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复杂控制在三重化机组综合控制系统中成功应用 时间:2011年09月02日 字 体: 大 中 小 关键词:控制系统联锁输出控制调速控制调速系统诊断功能 摘要：三重化冗余机组综合控制系统，就是所有重要电路都实现三重化或物理三重化并且具备冗余功能，安全等级必须具备TUV 6级或SIL-3级认证。它克服了以往分散控制系统的缺点，把机组的各个控制部分，包括：机组联锁ESD、SOE事件顺序记录、机组控制PID(例如：防喘振控制、调速控制等)及常规指示记录功能，故障诊断功能等完美地结合在一起，集成为一套机组综合控制系统。由于它的组态及编程功能强大，才使得复杂控制在三重化冗余综合控制系统中得到成功应用，并在石油、化工、冶金等大型机组综合控制中得到广泛应用。关键词：三重化；冗余；安全等级；机组综合控制；复杂控制；应用0、引言　　大型机组在生产过程中起到心脏的作用，为此许多厂家对生产装置大型机组重要性的认识，逐年提高。为避免事故的发生，多数厂家已经采用三重化冗余综合控制系统。目前在石油、化工、冶金等应用广泛的大型机组综合控制系统，有ICS Triplex控制系统TMR、CCC控制系统TMR、Tricon控制系统TMR、Woodward MicroNet?控制系统TMR、GE GMR控制系统等综合控制系统。机组综合控制系统包括：机组联锁ESD、SOE事件顺序记录、机组控制PID(例如：防喘振控制及调速控制等)及常规指示记录功能、故障诊断功能，为了让大家了解，复杂控制在三重化冗余机组综合控制系统中的成功应用，首先介绍三重化冗余综合控制系统概念。1、三重化冗余综合控制系统概念　　三重化模块冗余-TMR：系统采用三重化技术，就是说：所有重要电路都实现三重化，三重化的每个部分是独立的，但三个部分的功能又完全相同。三重化电路的输出信号在成为系统输出之前，经过一个三取二的表决芯片。当三个电路中有一路发生故障，输出错误信号，经过三取二表决后该错误信号被屏蔽掉，系统仍然输出正确的信号（电压、电流或开关状态）。系统不会因为内部故障而对过程产生影响。　　冗余：系统能在线更换模块是三重化技术的必然要求。在线更换必须达到冗余要求，就是在不中断系统正常运行的条件下，系统自动将发生故障模块（主），切换到备用模块，实现冗余功能。控制权交给备用模块之后，发生故障的模块可以在线拔出，对故障模块进行维护。　　机组综合控制系统包括：机组联锁ESD、SOE事件顺序记录、机组控制PID(例如：防喘振控制及调速控制等)及常规指示记录功能、故障诊断功能。2、安全系统标准　　IEC61508 是一个有关工业安全系统的国际标准。它涉及电子、电路以及可编程电子系统，涵盖硬件和软件两个方面。　　德国TUV 标准和国际电工委员会IEC 61508 标准的对应关系 　　三重化冗余综合控制系统必须具备TUV 6级或SIL-3级认证，就是说：当系统中出现一个或者多个故障时，系统能正常运行，同时故障模块能够在线更换。如果故障超出了系统的容错能力，则系统将按照预先的设定，转为失效－安全模式，确保用户生产装置和设备的安全。这种设计适用于高可靠性、高可用度以及对系统在线时间要求很高的应用场合，例如：石油、化工、冶金等大型机组综合控制系统应用场合。3、常用综合控制系统比较　　价格：　　ICS Triplex控制系统最高、CCC控制系统、Woodward MicroNet?控制系统、Tricon控制系统、GE GMR控制系统最低。　　SOE时间：　　ICS Triplex控制系统为1毫秒，CCC控制系统为一个扫描周期（50毫秒内），Woodward MicroNet?控制系统最快5毫秒，Tricon控制系统为一个扫描周期（50毫秒内），GE GMR控制系统为一个扫描周期（40毫秒内）。　　三重化实现：　　ICS Triplex控制系统、CCC控制系统、Tricon控制系统为单卡内部实现三重化。Woodward MicroNet?控制系统、GE GMR控制系统为外部硬件实现三重化。4、复杂控制在三重化机组综合控制系统应用实例　　复杂控制在三重化冗余综合控制系统中成功应用，实例以Tricon综合控系统为例。4.1、镇海重整C702机组，压力三分程、防喘振、调速及递推综合控制4.1.1、V701罐压力PIC7003输出三分程控制递推控制　　　　调节器为＂正＂作用　　PIC7003调节器输出0~100%分成三部分　　* 0~30%低选分程后控制一段回流阀　　将0~30%转换成0~100%，输出至手操器HIC－7012，手操器HIC－7012输出与PIC7005输出的50~100%转换成0~100%反向，低选输出，再与防喘