基于SUPCON的制氧機組控制系統(tǒng)優(yōu)化設計

馬春霞

(山信軟件股份有限公司 萊蕪自動化分公司，山東　萊蕪　271104)

0　引言

萊鋼天元氣體公司6#制氧機組由空壓機、增壓機、空分系統(tǒng)、氮壓機等幾大部分組成。機組控制系統(tǒng)采用浙大中控SUPCON JX-300X DCS控制系統(tǒng)，自2003年7月投運以來，經過12年的現(xiàn)場使用，該控制系統(tǒng)設備老化、技術落后的弊端不斷顯現(xiàn)出來，自動控制系統(tǒng)故障呈逐年上升趨勢，給整個制氧機組的穩(wěn)定運行帶來隱患。為此，本文對其故障原因進行分析，并提出了優(yōu)化設計方案。

1　現(xiàn)狀分析

通過對制氧機組自動控制系統(tǒng)故障原因進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)主要有以下因素：

(1) 硬件老化。個別模塊性能不穩(wěn)造成多次停車事故發(fā)生，部分I/O模塊型號備件已經用完，并且備件已經停產，而新的I/O模塊編程軟件無法識別。

(2) 軟件版本低。編程軟件和畫面監(jiān)控軟件版本太低，ES站和OS站畫面趨勢不同步，報警時間ES站和OS站存在差異，廠家技術人員檢查后，也沒有有效的方法解決這些問題。

(3) 控制柜數(shù)量少。天元公司近幾年進行的設備改造(如增加冷凍機等項目)已用完了AI、RTD、DI備用通道，且由于機柜限制，無法擴展,再有需求點增加，將無法實現(xiàn)。

(4) 柜內接線亂。由于當時施工質量較差、選用的信號線纜不合適等原因，使得端子排接線非常凌亂、手寫的線號也標識不清，加上后來不斷的增加控制點擴容，導致柜內線路非常擁擠且紊亂，給維護工作帶來嚴重不便和困難。

2　對策制定及實施

基于現(xiàn)狀分析，需要對原有控制系統(tǒng)進行升級優(yōu)化。經過多年運行，現(xiàn)場操作人員已經熟悉浙大中控公司的監(jiān)控畫面、工藝過程和生產過程中的操作控制，為了減少操作人員再次熟悉適應其他監(jiān)控系統(tǒng)的繁瑣過程，改造所選硬件采用浙江中控公司最新推出的升級產品SUPCON JX-300XP DCS控制系統(tǒng)，控制程序組態(tài)和監(jiān)控畫面組態(tài)采用與之配套的編程軟件AdvanTrol-Pro V2.65。硬件配置示意圖如圖1所示。

圖1　硬件配置示意圖

具體實施措施如下：

(1) 重新設計安裝控制柜。拆除現(xiàn)有3個控制柜，并將盤內的現(xiàn)有硬件及線路拆除，只保留儀控和電氣進線并做好線號標識；重新安裝新的控制柜，為滿足硬件安裝和接線要求，本次改造增加一個控制柜，增加后共有4個現(xiàn)場控制柜。

(2) 對原有程序和畫面進行優(yōu)化升級。根據(jù)工藝I/O點數(shù)控制需求，由中控公司負責進行硬件I/O分布圖設計及接線圖設計，I/O通道保留10%～15%的冗余量。控制程序和監(jiān)控畫面保持原功能。

(3) 升級上位機系統(tǒng)。主控室設3臺上位機，一臺ES(工程師站)，另兩臺為OS(操作員站)。上位機采用目前DELL系列主流配置計算機，操作系統(tǒng)采用中文Windows 7。操作臺仍用原操作臺，保留專用操作鍵盤。

(4) 硬件測試。對硬件系統(tǒng)進行上電測試、通訊調試、程序下裝、靜態(tài)I/O點調試和動態(tài)調試。動態(tài)調試包括閥門動作調試、儀控設備聯(lián)鎖報警調試和與電氣設備聯(lián)鎖調試。

3　鞏固措施

(1) 統(tǒng)計分析現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與原監(jiān)控系統(tǒng)之間的差異并與操作人員進行交流，以保證投入使用順利?，F(xiàn)操作系統(tǒng)具有以下特點：①現(xiàn)操作系統(tǒng)需要操作員先登錄后才能對設備進行操作，提高了生產過程的安全性；②現(xiàn)操作系統(tǒng)增加了單獨趨勢模塊，可查看較早時間趨勢，大大方便了操作人員對工況進行分析，對設備進行操作，并優(yōu)化了設備運行狀態(tài)；③現(xiàn)操作系統(tǒng)新增了單獨報警模塊，可查看現(xiàn)有報警，并可通過時間設定查看某一時間段內報警，較原有系統(tǒng)更加方便快捷。

(2) 天元公司對3#～6#制氧機組進行集中監(jiān)控改造，需要將相關機組監(jiān)控上位機移至中央監(jiān)控室，6#DCS改造后的網(wǎng)絡通訊部件采用兩臺16口機架式中控交換機，通訊方式是A、B網(wǎng)雙冗余。6#DCS室與中央監(jiān)控室之間的距離超過了網(wǎng)線正常傳輸信號的長度，為了保證傳輸信號的穩(wěn)定和速率，采用光纖傳輸信號，兩邊采用青島光盈光電轉換器轉換信號。由于浙大中控監(jiān)控系統(tǒng)與其他機組監(jiān)控系統(tǒng)存在差異性，為保證A、B雙網(wǎng)的獨立性，在集中監(jiān)控通訊柜中單獨使用兩臺交換機進行上位機與上行設備之間的通訊。

4　結語

控制系統(tǒng)經過改造后，操作更加方便靈活，系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和可靠性大大增強，消除了重大安全隱患。另外，硬件設備的備件貨源充足，有利于今后的升級換代。

參考文獻：

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