五、安全控制系統(tǒng)項目實例
　　5.1項目概述
　　新昌源化工江蘇有限公司20萬噸／年粗苯加氫ESD系統(tǒng)項目的實施周期為2009年10月至2010年4月。設置此安全控制系統(tǒng)的目的是為了保障粗苯加氫裝置的安全生產(chǎn)，降低惡性事故的發(fā)生概率，減少計劃外停車，避免重大人身傷害、設備損壞和經(jīng)濟損失的事故發(fā)生。為此，在主控室配備了獨立于過程控系統(tǒng)DCS的兩臺互為備用的ESD操作站(其中一臺兼作工程師站)，以及ESD專用報警打印機一臺。
　　5.2系統(tǒng)配置
　　本ESD使用的是西門子SIMATICS7-4OOF/H系統(tǒng)，它是以冗余及容錯技術為基礎的故障安全控制系統(tǒng)。一旦工藝上的安全聯(lián)鎖條件具備或者任何系統(tǒng)內部故障發(fā)生時S7-400F/H就立即進入一種安全工作狀態(tài)，即保持在一種安全工作模式上，從而保證操作人員、設備、環(huán)境和生產(chǎn)過程處于安全狀態(tài)。
　　S7-400F/H提供了全系統(tǒng)的冗余，包括CPU、可帶電插拔的故障安全專用1/O卡件、通訊模塊、電源和網(wǎng)絡。
　　S7-400F/H控制站型號為AS414-F/H套件，它是由兩套中央控制器組成，且內置有冗余模塊，通過兩個光纖通訊口互相連接。在系統(tǒng)正常運行過程中，當某個中央控制器出現(xiàn)故障時，另一個中央控制器自動接管所有工作，保證系統(tǒng)繼續(xù)正常運行。
　　作為一個整套的安全控制系統(tǒng)解決方案，輸入輸出信號卡件也選用了西門子ET-200M故障安全專用I/O卡件，其所有卡件具有帶電熱插拔功能。可靠性高、組態(tài)靈活、使用方便，具有很好的在線維護性?？刂普究赏ㄟ^基于Profibus-DP通訊協(xié)議的Profi-Safe網(wǎng)絡與其連接。
　　電源冗余由系統(tǒng)供電和現(xiàn)場設備供電兩方面組成。控制站通過系統(tǒng)配置的雙冗余電源供電(每塊CPU均配備兩個電源模塊，可根據(jù)安全要求分別接人兩路電源如：一路UPS，一路市電)。且當其中某一電源發(fā)生故障時，不必停機就可更換備用電源。對于現(xiàn)場設備而言，本系統(tǒng)選用的西門子SITOP直流電源也采用了冗余設計，允許兩個直流電源并聯(lián)使用，將所有配置的直流電源并聯(lián)后再通過ET200M分布式I/0模件向現(xiàn)場供電。在系統(tǒng)運行過程中，當其中某一臺直流電源發(fā)生故障時，并聯(lián)的直流電源還能保證足夠的功率輸出，也不會影響備件更換。
　　控制站與上位機的通訊使用了冗余的以太網(wǎng)，兩個操作站分別通過兩個赫斯曼工業(yè)交換機與兩個CPU套件上的以太網(wǎng)模塊相連接，確保了通訊的萬無一失。
　　5.3系統(tǒng)組態(tài)和編程
　　ESD系統(tǒng)配置的工程師站對整個S7-400F/H系統(tǒng)進行組態(tài)。其操作系統(tǒng)采用WindowsXP，并且采用了集成的全局數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)一的組態(tài)工具。這個組態(tài)工具就是SIMATIC程序管理器，它采用了現(xiàn)代化的軟件體系結構，對項目進行管理、處理、歸檔和建立文件。在軟件開發(fā)方面，采用了面向對象的技術。在項目管理上，以系統(tǒng)硬件和工藝過程兩個不同的視角，同時進行管理。在SIMATIC程序管理器下，有多種組態(tài)工具可以使用，無論采用何種組態(tài)工具，生成的組態(tài)數(shù)據(jù)都自動存到同一的數(shù)據(jù)庫中。
　　本項目采用了西門子STEP7軟件平臺，編程語言工具為CFC(ContinuousFunctionChart連續(xù)功能圖)和西門子F-Library軟件功能庫。CFC是一種簡潔的圖形組態(tài)工具，基于IEC-1131標準。使用CFC有助于節(jié)省時間費用，同時大大簡化了系統(tǒng)的組態(tài)和維護。用CFC進行組態(tài)時是以功能塊為基礎的，系統(tǒng)配置了很多預編程的功能塊。這些功能塊以庫的形式體現(xiàn)。每個功能塊都有一個參數(shù)表，可根據(jù)實際工藝要求選擇不同的參數(shù)。功能塊在CFC中的連接直接用鼠標點接。每個CFC由6頁組成。功能塊之間的連接可以在不同的CFC之間不同的頁面上進行，連接標記由系統(tǒng)自動標出。因此，采用CFC可以完成很復雜的大型控制任務。對于本項目來說，尤其適用于安全控制系統(tǒng)的編程，并且F-Library軟件功能庫需與CFC搭配使用。
　　上位機組態(tài)軟件使用的是英維思WonderwareIntouch9.5版，通訊方式為OPC連接。Intouch使用較為廣泛，且成熟可靠，無論對于系統(tǒng)開發(fā)人員，工廠使用人員和維護人員來說，都具有相當?shù)目刹僮餍院涂删S護性。在實際使用過程中確實也表現(xiàn)不錯。
　　六、小結
　　現(xiàn)今國家大力提倡節(jié)能減排和安全生產(chǎn)的觀念，對于安全控制系統(tǒng)來說，由于其結合了當下較為先進的自動化控制技術、故障診斷技術和軟件技術，且具有可靠性高、操作簡單、維護方便的特點，真正為工廠的安全生產(chǎn)提供了保障，進而也促進了節(jié)能減排的工作進展，為社會的和諧發(fā)展做出了貢獻。
?