“哈欠你个锤头”通过精心收集,向本站投稿了4篇基于PLC控制系统平稳长周期运行的可行性和技术保障,下面是小编为大家整理后的基于PLC控制系统平稳长周期运行的可行性和技术保障,仅供参考,欢迎大家阅读,希望可以帮助到有需要的朋友。
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篇1:基于PLC控制系统平稳长周期运行的可行性和技术保障
前 言
180万吨/年ARGG三机组和气压机组控制系统是TRICONEX公司的TS3000控制系统和GE公司的90-70系列PLC系统,如TRICON系统见1所示,投用3年后陆续出现烧卡现象,如TRICON系统更换主处理器MP和各I/O卡件已有18块之多,EDS系统已更换CPU、BIU、I/O卡件等达12块(详见表1),造成了一定的经济损失并严重地威胁装置的安全生产。
系统故障的分析研究
一、系统故障涉及的范围
如附表所示,遇到的系统故障现象有以下几个方面:
·卡笼箱故障:TRICON、GE90-70PLC、3500卡笼箱均更换过。
·系统卡件烧坏:TRICON系统更换电源模块、主处理器MP、通讯卡EICM和各I/O卡件已有18块之多;EDS系统已更换电源模块、CPU、BIU、I/O卡件等达12块;本特立3500系统卡件更换4块;ASCC防喘振控制器烧坏等。
·系统通讯故障:EDS系统冗余的主副PLC出现6次不冗余现象;操作站与PLC的通讯故障出现4次。
·仪表设备烧坏:主风机静叶控制器的隔离栅烧毁1次;各类探头和前置器更换累计达30余台/次。
从附表可以看出,在装置和机组的运行期间,维护中对各类故障的处理措施基本上可以分几种情况。系统接地的处理:详细检查接地系统,确保仪表专业接地符合要求;将系统工作地和安全地分开。电源系统的处理:检查UPS的输出电压的精度及各项指标满足要求(由UPS厂家配合进行);将UPS输出端三相四线的中性点N相做接地联接;更换UPS电源、6台变压器及电源开关。仪表回路的检查:将所有仪表回路做了详细的检查。
二、系统维护中值得思索的几个问题
笔者认为,以下几个方面值得思考。
1、关于系统的工作环境因素
环境因素有温度、湿度、电磁场、空气尘埃等。实际上温度、湿度和空气中的腐蚀性气体及允许尘埃量都符合要求,尤其是和其它机组控制室相比都是一样的。
但交流电磁场的指标却很可能过高。原因如下:
·标准要求是:磁场<2.5T/M,电场<8V/M(14KHz~1GHz)
·据电磁场的理论可知:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。变化的电场和变化的磁场是相互联系着的一个不可分割的统一体,这就是电磁场。深入理解便是:
①恒定的电场周围无磁场,恒定的磁场周围无电场。
②均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,均匀变化的磁场周围产生恒定的电场。
③周期性变化的电场周围存在同周期的磁场,周期性变化的磁场在周围产生同周期的电场。
·TRICON和EDS系统柜下面距离约3米处便是高达1万伏的交流动力电源(其它机组没有)。当大电机启动或停运时产生很大的电磁场便会以光速传播到远处。如图3所示。而电子电路长期在这样强的电磁场环境中工作,其性能便会逐渐下降,直至烧毁。这可能就是我们遇到经常烧卡的现象。
2、关于系统的可靠性和可用性的问题
众所周知,PLC具有很高的可靠性指标,一般著名公司的PLC模块其MTBF(平均无故障时间)都在几万到十几万小时,甚至几十万小时。但是以PLC为基础的控制系统的可靠性又如何保证呢?
据美国自动化行业的典型统计, 以PLC为基础的控制系统的故障分布率如下:
由此可见,一个控制系统中只有20%的故障可由PLC直接诊断,而80%的故障在PLC外部,需要用另外的方法解决故障诊断。研究表明,在对一个成套设备或设备的故障检修时,有一半以上的时间花在检查、分隔、和确认故障及其发生地点的工作上。因此,要提高以PLC为基础的控制系统的可用性,应在系统设计时充分考虑外部故障的防止和诊断的措施。
1) 选用质量可靠、性能好的输入和输出器件。
2) 充分利用PLC的软元件资源(如专为外部故 障检测准备的软元件),强化PLC系统的外部故障检测的功能。充分利用PLC CPU模块和其它智能模块的自诊断功能,如CPU模块对自身的及对I/O模块的诊断及报警,通信模块对有关通信的诊断,热电偶输入模块对断偶的报警,等,
充分认识PLC CPU的在线更换I/O模块的功能。 这时应注意保持被更换的模块所处的状态,直到更换完毕再恢复直接从现场采集输入信号,或直接向现场输出信号。
3)正确选择I/O模块。绝大部分I/O模块都是8个或16个或32个输入/输出点共用1个公共点。特别是对输出模块的输出电流和流过公共点的电流均有限制。如某模块每个输出点的最大电流为0.5A,8个点共用1个公共点,流过它的最大电流为2A,这意味着只允许同时接通4点,否则会影响模块的安全使用。对于输入模块,则要注意对一个公共点它允许同时可接通的点数(通常为60%)。在安排输入/输出的清单时,千万不能忽略这个问题。
4)正确选择辅助开关电源。注意电源有足够的富裕容量。若安排双电源作并联运行,一定要考虑适当的电路保证负载不会都由其中一个内阻较低的那个电源承担。
现在的模块都采用新的集成电路元器件,元器件数量大为减少,电路板的热设计均可保证在小型化的同时,长期可靠地工作。但是对于电源模块来讲,就比较难以达到这种境地。一般的电源模块相对体积较大。作为系统设计者一定要十分注意这个问题,让电源模块有足够的富裕容量。这种小钱没有必要省,省了小钱可能造成隐患,教训并不鲜见。
5)容错能力。容错能力是一个控制器的主要指标,它能检测出瞬时或固有的故障并对其进行在线修复。它提高了控制器的稳定性。故障诊断程序,一定要在编控制程序的同时,考虑编故障诊断程序。有人把它称为基于PLC的嵌入式故障诊断程序。
另外,还要注意输入模块的工作电压足以保证0和1状态正常翻转,切勿把工作电压定在接近0/1电平的下限,不然会产生工作不可靠的情况。
TRICON系统采用TMR技术,控制器包括三个完全独立的分电路(电源是双冗余的)。每个分电路与其它两个电路并行处理应用程序,并对所有离散IO数据进行三取二的表决,对模拟数据进行取中值的表决。由于每个分电路是与其它分电路完全隔离的,任何一个单点的故障都不会影响其它分电路,如一个分电路发生故障,其数据值会被其它的数据值覆盖,操作员可对其进修复或更换。TRICON具有在线诊断与自修复能力,对每个通道、每个模块以及每个功能电路就进行广泛的诊断,并能及时报告错误。允许日常的维护而为中断控制。
3、关于接地的问题
接地是一个相当复杂的问题。特别是我国长期以来在工矿企业中采用来自原苏联的三相四线制,把中线当作零线用。220VAC电源取自一根相线和中线。在未大量使用集成电路和微处理器前,并不曾产生很多问题。但随着集成电路和微处理器大量运用于仪表、低压电器、控制系统,甚至交直流传动控制后,正确处理接地便成为一个必须面对的技术问题。
对PLC控制系统来讲,接地并不难处理。对一般以开关量为主、兼有一定的模拟量(4-20mA或1-5V等大信号)的系统,大多数情况下可以不接地(即浮空)。因为对PLC来讲,按日本JIS标准,采用第三种接地,即接地电阻不大于100欧姆。如果你草率接了地,而这个地又是零线,并非真正的地,当三相严重不平衡时,零线的电位可能高达几十伏特,弄不好就会使CPU故障,这方面的教训在国内并不少见。如果系统中有热电偶等小信号,接地的问题就要化点功夫了。为了避免交变感应,在布线时要尽可能远离动力线,或信号线与动力线成正交排列,再加上电容滤波,在交流电源两端接电源滤波器等措施,干扰问题不难解决。
4、关于软硬件的配置问题
现代的PLC编程系统都是按IEC 61131-3的标准建立的。应该说都贯彻了结构化编程的基本方针。TRICON系统的编程软件是MSW311,笔者用TS1131软件(是MSW311 的高级版本)对TRICON系统的硬件配置进行了重新组态实验。结果发现主机架的额定功率是175W,而实际组态为185W,超过额定功率10W,组态如图3所示。如果按最初的设计实际组态的功率达225W(最初用2个EICM卡通讯,现在用2个NCM卡通讯),则过载40W。而2个扩展机架的实际功率均小于额定功率35W和75W,都不过载。
三、典型案例
10月10日早8:30仪表值班巡检发现ARGG三机组TRICON控制系统第2机架4槽DI卡报警,Fault灯亮。故障诊断信息为 “Daul—Port Memory error”,该故障清除不掉。当时的处理措施是:摘除该卡上的停机联锁,在线更换新卡。新卡工作正常后,故障信息可以清除掉。
结论
PLC系统能否可靠长周期运行,涉及的范伟很广泛,系统的可靠性、安全性等必须符合设计规范,并注重使用环境,加强定期检测等维护,为平稳生产创造条件。
篇2:科技创新-持续改进-保障炼化装置长周期运行
独山子地处我国西部大开发的前沿,217省道、312国道和欧亚大陆桥从厂前通过,有高速公路、铁路专用线进厂,宽带网进入住宅小区,地区绿化率达到34.8%,这里是我国石油工业的发祥地之一,已有一百年的石油开发史和六十年的炼油史。
独山子石化公司把加强设备管理作为安全生产、优化运行的关键来抓,曾经荣获过“全国无泄漏工厂”和中国石油天然气总公司、新疆维吾尔自治区、新疆石油管理局设备管理先进单位、中国石油化工总公司一级设备管理单位称号,先后三次被评为“全国设备管理优秀单位”。良好的设备管理为装置安稳长满优生产提供了保障。 ,我公司炼油厂实现了第四个两年一修,今后将向“三年一修”、“四年一修”迈进,力争炼油装置分系统检修,不再全厂停工检修;乙烯厂进行了改扩建并一次开车成功,明确提出了要实现“四年一修”。
现将我们在长周期运行方面的具体做法和体会简要汇报如下:
一、装置长周期运行工作取得阶段性成果。
为实现炼油装置在两年一修的基础上分装置检修、化工装置四年一修和热电厂实现电力专业达标,在搞好设备日常管理的同时,从电力系统改造、状态监测和关键机组特护、设备腐蚀、压力容器、工业管道及安全阀定压、公用工程等方面入手,找出了制约三大厂长周期运行的瓶颈问题,经过反复探讨,针对问题提出了解决方案,逐步实施如下:
1、加强设备日常管理、建立健全规章制度,保持设备完好,长周期运行:在同行业中,我公司率先通过了ISO9001、ISO14001、HSE和 OHSMS管理体系认证。结合HSE体系运行,近两年进一步修订、补充了设备管理程序文件及制度,完善了体系文件的内容,狠抓了程序文件的宣贯和执行,使独石化设备管理体系有效运行,逐渐形成了各级管理人员按程序文件办事、有章可循的良好作风。
强化操作人员对设备的基本维护和检维修人员对设备的专业维护。将安全性综合管理评价办法引入到设备管理中,在人员有限的情况下,为保证设备运行不失控,实行了装置岗位检查制和管理部门抽查有机结合。
我公司炼油厂转动设备普遍服役时间长,故障较多,我们在严格执行以往操作工、维修工巡回检查制的基础上,制定了钳、电、仪三修单位和生产车间联合巡检制度及转动设备运行周期考核办法。钳、电、仪维修工在巡检时,与生产车间在特定的信息板上相互通报设备状况,共同分析存在问题,维修工当即予以处理,减少了反复认定的环节,使设备缺陷尽快消除。为提高维修工作质量,我们还在全厂推行维修单位服务承诺制,由生产车间根据承诺内容考核检维修单位的服务质量,每月对各维护单位评分,评分结果直接与维修单位经济效益挂钩,有效激发了维修单位的工作积极性。维修单位只要接到生产车间电话通知就能立即赶到现场处理问题,真正做到了设备抢修不过夜。
以状态监测为手段,搞好设备的预知维修,防止突发性设备故障。坚持传统管理与现代化仪器监测相结合、在线与离线相结合。坚持不懈地推行状态监测和开展大机组特护活动,取得了良好的效果;如炼油厂7台机组新配备的2套在线状态监测系统,可通过局域网对机组实时检测,在一催化机组出现油膜涡动时,可实现在线调节,消除涡动;并利用停工大修时机,在一催化烟机安装了浙江大学和我公司研究院设备研究所联合研制的热胀差监测系统,有效地监测了烟机在热态下的变形量,为烟机机组找中提供了依据;初步实现了计划维修与预知维修相结合,防止了突发性设备故障的发生,抢修次数、检修费用逐年下降。
将长周期运行活动与设备腐蚀防护及腐蚀监测相结合:进入以来,由于进厂原油性质急剧劣化,造成设备腐蚀日益严重。监测数据显示,高酸值原油已经开始影响到下游装置,我公司始终以科技为先导,通过在装置的关键部位挂片和加装旁路试验釜及腐蚀监测等手段,进行全面腐蚀调查,及时掌握装置的腐蚀倾向。目前已初步建立了全公司的腐蚀监测体系和设备腐蚀数据库,如对炼油厂Ⅲ蒸馏等装置实施腐蚀监测,及时掌握装置的腐蚀动态和腐蚀规律,制定了防腐对策,有计划的进行材质升级,使腐蚀问题得到有效控制。
在压力容器、工业管道及安全阀在线定压方面:通过多年的现场实践和检测仪器设备的改造,采用计算机对校验数据进行自动化处理,初步实现了各种压力下一般介质(蒸汽、氮气、空气)的通用安全阀现场在线定压(该成果已通过中油股份公司科技成果鉴定);以彻底解决安全阀定期检验的问题,为长周期运行打好基础。
压力容器和压力管道的定期检验是炼化生产装置长周期安全运行的重要保证,我们通过定期检验掌握在用压力容器和压力管道与安全相关的信息,建立了管理数据库,我公司乙烯厂利用20大检修及改扩建停工时间长的有利时机,对部分安全阀加双阀,初步解决了安全阀定期校验与装置长周期运行之间的矛盾,目前压力容器及其安全附件的使用和管理在我公司基本踏上良好的管理轨道。
消除了公用工程影响长周期运行的瓶颈问题:在循环水方面,我公司炼油厂将水质工作做为工作重点,首先加强了药剂管理,以往由炼油厂自己做评价,改为由研究院评价,并且所有的药剂进厂前首先做试验才能用在装置上;其次在换热器清洗预膜上加强对车间的管理,及时发现和消除跑、漏、串,通过以上等措施,使换热器清洗量由20大修时160台,减少到年的10余台。水质合格率保持较高水平,工业循环水浓缩倍数稳定在3-5,清洁循环水浓缩倍数控制在>3;为达到分装置检修的目的,炼油厂对Ⅰ循环水场清洁系统的10间水池进行了分配隔离,同时在蒸汽管网上增加了一条DN250复线,以保证蒸汽管线检修时的供汽,
通过对公用工程系统的改造,初步实现了炼油厂的分系统检修。
热电厂利用停工检修的契机,针对1#、2#、3#机真空度偏低的问题,采用镀膜、循环水加药、胶球清洗等措施,使凝结器平均真空度提高了10%;另外在高压主蒸汽母管上加装了隔断阀,可实现机炉的逐台检修,为热电厂的长周期运行打下了良好的基础。
持续开展群众性的设备“创完好”活动,实现传统管理与现代管理相结合。多年来我公司一直开展设备“创完好”活动,并保持至今。每年一次的“创完好”活动在生产装置中已经形成良好传统,在“创完好”活动期间,各基层车间都组织职工反复学习完好标准,使每个职工都明白工作标准。为使“创完好”活动经常化,炼油厂、乙烯厂机动处坚持每周抽查1~2套装置的设备管理工作,并在内部网络及生产经营会上通报检查结果;每年组织两次全公司设备大检查,验收完好区域,使完好区域始终保持在80%以上。
加强设备的前期管理,从设计、供货环节上为装置的长周期运行打下良好基础。改制后,由于单位隶属关系变化,协调难度增加,在设计、供货环节上的问题明显增多。为了改进设备设计选型和设备进货管理,先后出台了《设备选型管理规定》、《设备购置管理规定》,将设备的前期管理有效地纳入机动管理的范畴。
通过不懈的努力工作,我公司的设备完好率一直保持在98%以上,关键设备故障率低于0.5%,两年来未发生一起上报设备事故。
2、在安全性评价的基础上进行全面的电力系统隐患治理,提升电气系统的可靠性:电气系统隐患治理改造是我公司实现长周期运行的主要工作之一,改造的主要目的是如何消除电气系统运行的瓶颈问题,并按国家有关规定,更换属于国家明令淘汰的电气设备。首先我们在充分调研的基础上,根据中油股份公司安排,编写了《中国石油天然气股份公司电网安全评价办法》。同时在对独石化电网进行安全性评价的基础上,提出了独石化电气隐患治理方案,在中油股份公司关怀支持下, “炼油厂电缆防火改造和化工板块电气隐患治理项目”获得批准,项目实施后大大改善了独石化电气系统的可靠性。
首先对供电系统进行了改造,完成了南站主变的保护改造,消除了保护误动的事故隐患;北站主接线由二分段形式改造为四分段,增加母联备自投装置,不但提高了供电的可靠性,而且运行方式也更加灵活;南站消弧线圈和主接线系统改造后,使南站6kV系统供电更加可靠,并为减少一电的主变损耗,降低成本创造了条件。电气预防性试验结合电气系统改造,对继电保护进行了清理、校验、调整、优化。电气系统的预试、检修和改造工作的深度加大,消除了20余项事故隐患。我公司对炼化装置的重要电机分批增设了自启动装置、大机组的电动润滑油泵增设了电气联锁,全面完成了两大厂Ⅰ类电机的低电压再启动改造,结合机组工艺联锁,基本上达到了抗电网电压波动的要求。上述措施的实施后,在203.30和10.13的两次电网波动中,炼油厂南区装置和乙烯厂没有一套重要装置停工,效果十分明显,两大厂配、用电系统抵御系统波动的能力得到了极大的提高。
2002年在年改造的基础上,对电气系统进行了进一步改造,总计37项,主要项目有:变压器保护改造,6kV、110kV线路保护的改造,同步励磁机改造,部分高、低压配电盘更换,部分电动机和变压器保护的改造,部分油浸式电缆更新和6kV母线绝缘化改造等;另外,针对我公司电网与外网只有一条线路供电的问题,新增一条奎烯线,该线的建成投运,使新疆主电网与独山子电网间的电网结构发生了根本变化,解决了因奎烯线故障或检修造成独地网与新疆主电网解列的问题,大大提高了独山子电网供电可靠性。
二、广泛采用“四新技术”,提高设备的技术装备水平和可靠度:炼油厂围绕分装置检修,乙烯厂为实现“四年一修”的目标,积极推广应用“四新技术”,消除生产“瓶颈”。
在设备方面:我公司聚丙烯装置更新了一台瓦斯压缩机,丙烯全部回收再利用;芳烃装置新增瓦斯分凝缓冲罐和低压瓦斯火嘴,实现了芳烃瓦斯自用不外放;焦化新增富气压缩机,将瓦斯输送给催化再利用。以上措施的实现,使我公司瓦斯外放降低到最低程度。为提高重整装置的换热效率,减少加热炉热负荷,将原预加氢12 台、重整6台换热器更换为2台立式单管程换热器,确保了反应系统调节的灵活性;同时增加一台制氢反应器,缩短了开停工时间。Ⅱ催化气压机机体轴封采用目前国际上较先进的螺旋槽密封,开车后运行状况良好,没有泄漏,振动值很小,一举解决了Ⅱ催化装置长期存在的气压机泄漏问题和油污染问题。其余主要项目有: Ⅰ、Ⅱ催化的自保改造,将原自保系统与DCS系统交叉影响的问题彻底解决;Ⅰ催化烟机轮盘采用激光堆焊技术修复;Ⅱ催化烟机轮盘间隙加大,可解决催化剂在轮盘上沉积的问题;Ⅰ催化主风机轴瓦由原来的圆瓦改为现在的可倾瓦轴承,开车后运行效果非常好;Ⅱ催化主风机的电机吸入口增加了防尘措施,保证了电机内冷却风的清洁,提高了电机运行的安全性;针对以往UPS引起的供电故障,改造了UPS装置供电系统。热电厂在锅炉煤粉仓上采用了成熟的二氧化碳炮技术,避免了煤粉仓爆炸而停产的事故。
仪表控制方面:我公司在焦化、芳烃装置加热炉上使用了新型执行机构,减少了加热炉烟道温差,解决了加热炉控制不能投自动的问题;将I、II催化富气压缩机调速系统改造为DEH电液调速系统,解决了因弹簧腐蚀断裂和油动机卡涩导致频繁故障停机的问题;在Ⅱ糠醛、白土装置上运用了无模型先进控制技术,提高了装置控制率,通过了中油股份公司科研项目验收。
研究院设备研究所经多次的试验和改进,新发明并在三套装置上安装了燃烧器长明灯,减少了操作工的操作难度,提高了加热炉运行的安全性能。
电力调度所新安装的电气设备外绝缘状况和智能变压器早期故障在线监测系统,使电气人员能够及时掌握电气设备绝缘变化情况和变压器早期缺陷,并尽早及时处理,避免因设备外绝缘破坏等问题而引发电气事故。同时此监测系统也将为今后电气防污闪工作提供极大的帮助。
以上“四新”技术的应用,为炼化装置长周期运行并实现炼油厂分装置检修、乙烯厂“四年一修”奠定了坚实的基础。
设备是企业生产的物质基础,作为设备管理工作者,我们的任务还很艰巨,在今后的工作中,我们将不断查找差距、积累经验,向兄弟单位学习,使我公司的设备管理工作再上一个台阶、积极向国际先进管理水平看齐,在目前“两年一修”的基础上,向“三年一修”、“四年一修”迈进,实现装置长周期运行。
篇3:PLC控制技术在船闸电气控制系统中的应用
PLC控制技术在船闸电气控制系统中的应用
介绍了PLC控制技术在江苏省徐州市徐沙河船闸控制系统中的应用,包括PLC控制系统的.构成、配置,控制软件的编制以及故障检测和处理.
作 者:张雷 作者单位:江苏省徐州市航道管理处,江苏,徐州,221006 刊 名:中国水运(下半月) 英文刊名:CHINA WATER TRANSPORT 年,卷(期): 9(5) 分类号:U641.3+35 关键词:PLC 控制 船闸 应用篇4:保证酸性水汽提装置长周期零事故运行的措施
保证酸性水汽提装置长周期零事故运行的措施
1.改造氨压机系统,保证氨压机长周期运行 酸性水汽提装置有3台氨压机,机型为6AW-10,介质为氨,入口为0.2MPa氨气,出口为1.5MPa液氨.由于氨压机入口分液罐V3412A/B设计无液面计及报警监控装置,脱液不是密闭排放而是就地排放,使周边环境污染相当严重.环保要求不容许连续排放,导致机组运行经常带液,发生液击现象.此外,6AW-10型氨压机采用无十字头结构,介质可直接进入曲轴油箱,润滑油混入介质而带液.另外,介质内含有硫化氢、机杂及水等组分,不仅对机组有“氢致”腐蚀,造成气阀、曲轴及油封等零部件损坏,而且造成润滑油污染严重,换油频繁.为防止机杂进入氨压机,污染润滑油,损坏机件,采取以下措施进行预防:①定期清洗氨压机入口过滤网;②对氨压机入口管线定期清洗.
作 者:张庆彬 作者单位:大庆炼化公司炼油一厂 刊 名:油气田地面工程 ISTIC PKU英文刊名:OIL-GASFIELD SURFACE ENGINEERING 年,卷(期):2005 24(1) 分类号:X9 关键词:★ 运行工作计划范文
★ PLC实训报告
基于PLC控制系统平稳长周期运行的可行性和技术保障(共4篇)
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