)了手動(dòng)開(kāi)關(guān)（SVOO1、SV002）和SV003，以及一個(gè)緊急停車(chē)接鈕，安裝在聯(lián)鎖機(jī)柜上，其中兩個(gè)開(kāi)關(guān)有以下三種狀態(tài)。自動(dòng)：聯(lián)鎖系統(tǒng)由PLC控制手動(dòng)關(guān)：脫開(kāi)PLC控制，強(qiáng)制閥門(mén)關(guān)閉手動(dòng)開(kāi)：脫開(kāi)PLC控制，強(qiáng)制閥門(mén)打開(kāi)，可以在裝置正常運(yùn)行狀態(tài)下聯(lián)鎖系統(tǒng)的修改，在線(xiàn)維護(hù)及調(diào)試。緊急停車(chē)接鈕有兩種狀態(tài)：按下時(shí)是緊急停壓縮機(jī)電源，旋出時(shí)使恢復(fù)正常狀態(tài)。3.2聯(lián)鎖系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.2.1設(shè)計(jì)Concept中功能塊邏輯圖（FBD）功能塊邏輯圖是整個(gè)聯(lián)鎖系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，它通過(guò)搭建功能塊邏輯圖來(lái)實(shí)現(xiàn)常規(guī)門(mén)電路和繼電器功能，能夠更加準(zhǔn)確可靠地實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系，在搭建功能塊邏輯圖之前，必須先在Concept中定義變量，以建立所用的內(nèi)部變量和外部變量的地址及類(lèi)型，使之與Fix控制軟件中的變量地址——對(duì)應(yīng)，這些變量包括Al、AO、DI、DO等。變量定義完畢后，就可以利用它們來(lái)搭建功能塊邏輯圖，下面就所用的FBD的主要搭建的邏輯塊片段加以說(shuō)明：LSH001:是由上位機(jī)輸入的氣柜液位高聯(lián)鎖停車(chē)值PSH001:是由上位機(jī)輸入的氣柜入口壓力高聯(lián)鎖停車(chē)值LSL001:是由上位機(jī)輸入的氣柜液位低聯(lián)鎖停車(chē)值

2．壓縮機(jī)聯(lián)鎖停車(chē)邏輯圖排氣壓力在Fix中的聯(lián)鎖系統(tǒng)圖由于在Concept軟件中對(duì)聯(lián)鎖系統(tǒng)的復(fù)位實(shí)現(xiàn)比較困難，所以我使用Fix軟件中的VBA腳本語(yǔ)言來(lái)輔助實(shí)現(xiàn)，主要完成以下功能：

1.氣柜聯(lián)鎖系統(tǒng)停車(chē)復(fù)位，主要是氣柜入口閥SV001、SV002和氣柜出口閥SV003。壓縮機(jī)聯(lián)鎖條件旁路按鈕的設(shè)置系統(tǒng)停車(chē)后，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒操作人員氣柜聯(lián)鎖系統(tǒng)停車(chē)復(fù)位程序片斷如下：PrivateSubCommandButton3_Click()Writevalue1Fix32.fix.fuwei.f_cv/給SV003賦值ForI=1To5000/設(shè)置脈沖寬度/NextWritevalue0Fix32.fix.fuwei.f_cv/給SV003賦值EndSub設(shè)置壓縮機(jī)聯(lián)鎖旁路的程序片斷如下：以設(shè)置壓縮機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)排氣溫度的旁路為例PrivateSubCommandButton6_Click()DimMsg,Style,Title,RespondMsg=〃設(shè)置旁路狀態(tài)〃Style=VbYesNo+VbCriticle+VbDefaulButton2Title=〃壓縮機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)排氣溫度旁路顯示〃Respond=MsgBox(Msg,Style,Title)IfRespond=VbYesThenWritevalue0Fix32.fix.but11.f_cvMsgBox〃已投用旁路〃ElseWritevalue1Fix32.fix.but11.f_cvMsgBox二〃已切除旁路〃EndIfSV003=1/SV003=1/SV003=0//定義窗口信息//定義窗口類(lèi)型//定義窗口內(nèi)容//定義窗口屬性//如果Respond=VbYes

則but11=0//出現(xiàn)確定窗口//如果RespondHVbYes則but11=1/聯(lián)鎖系統(tǒng)操作界面利用Fix工控軟件提供的強(qiáng)大繪圖功能，繪制了聯(lián)鎖系統(tǒng)的人機(jī)界面。在這個(gè)界面中，可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖系統(tǒng)的監(jiān)視、聯(lián)鎖系統(tǒng)的切除復(fù)位，并且顯示各個(gè)電磁閥的狀態(tài)，整個(gè)裝置的聯(lián)鎖繪制在一副流程圖中，直觀(guān)、明了、易于操作，可以方便地了解各個(gè)聯(lián)鎖條件的投用情況。通過(guò)醒目的顏色變化，可以讓操作工知道聯(lián)鎖狀況的發(fā)生及產(chǎn)生聯(lián)鎖的原因，以最快的速度進(jìn)行處理；同時(shí)可以使系統(tǒng)的聯(lián)鎖切除，使用人工控制，例如氣柜的液位表需要調(diào)校時(shí)，在聯(lián)鎖流程圖畫(huà)面中，把氣柜的液位LI001設(shè)置為旁路，即可調(diào)校該表，不會(huì)引起系統(tǒng)聯(lián)鎖停車(chē)，影響裝置的正常生產(chǎn)。聯(lián)鎖系統(tǒng)的流程圖畫(huà)面：氣柜液位高 LI001氣柜液位旁路氣柜入口閥關(guān)氣柜入口壓力高 ■SV001SV002PI001氣柜壓力旁路

壓縮機(jī)聯(lián)鎖停車(chē)圖氣柜液位 氣柜液位旁路LI001 潤(rùn)滑油壓力開(kāi)關(guān) 潤(rùn)滑油壓力旁路PS502 PI502排氣壓力排氣壓力旁路PI502排氣壓力排氣壓力旁路壓縮機(jī)聯(lián)鎖停車(chē)PI502TI502排氣溫度 排氣溫度旁路TI502 本系統(tǒng)的特點(diǎn)及安全性的討論2002年6月氣柜裝置投用，按照這個(gè)方案實(shí)施了聯(lián)鎖系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)試運(yùn)行證明本方案完全能夠達(dá)到氣柜裝置的聯(lián)鎖系統(tǒng)的要求，并且本方案具有以下特點(diǎn)：1． 硬件少，投資少，可靠性高，無(wú)誤報(bào)警2． 反應(yīng)速度快3． 人機(jī)界面友好，易于操作4． 有硬手動(dòng)和脫機(jī)狀態(tài)，可以防止意外事故及在線(xiàn)維護(hù)5． 系統(tǒng)掉電后裝置自動(dòng)停車(chē)總之，