淺談HIMA HIQuad H51q系統(tǒng)應(yīng)用

趙世民（大慶煉化公司,黑龍江 大慶 163411）

1 HIMA HIQuad系統(tǒng)介紹

安全儀表系統(tǒng)是指“能夠按照一定的安全完整性等級(SIL,Safety Integrity Level)實現(xiàn)一個或者多個安全儀表功能的儀表系統(tǒng)。HIMA的HIQuad H51q系統(tǒng)為CPU四重化結(jié)構(gòu)，即系統(tǒng)的中央控制單元共有四個微處理器，每兩個微處理器集成在一塊CPU上，再由兩塊同樣的CU模塊構(gòu)成中央控制單元。一塊CU模塊即構(gòu)成了1oo2的結(jié)構(gòu)，即可滿足SIL3的安全標準。采用雙1oo2結(jié)構(gòu)，即2oo4機構(gòu)，在冗余結(jié)構(gòu)的情況下，高速雙重RAM接口使兩個中央單元通訊，相當于兩套SIL3級別的系統(tǒng)在同時運行。所以HIQuad系統(tǒng)最大的特點就是在確保安全性的基礎(chǔ)上，為用戶提供最大的可用性。其容錯功能使得系統(tǒng)中任何一個部件發(fā)生故障，均不影響系統(tǒng)的正常運行。

2 系統(tǒng)硬件與軟件介紹

2.1 系統(tǒng)硬件介紹

H51q系列采用標準的模塊化結(jié)構(gòu)，由5單元高的19英寸機架及最多16個4單元高的19英寸I/O子機架組成，中央機架包括中央單元、接口、通訊模塊、監(jiān)視、電源模塊等。

本控制系統(tǒng)供電由兩路220V交流電源組成，一路市電電源，一路UPS電源，兩路電源分別進入電源模塊，將220V交流電源轉(zhuǎn)換成24V直流電源。主機架上的3塊F7126模塊將24V DC轉(zhuǎn)換成5V DC互相冗余為卡件和機籠供電。F7131為電源監(jiān)視模塊，能實時監(jiān)控3塊F7126模塊工作情況。

F8652X中央模塊是整個控制系統(tǒng)的核心，通過網(wǎng)絡(luò)與操作站、工程師站相連，接收工程師站發(fā)出的管理信息，并向操作站傳遞工藝裝置的特性數(shù)據(jù)和采集到的實時數(shù)據(jù)。它可以自動完成數(shù)據(jù)采集、信息處理、控制運算等各項功能。并可以實時診斷系統(tǒng)故障，并在顯示窗顯示報警。

2.2 軟件系統(tǒng)介紹

HIQuad H51q系統(tǒng)所采用的是ELOPⅡV5.1編程軟件。編程步驟與大多數(shù)的控制系統(tǒng)一樣，進行建點、對邏輯進行組態(tài)、SOE的記錄、與上位機通訊、操作員畫面的繪制等

該系統(tǒng)采用分類的樹狀結(jié)構(gòu)管理組態(tài)信息，使用戶能清晰把握系統(tǒng)的組態(tài)狀況。為系統(tǒng)組態(tài)總體畫面，通過組態(tài)工具，可以對各I/O點、邏輯、通訊、事件記錄、系統(tǒng)監(jiān)控等進行具體設(shè)置。在卡件列表，選擇自己需要組態(tài)的卡件，可以通過拖拽的方式把卡件拖到上面的各個機架上，完成對主機架、I/O子機架的組態(tài)。如果控制系統(tǒng)出現(xiàn)系統(tǒng)報警，可在頁面上通過各個卡件對應(yīng)指示燈的顏色進行查看，紅色為硬件報警，綠色為正常運行。在故障診斷畫面，可以清晰地看見整個控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。如果某個卡件出現(xiàn)故障，那么就會出現(xiàn)紅色報警指示。

3 系統(tǒng)維護注意事項

3.1 控制系統(tǒng)投用前檢查

在磺酸鹽裝置投入運行前，對整個控制系統(tǒng)進行全面的檢查，具體內(nèi)容如下：

3.1.1 確認外部供電是否平穩(wěn)，如果電壓不穩(wěn)不要上電。

3.1.2 測試外部供電電壓是否符合198V-242V要求。

3.1.3 上電后對I/O卡件故障報警、交換機和網(wǎng)絡(luò)檢查，對供電電壓測試。

3.1.4 檢查DCS每個機籠的5V、24V電壓，如低于5V、24V則不正常。

3.2 日常巡檢事項：

3.2.1 控制站CU指示等顯示是否異常（顯示窗上是否有報警）。

3.2.2 進入監(jiān)控“系統(tǒng)硬件”畫面查看是否有卡件運行故障提示。

3.2.3 檢查系統(tǒng)供電是否正常。

3.2.4 檢查控制站電源風扇是否運行，交換機指示燈是否正常。

3.3 典型故障分析

系統(tǒng)硬件報警。故障發(fā)生后，主要做如下檢查：

“系統(tǒng)硬件報警”是一個綜合報警，是作為一個DI點，進入系統(tǒng)，它是由1#電源運行狀態(tài)、2#電源運行狀態(tài)、交換機運行狀態(tài)、主機架供電狀態(tài)、I/O機架供電狀態(tài)、溫控器高于設(shè)定溫度輸出、風扇運行狀態(tài)等7個報警點，串連成一個DI接入系統(tǒng)。每對硬件報警點在系統(tǒng)正常工作時都為常閉狀態(tài)，依次檢查每對報警點后，發(fā)現(xiàn)兩個端子為常開則是故障點，相應(yīng)排除。

在故障診斷畫面，發(fā)現(xiàn)所有指示燈均為綠色。確認恢復正常。

3.4 下裝組態(tài)注意事項

組態(tài)修改后，程序需要從工程師站下裝到CU，應(yīng)注意以下問題：對組態(tài)進行卡件級別的修改、增加通訊點、系統(tǒng)變量的位置進行修改、基本通訊地址進行修改等都只能DOWNLOAD而不能RELOAD,有可能引起輸出的變化或者重置，造成裝置停車，所以下裝時需要慎重。最好是在裝置停工時再進行組態(tài)的修改與下裝。

4 結(jié)語

安全儀表系統(tǒng)對生產(chǎn)裝置或設(shè)備可能發(fā)生的危險或不采取緊急措施將繼續(xù)惡化的狀態(tài)進行及時響應(yīng)，使其進入一個預定義的安全停車工況，從而使危險和損失降到最低程度，保證生產(chǎn)、設(shè)備、環(huán)境和人員安全。安全儀表系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用，實現(xiàn)了高安全性和高可用性的結(jié)合。另外，系統(tǒng)還具備充分的容錯能力，同時在設(shè)計上充分考慮了風險分散的因素，非常好的滿足了安全防護和連續(xù)運行的需求。

[1]何衍慶，俞金壽.集散控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用[M].2版.北京：化學工業(yè)出版社，2002(10)：120-125.

[2]陸德民.石油化工自動控制設(shè)計手冊[M].3版.北京：化學工業(yè)出版社，2000(1)：162-297.