1 HIMA HIQuad系统介绍
安全仪表系统是指“能够按照一定的安全完整性等级 (SIL, Safety Integrity Level) 实现一个或者多个安全仪表功能的仪表系统。HIMA的HIQuad H51q系统为CPU四重化结构, 即系统的中央控制单元共有四个微处理器, 每两个微处理器集成在一块CPU上, 再由两块同样的CU模块构成中央控制单元。一块CU模块即构成了1oo2的结构, 即可满足SIL3的安全标准。采用双1oo2结构, 即2oo4机构, 在冗余结构的情况下, 高速双重RAM接口使两个中央单元通讯, 相当于两套SIL3级别的系统在同时运行。所以HIQuad系统最大的特点就是在确保安全性的基础上, 为用户提供最大的可用性。其容错功能使得系统中任何一个部件发生故障, 均不影响系统的正常运行。
2系统硬件与软件介绍
2.1系统硬件介绍
H51q系列采用标准的模块化结构, 由5单元高的19英寸机架及最多16个4单元高的19英寸I/O子机架组成, 中央机架包括中央单元、接口、通讯模块、监视、电源模块等。
本控制系统供电由两路220V交流电源组成, 一路市电电源, 一路UPS电源, 两路电源分别进入电源模块, 将220V交流电源转换成24V直流电源。主机架上的3块F7126模块将24V DC转换成5V DC互相冗余为卡件和机笼供电。F7131为电源监视模块, 能实时监控3块F7126模块工作情况。
F8652X中央模块是整个控制系统的核心, 通过网络与操作站、工程师站相连, 接收工程师站发出的管理信息, 并向操作站传递工艺装置的特性数据和采集到的实时数据。它可以自动完成数据采集、信息处理、控制运算等各项功能。并可以实时诊断系统故障, 并在显示窗显示报警。
2.2软件系统介绍
HIQuad H51q系统所采用的是ELOPⅡV5.1编程软件。编程步骤与大多数的控制系统一样, 进行建点、对逻辑进行组态、SOE的记录、与上位机通讯、操作员画面的绘制等
该系统采用分类的树状结构管理组态信息, 使用户能清晰把握系统的组态状况。为系统组态总体画面, 通过组态工具, 可以对各I/O点、逻辑、通讯、事件记录、系统监控等进行具体设置。在卡件列表, 选择自己需要组态的卡件, 可以通过拖拽的方式把卡件拖到上面的各个机架上, 完成对主机架、I/O子机架的组态。如果控制系统出现系统报警, 可在页面上通过各个卡件对应指示灯的颜色进行查看, 红色为硬件报警, 绿色为正常运行。在故障诊断画面, 可以清晰地看见整个控制系统的硬件结构。如果某个卡件出现故障, 那么就会出现红色报警指示。
3系统维护注意事项
3.1控制系统投用前检查
在磺酸盐装置投入运行前, 对整个控制系统进行全面的检查, 具体内容如下:
3.1.1确认外部供电是否平稳, 如果电压不稳不要上电。3.1.2测试外部供电电压是否符合198V-242V要求。
3.1.3上电后对I/O卡件故障报警、交换机和网络检查, 对供电电压测试。
3.1.4检查DCS每个机笼的5V、24V电压, 如低于5V、24V则不正常。
3.2日常巡检事项:
3.2.1控制站CU指示等显示是否异常 (显示窗上是否有报警) 。
3.2.2进入监控“系统硬件”画面查看是否有卡件运行故障提示。
3.2.3检查系统供电是否正常。
3.2.4检查控制站电源风扇是否运行, 交换机指示灯是否正常。
3.3典型故障分析
系统硬件报警。故障发生后, 主要做如下检查:
“系统硬件报警”是一个综合报警, 是作为一个DI点, 进入系统, 它是由1#电源运行状态、2#电源运行状态、交换机运行状态、主机架供电状态、I/O机架供电状态、温控器高于设定温度输出、风扇运行状态等7个报警点, 串连成一个DI接入系统。每对硬件报警点在系统正常工作时都为常闭状态, 依次检查每对报警点后, 发现两个端子为常开则是故障点, 相应排除。
在故障诊断画面, 发现所有指示灯均为绿色。确认恢复正常。
3.4下装组态注意事项
组态修改后, 程序需要从工程师站下装到CU, 应注意以下问题:对组态进行卡件级别的修改、增加通讯点、系统变量的位置进行修改、基本通讯地址进行修改等都只能DOWNLOAD而不能RELOAD, 有可能引起输出的变化或者重置, 造成装置停车, 所以下装时需要慎重。最好是在装置停工时再进行组态的修改与下装。
4结语
安全仪表系统对生产装置或设备可能发生的危险或不采取紧急措施将继续恶化的状态进行及时响应, 使其进入一个预定义的安全停车工况, 从而使危险和损失降到最低程度, 保证生产、设备、环境和人员安全。安全仪表系统设计和应用, 实现了高安全性和高可用性的结合。另外, 系统还具备充分的容错能力, 同时在设计上充分考虑了风险分散的因素, 非常好的满足了安全防护和连续运行的需求。
摘要：本文主要针对HIQuad H51q控制系统的硬件构成、软件组态及日常维护需要注意的事项等方面, 阐述该SIS系统在现代工业自动控制中的应用。
关键词：HIQuad,SIS,逻辑,软件,系统维护
参考文献
[1] 何衍庆, 俞金寿.集散控制系统原理及应用[M].2版.北京:化学工业出版社, 2002 (10) :120-125.
[2] 陆德民.石油化工自动控制设计手册[M].3版.北京:化学工业出版社, 2000 (1) :162-297.