海得案例——九江石化催化重整ESD系统

九江石化公司催化重整部分采用的是八十年代投产的年产150万吨的设备，原先的控制系统为单回路的盘装表，比较落后，故障频频，曾多次出现过系统停车，因缺少保护装置，险些酿成压缩机烧毁的事故。公司决定进行设备改造，采用一套ESD系统，用Modicon的Quantum大型冗余PLC做控制，Intellution的iFIX2.6做监控，组成一套可靠性极高的ESD系统，此系统由HITE公司集成。
ESD是英文Emergency Shutdown Device紧急停车系统的缩写。这种专用的安全保护系统是90年代发展起来的，以它的高可靠性和灵活性而受到一致好评。
ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求，独立于主控制系统，其安全级别高于主控制系统。在正常情况下，ESD系统是处于静态的，不需要人为干预。作为安全保护系统，凌驾于生产过程控制之上，实时在线监测装置的安全性。只有当生产装置出现紧急情况时，不需要经过主控制系统，而直接由ESD发出保护联锁信号，对现场设备进行安全保护，避免危险扩散造成巨大损失。具有关资料，当人在危险时刻的判断和操作往往是滞后的、不可靠的，当操作人员面临生命危险时，要在60s内作出反应，错误决策的概率高达99.9%。因此设置独立于控制系统的安全联锁是十分有必要的，这是作好安全生产的重要准则。该动则动，不该动则不动，这是ESD系统的一个显著特点。

系统特点：
为取得高的可靠性，在此次控制系统方案中，我们采用了全冗余方案，即主机双CPU热备、通讯网络冗余等。

主要技术参数：
PLC采用了远程I/O，使用同轴电缆，网络距离可达4.5Km，最多可挂接31个远程站，传输速率达到1.544Mbit/s；PLC到上位监控机采用Modbus Plus协议，使用双绞线，这是一个总线型令牌传递网络，以1Mbit/s速率通讯，使用双绞线，传输距离可达1.8Km，如使用双绞线中继器或光纤传输距离可达13.5Km；为了能使DCS中显示ESD采集到的数据，运用了Modbus协议，Modbus是一主/从协议，传输速率9600bit/s，是一种受到300多家工业产品供应商支持的工业标准，任何计算机的串口都支持在线编程或数据采集应用，在主控制系统ROSEMOUNT Deltiv中安装I/O driver后，即采集到了实时数据。
为了提高系统的可靠性采用了双电缆的远程I/O，使系统免受电缆断裂中断通讯的危险；控制器实行热备，采用冗余控制器CHS选件，可以在元件发生故障和电源中断时，备用处理器能够以完全无间隙方式替代主控制器，承担I/O链路的无扰动后备控制，通过光纤CHS链路的程序传输，主控制器和备用控制器的分隔距离最大可达1Km。

主要功能：
1．操作层
操作层是以1台装有iFIX软件包的工控机和1台HP打印机组成操作员/工程师站，通过MODICON专用网卡SA85与PLC的MODBUS PLUS接口相接，实现信息共享。操作员站可完成包括操作和监视、归档与信息记录、趋势与报警等功能，授予不同的权限，同时完成工程师站的组态调整等功能。
2． 过程层
根据工艺要求，本控制方案将控制系统过程层分成两部分：一部分为主控制器站，通过 NOM模块上的MODBUS PLUS接口与上位机相连，同时通过MODBUS接口完成与主控制系统间的数据通讯；另一部分由RIO通讯模块及相应卡件组成2套远程I/O站，和主控制站之间构成冗余远程I/O高速网通信。
现场信号中，DI，AI点通过相应的隔离栅（一分二），送入不同的远程I/O站（其中电阻体信号经多用温变送入PLC）；DO点同时经两个不同远程I/O站卡件，送入同一输出继电器连现场或MCC，实现卡件的冗余。