DCS第8章集散控制系统原理及其应用[张德泉主编][电子教案].ppt

第8章 紧急停车系统 知识点： ●掌握紧急停车系统的基本概念 ●了解紧急停车系统两种类型的技术特点 ●了解国际主要通用安全标准 ●了解安全系统的常用指标及术语 ●了解安全系统的基本设计原则及适用场合 ●了解HIMA冗余控制器的构成及工作原理 ●结合实例理解HIMA紧急停车系统在生产装置中的应用 技能点： ●能够使用ELOPII组态软件进行系统的硬件及逻辑组态 ●能够根据中央处理器卡件视窗上的错误代码判断故障原因 ●在实际应用中能够进行工程量程的转换及信号超量程值的切除 8.1 紧急停车系统的基本概念 8.1.1 紧急停车系统的类型和特点 1. 紧急停车系统的类型 2. 紧急停车系统的特点 8.1.3 安全系统的常用指标 8.1.4 安全系统应用的场合 8.2 冗余控制器 8.2.3 冗余控制器的特点 8.3 ESD在工业生产装置上的应用 8.3.3 主要控制方案及其组态 本章小节 ?本章以HIMA的ESD系统为例，主要介绍了设置ESD系统的目的和作用，对主要的控制器冗余结构进行了重点描述，并结合乙烯装置的应用，叙述了ESD系统硬件、软件组态，介绍了主要的控制方案。 思考题与习题 1.紧急停车系统的定义是什么？ 2.试比较两类紧急停车系统的优劣。 3.紧急停车系统有哪些特点？ 4.简述ESD系统主要的通用安全标准，并进行比较。 5.试说明“3-2-1-0”和“3-2-0”的含义？ 6.安全仪表系统有哪些设计原则？ 7.以HIMA ESD系统为例，说明中央处理器单元的冗余结构和工作原理。 8.简述HIMA ESD系统工作站的功能特性，说明HIMA ESD系统的主要的I/O卡件及性能。 8.3.1 工艺简介 ?乙烯装置可分为七个单元。10号单元为原料预热单元，是将界区外的不同原料经过缓冲罐脱除水和杂质，以便降低原料变化对下游生产的影响。20号单元为裂解炉单元。裂解炉区共有5台裂解炉，在不同通道都可以同时裂解两种原料，并且裂解炉的每一通道在其他组进行裂解操作时都可以进行在线蒸汽清焦，具有裂解原料分配灵活性的特点。 ?将来自预热单元的裂解炉原料通过流量控制进入裂解炉对流段与烟道气换热后，与来自稀释蒸汽发生系统的稀释蒸汽按一定比例混合再换热后，经文丘里管被平行分成8通道进入裂解炉辐射段，在辐射室固定热值的条件下，通过辐射炉管的出口温度来控制进料流量以保证期望的裂解深度。30号单元为急冷单元。急冷单元主要包括急冷油、急冷水和稀释蒸汽系统。将来自裂解炉单元急冷后的裂解气冷却，脱除裂解焦油、焦炭颗粒；在急冷水塔内直接与塔中部和顶部的循环急冷水接触冷却，最大限度的回收热量。40号单元为压缩碱洗单元，用来提高裂解气的压力，脱除裂解气中的二氧化碳和硫化氢。50号单元为冷热分单元。 ?高压脱丙烷塔脱除来自裂解气压缩机三段出口裂解气中的C4和较重组分，低压脱丙烷塔将来自高压脱丙烷塔底产品中的C3和C4进行最终分离。脱甲烷汽提塔汽提出甲烷及更轻的组分，在脱除甲烷、氢气过程中设置了冷箱。脱乙烷塔侧线采出丙烯产品。60号单元为乙烯分离及制冷单元。乙烯压缩机是一个开式“A”型热泵，即乙烯产品连续进入系统同时乙烯产品连续送出。丙烯制冷系统是一个闭路系统。为分离系统提供-42℃、-15℃、7℃三个温位等级的冷剂。70号单元为公用单元，主要包括各种等级的蒸汽系统、循环水系统、化学品注入系统、空气系统等。 ?乙烯装置共有五台裂解炉，联锁控制逻辑比较复杂。主要的联锁条件有烃进料流量低低值联锁停车、稀释蒸汽流量低低值联锁停车、高压汽包液位高高值、低低值联锁停车、燃料气压力高高值、低低值联锁停车等。但在开车时烃的进料量为零，此时不能触发联锁停车系统。主要介绍开车时烃加料量为零旁通联锁的逻辑及组态方法。 8.3.2 系统配置 图8.7 乙烯装置ESD系统配置图 1.主要控制方案 2.实际应用中几个具体问题的处理 (1)工程量程之间的转换 (2)超量程值的切除 * 第8章 紧急停车系统 * 学习目标 学习目标 ?当工艺过程某些变量发生异常时，由控制系统指令工艺过程紧急地安全地停止生产，以免造成巨大财产损失和人员伤亡事故。装置在运行过程中，安全仪表系统时刻监视工艺过程的状态，判断危险条件，并在危险出现时适当动作，以防止危险的发生。工艺过程的控制系统可分为基本过程控制系统和安全仪表系统。基本过程控制系统是主动的、动态的，安全仪表系统是被动的、静态的。当危险情况出现时，安全仪表系统必须能够由静到动，正确地完成停车动作。 图8.1 双重化冗余结构的ESD系统 CPU-中央处理器模件；COM-通信模件；MEM-存储器模件；WD-看门狗模件； VBD-垂直总线驱动器；D