1 引言 ESD是英文Emergency Shutdown Device緊急停車系統(tǒng)的縮寫。這種專用的安全保護(hù)系統(tǒng)是90年代發(fā)展起來的，以它的高可靠性和靈活性而受到一致好評(píng)和廣泛應(yīng)用。 ESD緊急停車系統(tǒng)按照安全獨(dú)立原則要求，獨(dú)立于DCS集散控制系統(tǒng)，其安全級(jí)別高于DCS。在正常情況下，ESD系統(tǒng)是處于靜態(tài)的，不需要人為干預(yù)。作為安全保護(hù)系統(tǒng)，凌駕于生產(chǎn)過程控制之上，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測裝置的安全性。只有當(dāng)生產(chǎn)裝置出現(xiàn)緊急情況時(shí)，不需要經(jīng)過DCS系統(tǒng)，而直接由ESD發(fā)出保護(hù)聯(lián)鎖信號(hào)，對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行安全保護(hù)，避免危險(xiǎn)擴(kuò)散造成巨大損失。具有關(guān)資料，當(dāng)人在危險(xiǎn)時(shí)刻的判斷和操作往往是滯后的、不可靠的，當(dāng)操作人員面臨生命危險(xiǎn)時(shí)，要在60s內(nèi)作出反應(yīng)，錯(cuò)誤決策的概率高達(dá)99.9%。因此設(shè)置獨(dú)立于控制系統(tǒng)的安全聯(lián)鎖是十分有必要的，這是作好安全生產(chǎn)的重要準(zhǔn)則。該動(dòng)則動(dòng)，不該動(dòng)則靜，這是ESD系統(tǒng)的一個(gè)顯著特點(diǎn)。 　　ESD 系統(tǒng)和 DCS 系統(tǒng)雖然獨(dú)立完成不同的功能,但服務(wù)的對(duì)象卻是同一套裝置,兩者之間需要也應(yīng)該建立數(shù)據(jù)聯(lián)系,特別是 ESD系統(tǒng),其動(dòng)作條件、連鎖結(jié)果、保護(hù)措施等都需要在上位機(jī)通過各種方式在線監(jiān)視。但實(shí)際情況是,早期的系統(tǒng)：DCS作為生產(chǎn)過程控制系統(tǒng),ESD作為安全保護(hù)系統(tǒng),兩者往往采用不同廠商,不同類型的設(shè)備,由于各種各樣的原因,兩者的通信問題得不到很好的解決。對(duì)于這樣的一類系統(tǒng),要想在線監(jiān)視并按順序記錄聯(lián)鎖與ESD有關(guān)聯(lián)的設(shè)備狀態(tài)、事件順序，就需要通過建立和ESD系統(tǒng)的通訊,快速獲取ESD設(shè)備的數(shù)據(jù)信息并按事件順序記錄方式加以處理,從而實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控及故障追憶的功能。 　　 在石化等工業(yè)企業(yè)的重要裝置,例如催化、焦化、加氫等系統(tǒng)都獨(dú)立設(shè)置ESD系統(tǒng),其必要性在于降低控制功能和安全功能同時(shí)失效的概率，當(dāng)維護(hù)DCS部分故障時(shí)也不會(huì)危及安全保護(hù)系統(tǒng)。 　　對(duì)于大型裝置或旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備而言，緊急停車系統(tǒng)響應(yīng)速度越快越好。這有利于保護(hù)設(shè)備，避免事故擴(kuò)大；并有利于分辨事故原因記錄。而DCS處理大量過程監(jiān)測信息，因此其響應(yīng)速度難以作得很快；DCS系統(tǒng)是過程控制系統(tǒng)，是動(dòng)態(tài)的，需要人工頻繁的干預(yù)，而且DCS操作界面主要是面對(duì)操作員的,這有可能引起人為誤動(dòng)作；而ESD是靜態(tài)的，不需要人為干預(yù)，這樣設(shè)置ESD可以避免人為誤動(dòng)作。 2 系統(tǒng)分析 北京戴安自動(dòng)化設(shè)備有限公司承接中石化某煉油廠ESD在線監(jiān)視及診斷系統(tǒng)集成工程。廠方催化裂化裝置的控制系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成：裝置過程控制HONEYWELL公司的TDC3000、裝置自保AB公司的PLC5/20和機(jī)組控制系統(tǒng)FSC。其中PLC5/20和FSC都是緊急停車系統(tǒng)，以確保工藝生產(chǎn)安全和人身設(shè)備安全。但由于三套系統(tǒng)相互獨(dú)立，在出現(xiàn)聯(lián)鎖停車時(shí)，無法及時(shí)查找到第一故障點(diǎn)，不利于故障處理，因此增加了一套上位監(jiān)控系統(tǒng)。 　　催化裂化裝置除了TDC3000系統(tǒng)用于過程控制外，裝置自保采用的是AB公司的PLC5/20，機(jī)組控制系統(tǒng)采用FSC系統(tǒng)， FSC系統(tǒng)在應(yīng)用的初期，由于各種原因造成硬件故障頻繁，造成機(jī)組非計(jì)劃停車，因此增加了一套PLC5/20作為FSC系統(tǒng)的后備，輸入和輸出通過繼電器板進(jìn)行隔離和切換。在正常運(yùn)行時(shí)，PLC5/20的輸出不到現(xiàn)場設(shè)備，只有當(dāng)FSC系統(tǒng)有硬件報(bào)警時(shí)，PLC5/20的輸出到達(dá)現(xiàn)場設(shè)備，以起到后備作用。 　催化裂化裝置的裝置自保與主風(fēng)機(jī)M101的聯(lián)鎖存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，工藝邏輯圖見圖1。 即當(dāng)裝置聯(lián)鎖動(dòng)作時(shí)，帶動(dòng)M101安全運(yùn)行；而M101安全運(yùn)行或聯(lián)鎖停車也會(huì)帶動(dòng)裝置自保動(dòng)作，由于兩套系統(tǒng)各自獨(dú)立，F(xiàn)SC系統(tǒng)有SOE記錄，通過SOE軟件自動(dòng)將記錄存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)，以便以后按操作員的指令顯示和分析進(jìn)行事件追憶；但裝置自保沒有，同時(shí)裝置自保在設(shè)計(jì)時(shí)為了在各種狀態(tài)下便于工藝操作，設(shè)置了A、B、C三個(gè)操作區(qū)域，參見見圖2。在操作時(shí)存在誤操作的可能。因此一旦發(fā)生聯(lián)鎖停車，可能的第一故障原因有：裝置自保動(dòng)作、機(jī)組聯(lián)鎖動(dòng)作、人為誤操作。 　為了在裝置發(fā)生非正常停車時(shí)，能夠準(zhǔn)確的查找到第一故障點(diǎn)，縮短故障的處理時(shí)間，就設(shè)計(jì)利用兩套ESD系統(tǒng)都有PLC5/20的條件，利用AB公司的RSVIEW32軟件和必要的硬件設(shè)施，將原來兩套相互獨(dú)立的系統(tǒng)采用相同的時(shí)間基準(zhǔn)來采集和記錄實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并按事件順序進(jìn)行記錄，從而實(shí)現(xiàn)類似SOE系統(tǒng)的部分功能，以便于故障分析。 圖1裝置自?！黠L(fēng)機(jī)工藝邏輯圖 圖 2 裝置自保操作區(qū)域 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 　由于裝置已運(yùn)行多年，因此本次的實(shí)施方案要求：原兩套PLC系統(tǒng)的硬件和軟件不作任何修改，只將通信電纜連接上即可，對(duì)系統(tǒng)不會(huì)造成任何影響，在裝置檢修期間完成。 3.1硬件構(gòu)成 　　原ESD系統(tǒng)不變，控制站通過AB總線DH+和插有DH+通訊卡1784-PKT的上位機(jī)聯(lián)接起來，構(gòu)成系統(tǒng)，如圖3所示；具體接線如圖4所示。 圖 3 系統(tǒng)構(gòu)成 圖4 系統(tǒng)接線 3.2軟件說明 　系統(tǒng)軟件通過AB公司上位機(jī)監(jiān)控軟件RSVIEW32完成，RSView32是基于組件集成并用于監(jiān)視和控制自動(dòng)化設(shè)備和過程的人機(jī)界面監(jiān)控軟件。利用RSView32可以廣泛的和AB PLC及任何第三方的PLC建立通訊連接，完成廣闊的監(jiān)控應(yīng)用?？蓪?shí)現(xiàn)以下系統(tǒng)功能： （1）數(shù)據(jù)采集。RSVIEW32軟件包的數(shù)據(jù)庫建立起來方便、快捷,而且數(shù)據(jù)庫可根據(jù)所要采集數(shù)據(jù)的重要型、安全級(jí)別、速度要求分成七個(gè)不同的數(shù)據(jù)區(qū)，每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)的采集速度，前臺(tái)應(yīng)用和后臺(tái)處理的時(shí)間分配可由編程組態(tài)人員設(shè)定，這樣以來，我們就可以將要求采集速度快的現(xiàn)場點(diǎn)，象按鈕觸點(diǎn)信號(hào)這樣的瞬間事件，歸結(jié)在一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)，采集速度可以達(dá)到毫秒級(jí)，而其它模擬量和狀態(tài)開關(guān)類信號(hào)又按不同要求將速度適當(dāng)放寬，這樣一來，即解決了瞬間撲捉要求的速度問題，又有效地分配了計(jì)算機(jī)工作負(fù)荷，一旦現(xiàn)場某一環(huán)節(jié)或某一操作區(qū)發(fā)生了導(dǎo)致停機(jī)的信號(hào)源，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫就有效的記錄下它的原始數(shù)據(jù)，提供給系統(tǒng)其它功能。 （2）設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視。PLC 運(yùn)行狀態(tài)及電氣設(shè)備遙控、故障、運(yùn)行等狀態(tài)信號(hào)在畫面上通過顏色變換進(jìn)行動(dòng)態(tài)地顯示出來。 （3）報(bào)警收集及處理。通過報(bào)警總貌畫面，報(bào)警記錄畫面及監(jiān)測設(shè)備顏色變化等多種方式提示操作人員報(bào)警點(diǎn)、報(bào)警發(fā)生時(shí)間、是否對(duì)報(bào)警進(jìn)行確認(rèn)等功能。通過該功能，監(jiān)控人員就可以通過音響和畫面第一時(shí)間得到故障信息，從而及時(shí)準(zhǔn)確的進(jìn)行處理。 •歷史趨勢記錄 通過歷史趨勢記錄畫面分別對(duì)模擬信號(hào)和事件報(bào)警進(jìn)行趨勢畫面顯示,協(xié)助操作人員通過歷史數(shù)據(jù)分析事故原因,操作指導(dǎo)。 •操作記錄 通過操作記錄畫面記錄、顯示及打印操作人員及系統(tǒng)操作的所有操作事件，操作員記錄可按要求選擇記錄格式，存儲(chǔ)時(shí)間及打印的時(shí)間間隔。 •事件順序記錄 通過事件記錄畫面按時(shí)間順序記錄、顯示及打印所有設(shè)備故障或報(bào)警事件及相關(guān)信息，事件記錄可按要求選擇記錄格式，存儲(chǔ)時(shí)間及打印的時(shí)間間隔。通過該功能，監(jiān)控人員就可以通過發(fā)生事件時(shí)間順序，順藤摸瓜查找第一故障點(diǎn)，從而準(zhǔn)確的進(jìn)行處理。例如，進(jìn)料流量低和反應(yīng)溫度低以及現(xiàn)場操作人員根據(jù)情況都可切斷進(jìn)料，切斷進(jìn)料的順序動(dòng)作就是關(guān)原料油進(jìn)料閥、開原料油返回閥、關(guān)回?zé)捰蜐{進(jìn)料調(diào)節(jié)閥、關(guān)預(yù)提升干氣調(diào)節(jié)閥、關(guān)急冷水調(diào)節(jié)閥、開預(yù)提升蒸汽調(diào)節(jié)閥、關(guān)急冷汽油調(diào)節(jié)閥等動(dòng)作。這樣的聯(lián)鎖反應(yīng)對(duì)生產(chǎn)和設(shè)備影響都很大，通過事件順序記錄，就可以分析出來這樣的聯(lián)鎖反應(yīng)是正常的事故聯(lián)鎖保護(hù)，還是人為的誤操作。聯(lián)鎖保護(hù)是何種原因引起的，從而幫助我們查找原因。 4 結(jié)束語 系統(tǒng)改造后，經(jīng)實(shí)際模擬測試，可通過監(jiān)控系統(tǒng)完成ESD的 在線監(jiān)控及診斷功能.操作員按鈕誤動(dòng)作引起系統(tǒng)停車以及設(shè)備工況原因造成事故停車等都可以通過系統(tǒng)按時(shí)間順序完整的記錄下來，方便事后事件追憶。