离子膜烧碱紧急停车系统的开发和应用

离子膜烧碱紧急停车系统的开发和应用

李锦昕,张红
(锦化化工(集团) 有限责任公司,辽宁葫芦岛125001)
[关键词] 离子膜工艺;烧碱;紧急停车;开发;应用
[摘　要] 介绍了离子膜烧碱工艺中紧急停车控制系统的硬件构成及组态软件,并阐述了其运行调试方法。
[中图分类号] TQ056 　　[文献标识码] A 　　[文章编号] 1008-133X(2004) 05-0042-04
[收稿日期] 2004-02-02
Development and application of emergency shut-down device in  ion - exchange membrane caustic soda production
LI Jin-xin , ZHANG Hong
(Jinhua Chemical Industry (Group) Co.,Ltd.,Huludao 125001 ,China)
Key words:ion-exchange membrane ;caustic soda ;emergency shut - down ;development ;application
Abstract:The hardware component s and software configuration for emergency shut - down control device in ion - exchange membrane caustic soda roduction are int roduced ,ａnd the debugging modes are described.

　　我公司为配套环氧丙烷技改工程,引进了日本旭硝子公司离子膜烧碱生产工艺技术及成套设备。根据离子膜生产工艺的要求和现行PLC 系统的使用经验,在该套离子膜装置中设计了紧急停车系统(Emergency Shutdown Device ,简称ESD) 。下面简要介绍ESD 的设计原则以及在离子膜生产中的应用情况。
1 　ESD 概述
ESD 是一种专用的安全保护系统,它具有很高的可靠性和灵活性,当生产装置出现紧急情况时,保护系统能在允许的时间内做出响应,及时地发出保护联锁信号,对现场设备进行安全保护。
ESD 紧急停车系统是按照安全、独立原则的要求设置,其运行独立于DCS 集散控制系统,安全级别高于DCS。在正常情况下, ESD 处于静态,不需要人为干预。作为安全保护系统, ESD 的控制在生产过程控制之上,实时在线监测装置的安全性。只有生产装置出现危险和紧急情况时,ESD 才直接发出保护联锁信号,不经过DCS ,直接对现场设备进行安全保护,避免危险扩散,造成巨大损失。

虽然一般的安全联锁保护功能也能由DCS 来实现,但是对于较大规模的生产装置,其ESD 还是应按照安全、独立原则与DCS 分开设置,这主要考虑了以下几点原因: (1) 降低控制功能和安全功能同时失效的概率,当DCS 部分故障时也不会危及安全保护系统; (2) 对于实时控制装置,紧急停车系统响应速度越快越好,这有利于保护设备,避免事故扩大,并有利于分辨事故原因记录。但是,由于DCS处理、监测信息量很大,因此其响应速度相对ESD来说很难做到响应很快; (3) DCS 是过程控制系统,是动态的,需要操作员频繁的干预,在这个过程中有可能引起人为误动作;而ESD 是静态的,不需要人为干预,因此设置ESD 基本可以避免人为误动作。正是由于上述原因, ESD 被广泛应用,尤其在石油化工、冶金、电力等需要安全保护及自动联锁保护的生产部门使用较多。
2 　ESD 系统方案的确定
根据离子膜生产工艺的要求,我们对这套紧急停车系统提出以下基本要求。
(1) ESD 的所有操作都集中在控制面板上,其中包括输入信号指示、输出信号指示、输入旁路开
关、输出旁路开关、输入信号有效指示、输出信号有效指示,并对所示信号标有对应的铭牌。
(2) ESD 报警屏能够显示所有的报警指示,包括各组报警信号。报警时,相应的位置应有闪烁的红灯指示,同时伴有蜂鸣器叫声;按“消音”钮可以消去蜂鸣器声,按“确认”钮可以使闪烁红灯停止闪烁,按“复位”钮可使整个报警屏复位到初始状态。
(3) 任一联锁信号发生后, ESD 必须在允许的时间内响应,并且发出相应的联锁信号,及时对本装置进行*的保护。如果任一输入信号所对应指示灯亮时,表示现场有对应的联锁信号产生。在这里,输入有效指示和输入指示一一对应,输入有效指示灯亮,表示相应的输入信号已经参与联锁过程;输入旁路开关和输入有效指示一一对应,开状态表示对应的输入信号可以进入ESD ,关状态表示相应的输入信号不参与联锁控制。输出指示灯亮时,表示相应输出信号已经发送给对应的现场控制设备,输出旁路开关和输出指示灯一一对应,其中开状态表示允许相应的输出信号输出,关状态表示即使ESD 产生输出联锁信号,也不能对现场控制设备进行控制。
(4) ESD 必须准确记录事故报警信号源,并保持其联锁时产生的控制状态,直到操作人员按复位按钮为止。
(5) 操作站显示器上的流程画面中,报警状态与报警屏显示必须一致,记录联锁信息保存到操作站的数据库中,并以相应的表格方式记录,并能随时地对其进行访问、显示、打印等操作。尤其对事故
报警信号的记录重要,记录信息必须准确记录报警信号在时间上的先后顺序,避免输入信号在时间上产生的二义性,真实地反映事故真相,为查找、分析事故的原因提供重要依据。
根据工艺的设计和以上的要求,我们考查了几家采用不同类型ESD(三菱、西门子公司300 系列、Modicon TSX Quantum 的PLC) 的厂家,最后根据其性价比,选择了施耐德电气公司( Schneider Automation Concept) 自动化产品Modicon TSX Quantum 系列PLC 控制器、中国台湾研华工控机以及相应的软件和硬件组成这套ESD(系统结构如图1) 。