PKS系統(tǒng)監(jiān)控界面下的安全操作

1、Honeywell Experion PKS系統(tǒng)監(jiān)控界面下的安全操作北營制氧廠維檢作業(yè)區(qū)王國海2009年11月10日摘要：完善的人機(jī)界面，對(duì)于工業(yè)監(jiān)控、安全生產(chǎn)有著不可替代的作用。本文結(jié)合制氧機(jī)的工藝介紹了PKS系統(tǒng)的人機(jī)界面在安全方面的組態(tài)和應(yīng)用。關(guān)鍵詞：PKS，HMI，安全操作，VB腳本1、前言深冷制氧是一個(gè)易燃易爆的行業(yè)，隨著空分工藝技術(shù)的發(fā)展，大型制氧機(jī)組的出現(xiàn)，對(duì)制氧機(jī)的控制要求更加精細(xì)化、復(fù)雜化。因此傳統(tǒng)的儀表控制已無法滿足現(xiàn)在空分系統(tǒng)過程高自動(dòng)化水平控制的要求，而DCS控制系統(tǒng)既沿襲了傳統(tǒng)儀表的特點(diǎn)，又將飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)融入其中，做到了“分散控制、集中管理”。因而DCS控

2、制系統(tǒng)已成為制氧機(jī)工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的首選方案。由于大型的電機(jī)，常年運(yùn)行，不允許停機(jī)。偶爾停機(jī)，復(fù)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，影響整個(gè)公司的煉鐵、煉鋼、化肥生產(chǎn)，后果嚴(yán)重。在平時(shí)的生產(chǎn)過程中，就要把人為的事故降到最低。本文介紹如何通過軟件組態(tài)加以限制實(shí)現(xiàn)降低事故的目的。2、制氧廠PKS系統(tǒng)概述制氧廠二萬立制氧機(jī)組控制系統(tǒng)采用的是HONEYWELL PKS210系統(tǒng)。PKS系統(tǒng)是HONEYWELL公司推出的新一代過程控制系統(tǒng)，可通過CONTROL BUILDER圖形組態(tài)工具生成控制策略，而且能通過CONTROL BUILDER 下裝和監(jiān)視控制策略。通過HMIdisplay Builde面向?qū)ο蟮娜苫脩舢嬅娼M

3、態(tài)工具，生成用戶專用的顯示圖形畫面。動(dòng)態(tài)顯示畫面，可以簡(jiǎn)單地通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊組態(tài)生成。當(dāng)某事件觸發(fā)時(shí)，可通過HMIdisplay Builde中的VBSCRIPT來實(shí)現(xiàn)觸發(fā)動(dòng)作的完成。HMIdisplay Builder是PKS系統(tǒng)的HMI人機(jī)界面的組態(tài)軟件。友好的組態(tài)環(huán)境，強(qiáng)大編程和顯示功能，集成了微軟的VB腳本編輯器，可以實(shí)現(xiàn)絕大多數(shù)的人機(jī)畫面組態(tài)，點(diǎn)細(xì)目、預(yù)置的操作面板和功能塊監(jiān)控畫面，給組態(tài)節(jié)約了時(shí)間，同時(shí)也給操作帶來了最為詳盡的操作功能。21 PKS系統(tǒng)典型拓樸結(jié)構(gòu)圖2 PM I/O系統(tǒng)典型拓樸結(jié)構(gòu)2.2 Experion PKS PM I/O典型系統(tǒng)硬件概貌PM IO組成不同的硬件，下

4、面的表格確定了一體化的PM IO設(shè)備的硬件配置：硬件構(gòu)成描述PM I/O 控制柜單或雙通路的裝置柜，用來裝配過程控制機(jī)架，IOP卡件箱，電源系統(tǒng)以及FTA安裝通道。IO 鏈接接口模塊(IOLIM)雙槽寬度的模塊安裝在監(jiān)控或者冗余混合控制器機(jī)架上，在Experion PKS 控制環(huán)境和PM IO處理器以及FTA之間起通路網(wǎng)關(guān)的作用。IO鏈接接口電纜IOLIM和PM IO卡件箱互連電纜。PM I/O 卡件箱兼容7槽或15槽的IOP卡件I/O 處理器 (IOP)插入式IO處理器卡件，和FTA終端裝置一起，執(zhí)行輸入輸出掃描和處理各種現(xiàn)場(chǎng)IO設(shè)備。現(xiàn)場(chǎng)終端接線裝置 (FTA)為現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)線提供接線端,保險(xiǎn)

5、絲，繼電器，電阻保護(hù)FTA電路。FTA 電纜實(shí)現(xiàn)FTA和組合IOP之間的互連遠(yuǎn)程IO擴(kuò)展器通過使用光纖連接器和電纜，能夠把一個(gè)IOP卡件箱和遠(yuǎn)程FTA連接，距離最長(zhǎng)為8km。電源系統(tǒng)電源模塊為PMIO卡件箱和組合設(shè)備提供24Vdc冗余電源可以使用備份電源，實(shí)現(xiàn)電源不間斷。表1 Experion PKS PM I/O典型系統(tǒng)硬件概貌3、常規(guī)安全組態(tài)的操作和解決方案31 station之間的安全組態(tài)如果一個(gè)服務(wù)器帶有兩臺(tái)Sation，每臺(tái)Station 不允許相互操作，就可以給這兩臺(tái)Station分配不同的區(qū)域，安全隔離。圖1 Station的區(qū)域分配Fig.1 Area distribution

6、 of Station圖1中有四個(gè)區(qū)域，Station 1有三個(gè)區(qū)域的操作權(quán)限。3.2 兩態(tài)點(diǎn)聯(lián)鎖安全解除電機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、電磁閥等兩態(tài)操作點(diǎn)的當(dāng)其產(chǎn)生聯(lián)鎖時(shí)，如何快速安全的使某一個(gè)設(shè)備摘除，是十分重要的，盡量不去修改ControlBuilder中的程序。下圖為在Station中旁路聯(lián)鎖點(diǎn)。圖2 Bool點(diǎn)聯(lián)鎖解除Fig.2 Bool points to lift interlock3.3 調(diào)節(jié)閥的聯(lián)鎖安全解除和點(diǎn)的安全限位下圖為在Station中解除聯(lián)鎖圖3 Pid聯(lián)鎖解除Fig.3 Interlocking lifting Pid下圖為在Station中限制其SP的輸入范圍，可以有效的防止

7、輸入錯(cuò)誤。圖4 Pid的SP限位Fig.4 Set Point Input Range下圖為在Station中設(shè)置Safe Output值和PV、OP的輸入范圍。圖5 Pid的PV 、OP限位Fig.5 PV and OP Input Range3.4、默認(rèn)的幾個(gè)操作級(jí)別：MNGR、ENGR、OPER不同的操作權(quán)限可以防止操作工對(duì)重要參數(shù)組態(tài)的改動(dòng)，保護(hù)程序的完整性。點(diǎn)Station中狀態(tài)欄上的Oper，出現(xiàn)下圖的不權(quán)限切換對(duì)話框。圖6 權(quán)限切換Fig.6 Switching power3.5、Station的全屏顯示，禁止操作工切換到Windows操作系統(tǒng)。在桌面的Station快捷圖標(biāo)的屬

8、性中加入 sssxscsf “啟動(dòng)”中加入Station，讓其開機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。圖7 Station的啟動(dòng)參數(shù)Fig.7 Station's boot parameters4、特殊的安全需求的解決方案4.1、確認(rèn)制確認(rèn)制是保障安全生產(chǎn)的一項(xiàng)重要制度，對(duì)違章操作起到了很好的抑止作用。風(fēng)機(jī)、水泵、電磁閥等按鈕式確認(rèn)圖8 按鍵確認(rèn)Fig.8 Press to Confirm圖8中，點(diǎn)擊運(yùn)行或停止按鈕，就會(huì)彈出一個(gè)如圖的確認(rèn)對(duì)話框，給操作工以提示。其代碼在PKS系統(tǒng)文件Sysdtldevctla_fp.htm中添加，部分代碼如下：數(shù)據(jù)錄入控件的確認(rèn)：圖9 數(shù)據(jù)確認(rèn)Fig.9 Data Valida

9、tion如圖9，當(dāng)修改操作面板中的SP值后，回車即會(huì)彈出如圖的確認(rèn)對(duì)話框，“NO”，則修改不成功。其代碼在PKS系統(tǒng)文件Sysdtlida_fp.htm中添加，部分代碼如下：4.2、一個(gè)操作兩個(gè)窗口的不同需求的安全組態(tài)實(shí)現(xiàn)原理大致為：當(dāng)點(diǎn)擊Station畫面中的一個(gè)點(diǎn)時(shí)，可以一次彈出兩個(gè)窗口，一個(gè)窗口為系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)的操作面板，另一個(gè)為特殊功能的組態(tài)畫面，在這個(gè)畫面中我們可以組態(tài)很多有用的功能。如加入一組數(shù)字按鍵、一個(gè)分子篩修改時(shí)間的交互平臺(tái)、一個(gè)爬坡函數(shù)等等。通過一段時(shí)期的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)這種方法可以解決用戶90%以上的特殊操作需求，非常實(shí)用。例如：操作工對(duì)數(shù)值輸入需要上下做到動(dòng)態(tài)的限制，如一次輸入數(shù)

10、的差值不小100等。還可以做一些固定加減數(shù)值的按鈕。圖10 6FIC2615一彈二操作面畫Fig.10 6FIC2615 A point two face plant如圖10，當(dāng)點(diǎn)擊6FIC2615時(shí)，會(huì)彈出如圖的兩個(gè)控制面板，一個(gè)為標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)集成面板，另一個(gè)為用戶組態(tài)面板。在用戶組態(tài)面板中SP值可以動(dòng)態(tài)增加或減少的最大值為500，而下面的按鈕為點(diǎn)一次6FIC2615增加減少固定的值。4.3、給某一控件賦予特定的操作權(quán)限如：流程某一個(gè)按鈕只有MNGR的用戶權(quán)限才可以操作，以防操作工誤動(dòng)作代碼如下：If Application.SecurityLevel=5 then（用戶代碼）ElseMsgbox “您沒有MNGR權(quán)限，不能操作”End If注：5代表MNGR ；4代表ENGR；2代表OPER。5、結(jié)束語：安全的人機(jī)界面，保障了設(shè)備的安全運(yùn)行，降