基于PLC-5的热备系统在石化公司的应用

罗克韦尔自动化帮助中国石化广州分公司进行系统改造,相对于采用全新的控制系统,节省了设备投资,有效保护了用户原有的资产。

背景

中国石化广州分公司作为我国南方石化产业的领军企业,占有广东30%以上的石化市场份额。该公司的产品主要销往南方各省市,并出口香港、澳门以及东南亚地区。2001年,中国石化广州分公司销售额为15亿美元,原油加工量为638万吨,乙烯产量17万吨。

中国石化广州分公司有45家主要的分厂,包括30家精炼厂。原油加工能力为每年770万吨,深加工能力为每年650万吨,乙烯产量为每年15万吨。

该公司生产超过60种的石化产品,包括汽油、柴油、航空燃油、石脑油、重油、溶油、液化石油气、沥青、石油焦、硫磺、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、丁二烯、丙丁烷、乙烷和煤气。同时,他们还生产三种,近160个不同等级的固态塑料原料,包括聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯。

挑战

随着经济的迅速发展,我国已经成为世界上最大的汽油及石化产品消费国之一。我国的石化工业将在未来一段时间里持续、高速发展,以满足国民经济的发展需要。

我国已经于2002年加入WTO,随着市场开放程度的加大,我国石化市场的竞争将会加剧。国际市场原油价格的波动将会给石化企业带来很大的影响。为了保持竞争力,中国石化广州分公司希望通过降低生产成本、提高效率,将产品保持在较低的价格水平。

为了提高资产使用效率、减少备件费用,中国石化广州分公司希望能够对他们已经使用了13年的PLC-3热备系统进行升级。

虽然PLC-3可编程控制器是极其可靠的控制平台,但是已经停产,它的相关备件很难在市场上买到,其维护成本也较高。向后兼容也是成为一个严重的问题,原有控制系统监控平台使用IBM386兼容机,并运行于DOS操作系统下,显然已经太落伍了。用户希望采用最先进的人机界面系统代替原有的监控平台。

为了节省投资、减少停机时间,整个改造项目要求开销最小,系统停产时间最短。也就是说,要求新系统必须无缝地与现有系统融合在一起,不得出现半点差错,同时还要便于操作和维护。

解决方案

整个改造项目的关键问题在于Allen-Bradley系列PLC的向后兼容问题。一些自动化厂商建议更换整个控制系统,而罗克韦尔自动化从帮助用户节省投资的角度出发,建议只更换PLC处理器,保留现有的I/O模块。相对于更换整个控制系统,罗克韦尔自动化的升级方案仅需要前者1/3的投资。

改造方案包括用全新的PLC-5/40热备系统代替已经过时的PLC-3热备系统。系统升级过程包括两个步骤:首先,将安装有Allen-Bradley1784-KT通讯卡的监控计算机连入现有的DH+网络,并运行第三方人机界面软件。

然后,罗克韦尔自动化的系统集成商将PLC-3的程序转化为PLC-5的程序。PLC-3的编程软件运行于DOS操作系统下,操作界面并不友好。通过使用RSLogix5编程软件可以将原来的程序转化为PLC-5的梯形图逻辑程序。由于RSLogix5编程软件运行于Windows2000/XP操作系统下,操作界面友好,使用方便,并且很多功能得到了增强。

新旧两种PLC处于并行运行状态,确保新系统能够接收到与旧系统相同的输入信号。通过连接到两台PLC的人机界面系统来监视它们在相同输入信号下的响应是否一致。在正式用PLC-5代替PLC-3之前,花费了一个月的时间对所有逻辑功能进行了全面的测试,确保新系统的程序万无一失。

由于进行了充分的前期准备,最后只花费了不到半个小时就完成了新旧系统的切换工作。新的PLC-5只有PLC-3体积的1/3,它直接连入原有的DH+网络,无需进行任何改造。

PLC-5可编程控制器担当起了控制整个生产车间的重任,接收来自现场设备的信号,包括各种仪表、电机、液位传感器、阀门等。第三方人机界面软件用于对各种输入信号状态进行监视,并按照事先编制好的程序做出反应。

成效

整个改造项目没有超出预算,在一个多月的改造过程中几乎没有对正常生产造成影响。从新系统投产到现在,还没有出现任何故障。

基于Windows操作系统的监控平台不仅使用灵活、界面友好,而且它为中国石化广州分公司节省大量的设备投资。相对于使用全新的控制系统,用PLC-5代替PLC-3的方案为用户节省了近75000美元的费用。PLC-5系统更加稳定、可靠,仅需要少数不太昂贵的备件。仅此一项,就为用户节省了近10%的备件费用。

总结

解决方案

*向后兼容PLC
-仅替换PLC处理器
-使用现有的I/O模块
-更加经济
*基于Windows操作系统
-用户界面友好
-操作快捷
-便于今后升级

成效

*项目实施迅速
-一个多月的工期
-不对正常生产造成影响
*减少设备投资
-节省了75000美元
*只需要少数、不太昂贵的备件
-节省近10%的备件费用

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