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IBM 386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-Bradley 1784-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Windows 2000/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