水力除焦程序控制技术协议.doc

延迟焦化装置水力除焦程控系统技术方案 第 16 页 共 16 页

水力除焦程序控制系统

技 术 方 案

中国化工正和集团有限公司（以下称业主）焦化程控系统改造与武汉斯沃博达自动化有限公司（以下称卖方）就该装置水力除焦程序控制系统改造中的设计、制造、调试及其它问题进行了认真、充分的讨论和友好协商，一致达成如下方案：

1卖方责任
卖方对焦化水力除焦程序控制系统所配置的仪表和控制系统的硬件（包括系统和一次仪表等成套的设备）、软件、技术服务、工程服务、技术培训、软件组态、系统集成、包装运输、开箱检验、安装指导、现场测试、系统验收，直到整套系统运行等各个环节负有完全责任。

2供货范围
除焦控制柜由卖方负责设计、采购和安装，供货范围见供货表。控制系统、室内的仪表和电气控制（包括：主控柜、上位机及内部端子、安全栅、电源和配套软、硬件工程等）由卖方成套供货。

除焦程序控制系统数据表

主
控
柜

数量
1(台)
安装位置
高压水泵房(非防爆区)
防爆防护等级
IP54
电器元件
PLC采用西门子S7300系列详见3.6.1
配电容量
AC220V 20A 单相两线 UPS 冗余配置
操作功能
详见3.3.1
进线方式
下进线
柜体颜色材料
国际灰,碳钢QA235-A柜体

上位机系统
主机,显示器
DELL 计算机 1套
电脑桌

监控软件
WINCC 6.0 1024点 1套
编程软件
STEP7 V5.3 1套

3控制方案
3.1总体控制方案
3.1.1 PLC控制范围:
本除焦程序控制系统核心控制部件采用SIEMENS PLC S7300系列对：
a 2台高压水泵电机、
b润滑油站油泵电机、加热器
c 2台除焦三位阀
d 4台塔顶隔断阀
e 4台钻机绞车电机
f 4台自动顶盖机

进行联锁控制，满足高压电机、高压水泵，除焦控制阀，钻机绞车位置等的联锁保护要求。
并对以下项目进行全程（除焦过程）监控，在系统异常时自动报警：
a高压水泵系的温度、油压；
b高压电机电流；
b高压水管线上的压力、流量、液位；
c三位阀位状态；
d塔顶隔断阀状态；
e钻具（钻杆和切焦器）的行程；

3.1.2 上位机系统监控范围：
除焦流程图（除焦阀位显示，高压水管线压力流量显示，联锁状态显示，报警显示）；
焦碳塔工作状态图（塔内的温度、压力显示）；
高压水泵组工作流程图（轴温，出入口压力显示报警）；
高压水泵润滑油系统模拟量参数显示；
钻具位移显示；
塔顶及塔底盖的开关状态显示；
模拟量历史趋势及故障报警记录等；
3.1.3总体控制要求
a 本控制系统对：2台除焦三位阀分别对应2台高压水泵（二选一）、4台塔顶隔断阀（四选一）、2台高压电机实现控制。
b 高压水泵、润滑油站油泵、加热器的启动和运行控制部分做在水力除焦程序控制系统主控柜中,它们的主回路（电气部分）不包含在本系统中，由卖方和买方协调电气控制接口。
c为将来增加的设备（焦炭塔、高压水泵、除焦控制阀等）留有足够的接口
d 系统控制严格符合买方提出的水力除焦工艺要求，确保除焦生产的安全可靠性。在此基础上增加自动化、人性化操作设计，确保除焦生产的高效率。
e 本控制系统提供丰富的数据采集、设备管理、故障记录与分析等功能，便于管理人员对事故责任进行分析判定。
f 本系统PLC留有与DCS通讯接口，采用工业以太网TCP/IP通讯协议。
g 本系统采用故障安全型设计原则，系统控制电源断电时：高压水泵停机；三位阀回到回流位；水线上的隔断阀回到关位；钻机绞车停止。

3.2控制逻辑
3.2.1 高压水泵的控制联锁
1#、2#两台高压水泵互为备用，一台工作时另外一台不允许工作。每次除焦前要求先选择高压水泵。当工艺联锁条件满足时给高压电机软起动柜输出允许启动信号（无源触点，闭合有效），在高压水泵运行时，系统若检测到需停车联锁状况侧向高压电机软起动柜输出停车信号（无源触点，闭合有效）。
a 高压水泵允许启动要求（最终数据按照水泵厂家提供数据为准）：
●选塔,选泵，同时人工确认操作完成；
●高位水箱处于高水位；
●润滑油油压正常；
●除焦控制阀处于旁路状态；
●相应高压水泵出口隔断阀处于打开状态；
●相应塔顶水线隔断阀处于打开状态；
●相应塔顶盖和塔底盖处于打开状态；
●相应塔钻具位置处于入塔位置(5M点)；
●供油总管压力(＞0.25MPa)；
●油站冷却器出口油温显示在28～55℃；
●高压水泵入口压力显示＞0.02MPa；
●没有任何一种停车条件；
以上条件必须全部同时满足，才能允许启动高压水泵。
b 高压水泵停车条件（最终数据按照设计方提供数据为准）：
●供油总管压力极低(≤0.2MPa)报警并联锁停主电机（三个压力开关，三取二）；
●电机定子绕组U,V,W三组温度高(≥135℃)显示报警、高高(≥145℃)联锁停主电机；
●高压水泵入口压力低低(≥0.01MPa)报警并联锁延迟停主电机；
● 高位水箱处于低低水位；
以上条件有任何一条满足，就停高压水泵。
c 高压水泵其他联锁及报警条件（最终数据按照设计方提供数据为准）：
●供油总管压力低(≤0.25MPa)报警并启动辅泵；
●油过滤器压差高(≥0.15MPa)显示报警；
●泵止推瓦（副）温度高(≥75℃)、高高(≥85℃)显示报警；
●泵止推瓦（主）温度高(≥75℃)、高高(≥85℃)显示报警；
●泵径向轴瓦（非驱）温度高(≥75℃)、高高(≥85℃)显示报警；
●泵径向轴瓦（驱）温度高(≥75℃)、高高(≥85℃)显示报警；
●齿轮箱轴承（高速、驱）温度高(≥115℃)、高高(≥127℃)显示报警；
●齿轮箱轴承（高速、非驱）温度高(≥115℃)、高高(≥127℃)显示报警；
●齿轮箱轴承（低速、驱）温度高(≥115℃)、高高(≥127℃)显示报警；
●齿轮箱轴承（低速、非驱）温度高(≥115℃)、高高(≥127℃)显示报警；
●电机轴承（驱动）温度高(≥85℃)、高高(≥90℃)显示报警；
●电机轴承（非驱动）温度高(≥85℃)、高高(≥90℃)显示报警；
●主油箱液位低(≥0.55m)报警；
●电机漏水报警；
●高压水泵入口压力低(≥0.02MPa)报警；
●高压水泵出口压力低(≥26.5MPa)报警；
●油站冷却器出口油温高(≥55℃)报警；
●高位水箱处于低水位；
3.2.2 除焦阀联锁
除焦控制阀有回流，预充，全开3个状态；
除焦阀允许动作条件：所选塔的隔断阀处于开；
除焦阀全开条件：予充压力达到设定值；
除焦阀在允许动作条件未满足前，必须处于全关位；
3.2.3 泵出口隔断阀联锁
选泵后对应的泵出口隔断阀自动打开；
没被选的泵后对应的泵出口隔断阀必须处于关位；
3.2.4 塔顶隔断阀联锁
塔阀开条件： a对应的塔被选 & b绞车下降至进塔5米处 ；
塔阀关条件： a对应的塔被选 & b绞车上升至进塔5米处 ；
塔顶联锁解除时，被选塔阀的开关动作只受联锁解除开关状态影响；
3.2.5 绞车控制联锁
绞车联锁说明：塔顶联锁解除开关打开绞车所有联锁失效；
被选塔的绞车可以操作，其余的1塔绞车操作无效；
绞车上升至上极限，绞车自动停止。（不允许提升）；
绞车上升至进塔口处（塔内5米）& 除焦阀不处于回流位，绞车自动停止。（不允许提升）；
绞车上升至进塔口处（塔内5米）& 塔顶隔断阀未关闭，绞车自动停止。（不允许提升）；
绞车下降至下极限，绞车自动停止。（不允许下降）；
绞车下降时，& 张紧保护开关动作绞车自动停止。（不允许下降）
3.2.6 自动塔顶盖控制联锁
被选塔的顶盖机可以操作，其余的顶盖机塔操作无效；
塔内温度小于设定值 & 塔内压力小于设定值 & 塔被选 = 顶盖机可以打开；
3.3 操作显示功能
3.3.1主控柜
操作功能：
选泵开关（2泵）、选塔开关（4塔）
选择确认、复位按钮
高压水泵起动/停车按钮
与塔顶联络按钮
泄压阀关确认按钮
联锁停车复位按钮
状态显示功能：
高压水泵运行状态和允许起泵显示
除焦控制阀状态（回流、预充完成、全开）显示
选塔状态显示（2塔）、选泵状态显示（2泵）
泵阀/塔阀所处状态显示
联络收讯/发讯显示
辅助油泵、电加热器运行状态
顶盖开显示

3.4主要I/O测点清单及PLC配置
组别
名称
DI
AI
RTD
PT100
两台
泵机组
高压电机定子绕组温度测点

高压电机前径向轴承温度测点

高压电机后径向轴承温度测点

水泵前径向轴承温度测点

水泵后径向轴承温度测点

水泵推力轴承主轴瓦温度测点

水泵推力轴承副轴瓦温度测点

齿轮箱高速轴前径向轴承温度测点

齿轮箱高速轴后径向轴承温度测点

齿轮箱低速轴前径向轴承温度测点

齿轮箱低速轴后径向轴承温度测点

高压电机漏水液位开关

公用润滑油系统
润滑油温度

润滑油液位开关

油站过滤器差压开关

供油主管压力开关

供油主管压力变送器

供油主管压差开关

井架接近开关
计数开关

张紧保护开关

复位开关

进塔检测开关

上极限开关

下极限开关

水管线
泵出口隔断球阀阀位检测

塔顶隔断球阀阀位检测

除焦阀阀位检测

除焦阀出口流量

除焦阀出口压力

切焦水罐

合计
合计（数量）

水泵测点：
润滑油站测点：
水管线测点：
井架测点:
以上是现场仪表占用的I/O点数，加上内部指示灯，开关按钮，输出继电器占用的点数，PLC模块数量如下：
以上测点数量和类型仅做参考,实际以实物为准

机架数量：3（每个机架上只能装8个模块）
附PLC框架配置图（SCK-224SI-01-01）
3.5控制系统的性能要求
3.5.1 运行要求
控制站CPU的负荷不应高于50%（计算结果在协调会上提供）；
当控制站满负荷时，系统的电源、软件的负荷不应高于50%；
各级通讯负荷不应高于50%（计算结果在协调会上提供）；
其他各种负载应具有至少40%以上的工作裕量。
I/O卡件插槽要求预留15%的余量。
3.5.2 控制柜制造要求
控制系统柜的前后装配铭牌。铭牌显示柜的识别号和用途，其安装高度离地面1700mm。双开门的机柜铭牌安装在右门。
所有铭牌将采用铜版镀铬制成，并用不锈钢螺丝固定。通常文字信息为白底黑字。
每个柜门内安装适合放置A4文档，至少深度为40mm文件袋的设施。
控制系统机柜的电缆或电缆束从底部进入机柜内。
机柜配线绝缘层的颜色一般规定如下：
AC live 相线 Brown 棕色
AC Neutral 中线 Blue 蓝色
Safety Earth 安全地 Green/Yellow 绿色/黄色
Instrument Earth 仪表地 Yellow/Black 黄色/黑色
DC positive 直流正极 Red 红色
DC negative 直流负极 Black 黑色
IS signals 本安信号 Blue蓝色
连接线采用恰当尺寸的套标在卷边前进行标识。标记为白底黑字。每根导线的两端进行起点/终点标识。
3.5.3 电源及接地
本系统所用的交流电源规格为单相220VAC，50Hz不间断电源(UPS)。各用电单元必须适合此电源规格。
接地工程应符合SH/T3081-2003、IEC354-5-548-1996、ISA-RP12.6-1995等有关标准规范。采用等电位接地方式。

3.6控制柜元件清单
3.6.1主控柜
序号
名称
型号
数量
产地
1
PLC
S7300系列包括如下：

SIEMENS公司

CPU单元
CPU315-2DP 6ES7315-2AG10-0AB0

1

机架
6ES7390-1AF30-0AA0
3

总线模块
6ES7153 1AA01 0XB0
3

连接电缆
DP总线
2

电源单元
6ES307-KA00-0AA0
1

DI输入单元（16点）
6ES7321-1BH02-0AA0
6

DO输出单元（16点）
6ES7322-1BH01-0AA0
5

AI输入模块（8点）
6ES7 331-7KF02-0AB0
5

MPI适配器

通讯模块
6GK7 343-1CX00-0XE0
1

编程软件
STEP7 V5.3
1

MMC卡

1
2
电源
冗余电源DC24V 20A

SIEMENS公司
3
空气开关
BKN 系列

LG
4
开关
ZB2系列

施耐德
5
按扭
ZB2系列

施耐德
6
指示灯
AD11系列

江阴
7
中间继电器
RXL4A06B 2 BD

施耐德
8
接线端子
UK系列

菲尼克斯
9
安全栅

3.6.2上位机系统
序号
名 称
型 号
数量
产 地
1
显示器
22’宽屏液晶
1
DELL
2
主机
酷睿2双核2G内存250GB硬盘
1
DELL
3
组态软件
WINCC 1024点
1

4设计与供货分工界面
控制系统的设计由卖方完成，买方与卖方的分工界面在室内控制柜的端子排和安全栅。买方负责从现场仪表、现场接线箱、现场控制台至室内控制系统端子排、安全栅之间的电缆敷设和材料开料（不含专用电缆）。卖方提出所需电缆需求。
设计和供货界区与P&ID互为补充。图号：SCK-224SI-01-02-01

5 测量单位、公用工程、防爆要求
5.1单位如下：
温度单位：℃；
压力单位： Pa、kPa、MPa；
流量单位：
液体：kg/h、t/h、m3/h；
气体：m3/h、Nm3/h（标准状态:0℃，101325Pa）；
蒸汽：kg/h、t/h；
液位单位：mm；
密度单位：kg/m3、kg/Nm3（标准状态:0℃，101325Pa）；
运动粘度单位：mm2/s；
动力粘度单位：mPa﹒s；
5.2公用工程：
仪表电源: UPS 220 VAC, 50hz，单相
仪表风: 正常压力：0.4～0.6MPa（G）

6现场仪表
通用要求
仪表的防爆等级应满足所在防爆区域的要求。一般连续信号选用本安型（ExiaIIBT4），接点信号选用隔爆型（ExdIIBT4）。
现场仪表的防护等级一般为IP65。
现场仪表原则上不装仪表箱。
仪表接线箱的电器接口采用NPT螺纹形式。
从现场仪表接至现场接线箱的电缆采用穿管安装，一般仪表电缆截面积：1.5 mm2。
现场仪表的安装要求
所有仪表、电气设备和接线箱必须带防爆挠性软管。
仪表接线箱进、出线口不应朝上。
与执行机构相连接的气动信号管线采用不锈钢材质，一般采用卡套式连接方式。
现场接线箱应按信号类型（仪表信号、电气信号）分类设置。

7 备件清单
三年正常运行备件清单（另购）
序号
名称
型号
数量
1
DI输入单元（16点）
6ES7321-1BH02-0AA0
2
2
DO输出单元（16点）
6ES7322-1BH01-0AA0
2
3
DO输出单元（16点）
6ES7322-1HH00-0AA0
2
4
AI输入模块
6ES7 331-7KF02-0AB0
1
5
AO输出模块
6ES7 332-5HD01-0AB0
1
6
RTD输入模块
6ES7 331-7PF00-0AB0
1
7
电源
6ES7307-1KA01-0AA0
1
12
中间继电器

15
18
按钮
ZB系列
4
19
指示灯
AD11系列
10
20
开关
ZB系列
6

试车开车备件清单
序号
名称
型号
数量
1
中间继电器

8
2
按钮
ZB系列
2
3
指示灯
AD11系列
5
4
开关
ZB系列
4
5

9 检验、试验及验收
9.1产品检验、试验
9.1.1卖方的设计、制造严格按照以下标准：
GB755-2000 旋转电机定额和性能
GB3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备第一部分 通用要求
GB3836.2-2000 爆炸性气体环境用电气设备第三部分 GE隔爆型”d”
GB3836.3-2000 爆炸性气体环境用电气设备第三部分 增安型”E”
BG50058-92 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范
9.1.2 卖方将依据GB/T19001-2000质量管理体系的要求制订产品质量计划、工厂检验计划及监造计划，供业主及买方审查认可。买方指定的检验人员可以随时监督检查生产和测试过程。在产品生产全过程中，卖方将严格按经批准的《质量计划》、《工厂检验计划》进行产品的生产、检验及性能试验。检验和试验记录随时接受买方的监督检查。
9.1.3 产品的检验、性能试验项目及要求按《水力除焦程序控制系统及机械设备验收技术条件》规定执行。
9.1.4所有零部件在总装前进行100%的检验。所有电气设备出厂前按设计要求进行性能试验。
9.1.5产品的外购件、协作件符合相应标准并有生产方出具产品合格证、检验试验报告；所有外协部件购入后按规定项目进行复验，以确保产品质量。
9.2产品验收
9.2.1产品制造过程中或完毕，卖方提前两周书面邀请业主及买方派人到卖方制造现场进行出厂验收，对程控系统进行系统出厂前联试，其它设备进行单机空负荷试车。该验收为中间验收，验收文件由各方代表共同签署，但不作为最终验收的依据。最终验收地为业主现场。
9.2.2货到业主现场，按合同清单、装箱清单交货验收。
9.2.3 设备在业主现场调试、试运行完毕，由买方负责组织对该设备进行最终验收或以该设备正常投用7日后为最终验收。
9.3 产品完整性
卖方保证所提供的系统及设备是崭新的、完整的、完全符合设计要求。若在安装、投运过程中发现有缺件、坏件等情况，卖方负责完善及时补供，以确保系统的可靠性及达到验收标准。
10 技术服务
10.1 现场安装指导及调试
现场安装指导由卖方负责，赴现场时间由买方与卖方协商确定。卖方接到书面通知后，5天内派1~2名技术服务人员到现场指导安装，买方为卖方现场指导安装人员提供便利。
10.2设备运行
装置开工期间，卖方的技术服务人员应到现场，负责所提供设备能正常运行，时间为一周。
10.3组态及培训
10.3.1软件组态及系统集成由卖方负责，组态文件形成磁盘文件。
10.3.2组态培训在现场进行，业主派2~3人参加。培训时间一周，卖方提供培训资料。
10.3.3操作、维护培训由卖方技术服务人员在现场进行，使操作工达到熟悉全套设备操作及维护的水平，培训教材由卖方提供。
11资料
11.1卖方在商务合同签订后30天内向买方提供有关控制部分的逻辑图、电气原理图、接线图〖注明电缆情况（根数、型号、规格等）〗、控制柜外形及内部布置图以及相应的机械设备图纸、技术参数等设计所需资料（买方2套、业主2套、电子版各1套 ）。暂定提供资料后10天内召开技术协调会，具体时间、地点另行商定。最终资料协调会后7天交付（买方2套、业主2套、电子版各1套 ）。
11.2买方根据卖方提供的上述图纸资料进行配电、配线设计。
11.3买方根据卖方所给的设备图进行设备基础布置、设计。
11.4卖方负责向业主及买方提供竣工资料
业主4套及一套电子文档（AUTOCAD2000 ,WORD2000）
买方4套及一套电子文档（AUTOCAD2000 ,WORD2000）
控制部分： 控制逻辑图，原理图、面板布置图、柜内布置图、端子接线图、信号一览表（注明信号类型、功能等）、各控制器设备间连接电缆的规格要求、备品备件清单、维护使用说明书，所有资料买方应对第三方保密，不得外泄
11.5外购件资料提供给买方。
提供所有设备的检验报告、试验报告、合格证、材质证明书、单机运行试验报告。
11.6买方在商务合同签定后提供最终的高压水泵组、及管线测点的信号数量、类型、量程。
12质量保证及售后服务
12.1保质期为验收合格后12个月，或设备首批到货之日起18个月。
12.2质保期内，在正常使用情况下若发生因卖方不合理设计、器件和装配质量引起的任何缺陷、故障及损坏等造成的费用损失由卖方承担，并在接通知后48小时内赶到现场，及时处理问题。
12.3由其它原因造成设备故障或质保期过后所遇设备故障，卖方将全力配合解决，也将在接通知后48小时内赶到现场处理故障。所需配件及其它服务，费用另议。
12.4卖方将为业主长期提供设备运行所需备品、备件。

（正文完）

附2：联系方式
业主: 中国化工正和集团有限公司
联系代表:
联系地址: 邮编:
联系电话: 传真：
Email:

卖方: 武汉斯沃博达自动化有限公司
联系代表:
联系地址: 邮编：
联系电话： 传真：
Email:
业主： 买方： 卖方：