電動執(zhí)行機構研究及控制邏輯的優(yōu)化及應用

1、電動執(zhí)行機構研究及控制電動執(zhí)行機構研究及控制邏輯的優(yōu)化及應用邏輯的優(yōu)化及應用w項目工作總結報告項目工作總結報告w 項目技術研究報告項目技術研究報告w 項目效益分析報告項目效益分析報告w 裝置圖片裝置圖片w 附件材料附件材料技術研發(fā)背景技術研發(fā)背景w 1、合成氨裝置生產連續(xù)性、穩(wěn)定性要求高，合成氨裝置生產連續(xù)性、穩(wěn)定性要求高，2008年投用生產后因為電動閥門故障導致生產停年投用生產后因為電動閥門故障導致生產停車，內蒙古鄂爾多斯聯化化工有限公司通過研究車，內蒙古鄂爾多斯聯化化工有限公司通過研究討論決定對現場電動閥進行改造。討論決定對現場電動閥進行改造。w 2、通過先進的電動執(zhí)行機構保護裝置、提高勞

2、通過先進的電動執(zhí)行機構保護裝置、提高勞動生產力、在控制系統(tǒng)自動控制下可以避免人工動生產力、在控制系統(tǒng)自動控制下可以避免人工干預造成的誤操作，高可靠的運行周期，工藝指干預造成的誤操作，高可靠的運行周期，工藝指標可以等到大幅優(yōu)化、聯鎖保護可以可靠動作保標可以等到大幅優(yōu)化、聯鎖保護可以可靠動作保證裝置不受人工操作不當造成的損壞，系統(tǒng)可以證裝置不受人工操作不當造成的損壞，系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行。穩(wěn)定運行。w 3、科學技術是第一生產力，通過電子技術自動、科學技術是第一生產力，通過電子技術自動控制替代人工控制是化肥行業(yè)發(fā)展的必然趨勢?？刂铺娲斯た刂剖腔市袠I(yè)發(fā)展的必然趨勢。 l項目屬于國家重點支持的高新技術領

3、域。l項目屬于企業(yè)研究開發(fā)費用稅前扣除管理辦 法（試行）規(guī)定的研究開發(fā)活動。l項目屬于國家發(fā)展改革委員會等部門公布的當前優(yōu)先發(fā)展的的高新技術產業(yè)重點領域指 南。工作總結報告工作總結報告 項目來源 電動執(zhí)行機構誤操作保護單元高可靠性可以使生產裝置連續(xù)穩(wěn)定運行避免事故停車，精確的控制可以避免物料浪費，高精度優(yōu)化生產控制流程，快速的響應時間可以保證系統(tǒng)的安全，自帶故障診斷功能能快速發(fā)現故障提前做好預防，極低的耗電量節(jié)省能源消耗。按內蒙古鄂爾多斯聯化化工有限責任公司80臺電動閥設計，每年因電動閥停車2計算每次停車直接經濟損失150萬元，事故后造成的安全環(huán)保次生災害對環(huán)境造成不可逆轉的損失。 電動執(zhí)行機

4、構研究及控制邏輯的優(yōu)化及應用項目是內蒙古鄂爾多斯聯合化工有限公司自選項目，鄂爾多斯聯合化工有2套合成系統(tǒng)，一套大顆粒系統(tǒng)，一套小顆粒系統(tǒng)。三套裝置共使用智能電動執(zhí)行機構80臺，提供一種運行安全可靠，操作簡單，維修方便的智能電動執(zhí)行機構是安全生產、降低污染、效益最大化的有力保證。項目技術開發(fā)背景項目技術開發(fā)背景1、考察論證 2014年2月至3月組織考察小組奔赴寧夏、大慶、滄州等石化進行實地考察。2、前期準備及試驗 2014年3月至5月主要由對閥門與執(zhí)行機構安裝匹配，進口設備材料的準備。3、設備制作安裝 2014年5月至2014年8月，公司技術人員進行設備制作以及安裝。 4、試驗生產安裝 2014

5、年9月到2014年11月在合成氨裝置安裝設備并試驗生產 國家提倡節(jié)能降耗和環(huán)保等一切有利于國家、企業(yè)的生產系統(tǒng)技術研發(fā)和應用改造，經核算通過改造電動執(zhí)行機構，工藝操作彈性增大，人力和環(huán)保等方面的在投資會有所下調。因此該項目具有較好的經濟效益和社會效益。也為實現環(huán)保型、節(jié)約型的綠色化工企業(yè)奠定了堅實的基礎。技術方案技術方案 傳統(tǒng)電動閥控制方案：電動閥門核心的還是電機的正反轉，用電機的正反轉來驅動閥門的開關。電動閥開關到位主要是通過電動閥反饋來判斷依據，導致反饋非常重要?？刂贫荚诂F場電路板上實現。 這個設計缺點：反饋在現場復雜環(huán)境中容易卡塞，扭曲等不確定因素導致閥門誤動作。電路板受電磁、振動干擾、

6、腐蝕、進水等情況下影響正常運行,電動閥控制也是長期帶電狀態(tài)，容易受干擾。 由于電動閥都在工藝主管道上，每一次無動作都導致一次安全事故、一次全廠停車，停車導致排放，排空很多污染液體、氣體對環(huán)境產生污染。技術方案技術方案 應用改造電動閥控制方案：電動閥門核心的還是電機的正反轉，控制方面：（1）新增就地允許操作。（2）開關回路各添加一個繼電器互鎖運行。（3）控制邏輯開/關信號改為脈沖信號，更改控制邏輯方案。（4）不在全部依賴于反饋判斷閥門。（力矩、轉動時間）（5）動力電源接配電室事故段，控制回路電源接UPS。 應用后優(yōu)點：現場反饋誤動作不會導致閥門動作。停電事故閥門正常工作?？刂圃从贒CS控制器減小

7、了電磁干擾，保證了快速、安全準確性。 延長了長期穩(wěn)定運行周期、防范了事故發(fā)生概率、間接減少排放污染。技術方案技術方案 具體實施：（1）控制原理：在智能電動執(zhí)行機構控制回路的正/反轉接觸器線圈A1端各串聯一對由ESD聯鎖保護系統(tǒng)控制的無源常開輔助觸頭，目的是切斷控制回路接觸器勵磁電源通過對ITCC控制器的組態(tài)實現上位機的邏輯控制。 （2）邏輯編程：ITCC控制器組態(tài)采用脈沖上升沿觸發(fā)信號，只接收ESD聯鎖信號時程序DO輸出閉合輔助觸頭延時2分給現場電動執(zhí)行機構開關命令，正常運行電動執(zhí)行機構內部邏輯板故障或者電磁干擾閥門不會動作，這樣可以保證閥門不會誤動。當需要就地操作時可以手動給定指令使輔助觸頭

8、閉合,就地轉換開關切換到手動模式在根據實際需要開閥和關閥。技術方案技術方案 （3 3）執(zhí)行條件：自動控制中根據）執(zhí)行條件：自動控制中根據ESDESD聯鎖信號和調節(jié)信號聯鎖信號和調節(jié)信號同時閉合允許就地操作繼電器、正轉或反轉接觸器，當允許投同時閉合允許就地操作繼電器、正轉或反轉接觸器，當允許投就地繼電器不在閉合狀態(tài)無論自動還是手動執(zhí)行機構都無法動就地繼電器不在閉合狀態(tài)無論自動還是手動執(zhí)行機構都無法動作。作。 邏輯優(yōu)化邏輯優(yōu)化A:A:工藝參數與聯鎖條件工藝參數與聯鎖條件 （4 4）邏輯優(yōu)化）邏輯優(yōu)化A A：閥門遠程只關不開。：閥門遠程只關不開。技術方案技術方案 變量與表述：MOVA3027_MST

9、A（甲烷化爐入口電動閥允許就地操作）MOVA3027_ASTO（甲烷化爐入口電動閥自動關）MOVA3027_MSTO（甲烷化爐入口電動閥手動關）HSO_MOV3027（甲烷化入口允許操作發(fā)生）HSC_MOV3027（甲烷化入口閥門關閉） 邏輯控制圖： 技術方案技術方案 邏輯結果與意義：邏輯結果與意義： 這些變量通過功能如圖功能塊（上升沿脈沖，延這些變量通過功能如圖功能塊（上升沿脈沖，延時，與或非門）來連接實現聯鎖最優(yōu)先，聯鎖發(fā)生時時，與或非門）來連接實現聯鎖最優(yōu)先，聯鎖發(fā)生時觸發(fā)觸發(fā)2 2分鐘脈沖信號。同時電動閥門就地允許操作，分鐘脈沖信號。同時電動閥門就地允許操作，現場按鈕可以開關電動閥門。

10、電動閥門反饋丟失也不現場按鈕可以開關電動閥門。電動閥門反饋丟失也不會觸發(fā)命令。脈沖信號解決了長時間帶電導致干擾電會觸發(fā)命令。脈沖信號解決了長時間帶電導致干擾電動閥門誤動作。動閥門誤動作。技術方案技術方案 （5）邏輯優(yōu)化B：工藝參數與聯鎖條件 閥門遠程開關、就地除了手動搖桿。不能操作技術方案技術方案 變量與表述： MOVA4001_MSTA(電動閥允許就地操作)MOVA4001_ASTO(電動閥自動開)MOVA4001_MSTO(電動閥手動開)HSO_MOV4001(允許操作發(fā)生)HSC_MOV4001(電動閥關閉）SDO_MOV4001（電動閥手動開）ZSO_MOV4001（電動閥開狀態(tài)）ZS

11、C_MOV4001（電動閥關狀態(tài)）HSO_MOV4001_1（電動閥開命令）HSC_MOV4001_1（電動閥關命令技術方案技術方案 控制邏輯圖：技術方案技術方案 邏輯結果與意義： 上術變量通過功能如圖功能塊（上升沿脈沖、延時、與或非門、RS觸發(fā)器）來連接實現聯鎖最優(yōu)先，聯鎖發(fā)生時觸發(fā)2分鐘脈沖信號。2分鐘脈沖時間段反饋回來時，RS復位端觸發(fā)3秒信號來中斷2分鐘脈沖信號。防止電動閥門開的過大損壞電動閥。技術技術創(chuàng)新點創(chuàng)新點 1、智能電動執(zhí)行機構控制回路的正/反轉接觸器線圈A1端各串聯一對由遠程控制系統(tǒng)控制的無源常開輔助觸頭，目的是切斷控制回路接觸器勵磁電源通過對控制器的組態(tài)實現上位機的邏輯控制

12、，控制器組態(tài)采用脈沖上升沿觸發(fā)信號，只接收聯鎖信號時程序才會給現場電動執(zhí)行機構開關命令，正常運行電動執(zhí)行機構內部邏輯板故障或者電磁干擾閥門不會動作，這樣可以保證閥門不會誤動。當需要就地操作時可以手動給定指令使輔助觸頭閉合,就地轉換開關切換到手動模式在根據實際需要開閥和關閥。自動控制中根據聯鎖信號和調節(jié)信號同時閉合允許就地操作繼電器、正轉或反轉接觸器，當允許投就地繼電器不在閉合狀態(tài)無論自動還是手動執(zhí)行機構都無法動作。技術技術創(chuàng)新點創(chuàng)新點2、電動閥控制DCS不間斷UPS提供電源。動力電源在配電室事故段接。保證了突然斷電導致停車時閥門正常動作，保證現場設備人員安全。3.電動閥門控制的開關繼電器線圈得

13、電回路采用互鎖的方式，控制系統(tǒng)組態(tài)采用RS觸發(fā)器保證開關命令不會沖突。4.控制選用最先進的ICS T6300控制器。T6300控制器及I/O模塊三重化設計。保證系統(tǒng)本質安全，數據處理安全可靠。邏輯編程符合IEC規(guī)范。經濟效益分析經濟效益：經濟效益：電動執(zhí)行機構誤操作保護單元高可靠性可以使生產裝置連續(xù)穩(wěn)定運行避免事故停車，精確的控制可以避免物料浪費，高精度優(yōu)化生產控制流程，快速的響應時間可以保證系統(tǒng)的安全，自帶故障診斷功能能快速發(fā)現故障提前做好預防，極低的耗電量節(jié)省能源消耗。按內蒙古鄂爾多斯聯化化工有限責任公司80臺電動閥設計，每年因電動閥停車2計算每次停車直接經濟損失150萬元，事故后造成的安全環(huán)保次生災害對環(huán)境造成不可逆轉的損失?，F場電動閥圖片 ITCCITCC主控模塊主控模塊 ESDESD開關量、模擬量卡件