氧化铝厂1#焙烧炉控制系统升级项目.docx

    氧化铝厂1#焙烧炉控制系统升级项目    冉静Summary：目前氧化铝厂1#焙烧炉所使用的PLC系统均是91年投产建设时期产品，炉体控制系统使用AB公司的PLC5系列产品，三个燃烧站控制系统使用西门子公司的S5系列产品，均已经在现场使用超过20年，尽管使用过程中有损坏硬件的更换，但是由于此系列产品早已更新换代并停产，造成备件储备及系统稳定性难以保障生产要求Key：控制系统；燃烧站；安全联锁；设备控制；参数监测1#焙燒炉所使用的PLC系统均是投产建设时期产品，炉体控制系统使用AB公司的PLC5系列产品，三个燃烧站控制系统使用西门子公司的S5系列产品，均已经在现场使用超过20年，尽管使用过程中有损坏硬件的更换，但是由于此系列产品早已更新换代（包括其相应的编程软件和附件）并停产，目前已无法买到备件，我们现仅有少量备件，但种类不全，一但出现硬件损坏，我们将无法更换，会造成1#焙烧炉停炉无法继续生产的重大事故对生产连续性、稳定性造成了严重隐患一、项目建设的必要性、可行性现状及存在的问题：目前氧化铝1#焙烧炉仍然沿用投产设计的PLC控制系统，此控制系统分别由四部分组成：a.炉体控制系统b.T12燃烧站控制系统。

c.V08燃烧站控制系统d.V19燃烧站控制系统1#焙烧炉本体及周边附属设备的联锁保护、运行监测、参数控制均是通过此系统完成，如果此系统因为硬件或软件故障瘫痪，将直接导致1#焙烧炉生产瘫痪1）硬件淘汰目前1#焙烧炉所使用的PLC系统均是91年投产建设时期产品，炉体控制系统使用AB公司的PLC5系列产品，三个燃烧站控制系统使用西门子公司的S5系列产品，均已经在现场使用超过20年，尽管使用过程中有损坏硬件的更换，但是由于此系列产品早已更新换代并停产，造成备件储备及系统稳定性难以保障生产要求2）编程软件淘汰与1#焙烧炉PLC控制系统配套的编程软件及程序存储介质同样已经淘汰，特别是燃烧站PLC的存储介质还是使用EEPROM（电擦除存储），无法使用电脑直接连接方式进行程序编译，导致一旦存储介质损坏，控制程序将无法导入到PLC的CPU中，造成系统全面瘫痪3）附件淘汰PLC的防断电电池、与上位机链接专用接头、驱动程序等配件随着主要产品的淘汰而退出市场，目前炉体PLC系统就是由于专用配件采购不到，只能运行在无防断电电池的情况下对生产造成了极大的隐患4）供电问题由于原来的UPS主机自1#焙烧炉投用以来未更换过，而且另一个供电回路直接从低压配电室送上来，这对整个控制系统的供电来说存在安全隐患，建议更换UPS主机及配套的电池组，给另一路供电增加EVS电源，并增加一个标准的供电柜，新增供电开关和重新敷设供电线路，以代替老化的开关和线路，以确保供电的安全和稳定。

二、改造的必要性、紧迫性及可行性分析综上所述，控制系统硬件及软件急需进行升级改造，主要改造的内容、范围：（1）炉体控制系统取消炉体现用的PLC控制系统，增加DCS系统控制柜完成对现场设备的控制重新编制1#焙烧炉安全联锁、设备控制、参数检测程序2）燃烧站控制系统根据燃烧站现场环境、现场设备信号线路重新设计PLC控制柜根据煤气燃烧控制要求、安全保护、现场设备及信号形式重新设计燃烧站控制程序3）炉体控制系统供电设备更换UPS主机及配套的电池组，给另一路供电增加EVS电源，并增加一个标准的供电柜，新增供电开关和重新敷设供电线路，代替老化的开关和线路三、改造方案及技术的可行性（1）炉体控制系统炉体控制系统目前采用PLC与DCS相互通讯完成控制功能，其控制原理如下图所示：所有控制程序均是在PLC中完成建议增加DCS系统输入/输出模块，并增加一些AI、AO空余模块，DI、DO模块要留有余量以便满足日后项目技改需要取消PLC控制系统的硬件，在DCS系统中编制同等功能的控制程序，从而取代老旧的PLC系统增加其控制系统的稳定性，系统原理如下图所示：主要改造内容：根据现有进入PLC控制系统的信号线路数量及网络要求，配置DCS系统柜。

拆除控制室内部老旧的PLC控制系统及配套接线柜安装新的DCS系统柜及将原信号线路接入根据PLC控制程序并结合其他焙烧炉控制特点，重新编制1#焙烧炉的安全联锁、设备控制、参数监测程序测试及完善2）燃烧站控制系统燃烧站PLC控制系统为现场的控制柜，建议采取更新整体控制柜的方式进行设备升级，主要改造内容：根据燃烧站现场环境、现场设备信号线路重新设计PLC控制柜根据煤气燃烧控制要求、安全保护、现场设备及信号形式重新设计燃烧站控制程序拆除老旧燃烧站PLC控制柜及线路安装新的PLC控制柜及将原信号线路接入测试及完善3）供电系统a.更换UPS主机及配套的电池组b.给另一路供电增加EVS电源c.增加一个标准的供电柜，新增供电开关和重新敷设供电线路，以代替老化的开关和线路4）改造的内容及范围a.改造内容涉及氧化铝1号焙烧炉PLC控制柜及供电、接线柜的拆除，新增DCS供电柜、DCS卡机柜与接线柜b.T12、V08、V19燃烧站PLC控制柜的拆除，新增控制柜安装c.DCS系统中控制程序、联锁条件编制d.燃烧站控制柜控制程序编制效益分析收益类项目必须列出计算方法、依据及过程；安全环保类项目的效益描述清楚由于DCS控制系统故障造成生产中断的主燃烧站和辅助燃烧站机会损失费用5.232万元/小时（利润损失3.855万元/小时、煤气放散损失1.377万元/小时），启动燃烧站按照机会损失为煤气放散损失1.377万元/小时。

通过提升控制系统可靠性，确保煤气燃烧过程中的有效监控，提升控制系统的防爆等级，满足易燃易爆场所的用电规定，提升系统本质安全性能通过技改提升系统稳定性后有望将焙烧炉故障跳停次数下降50%，降低由于设备跳停后导致的煤气、烟尘放散，降低有毒有害物资的排放通过技改提升焙烧炉系统报警信息完善、自动控制水平，杜绝设备的误操作和误动作，提升生产过程对有毒有害气体的管控效率  -全文完-。