Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Řídicí systém OCS ABB MOD300 Advant na etylenové jednotce v Chemopetrolu

Automa 7/2000

Rudolf Michálek, Pavel Beyr
ABB Energo, s. r. o., Automation

Řídicí systém OCS ABB MOD300 Advant na etylenové jednotce v Chemopetrolu

Obr. 1.

Etylenovou jednotku v Chemopetrolu, a. s., nově řídí systém OCS ABB MOD300 Advant. Článek stručně popisuje jeho konfiguraci. Jde o progresivní aplikaci, která je jednou z největších v Evropě.

Začátkem letošního roku byla úspěšně zakončena modernizace řídicího systému jednotky na výrobu etylenu v Chemopetrolu, a. s., Litvínov. Tato etylenová jednotka (obr. 1) ročně produkuje 450 000 t primární suroviny – etylenu pro následné zpracování. O modernizaci jejího řídicího systému bylo rozhodnuto v devadesátých letech. Jako náhrada stávajícího řídicího systému Foxboro IA a regulačních obvodů klasického typu byl ve výběrovém řízení zvolen řídicí systém OCS (Open Control System) ABB MOD300 Advant.

Hlavním dodavatelem celého projektu se stala firma ABB Lummus Global, s. r. o., a dodavatelem řídicího systému ABB DEIND Mannheim, SRN.

Rozsah a struktura řídicího systému
Je namístě zdůraznit, že popisovaná aplikace řídicího systému ABB MOD300 Advant je považována za nejrozsáhlejší v Evropě a patří k technicky nejprogresivnějším řešením ve svém oboru. Rozsah systému lze dokumentovat na počtech vstupů/výstupů:

  • 2 700 analogových vstupů,
  • 800 analogových výstupů,
  • 300 digitálních vstupů,
  • 350 digitálních výstupů,
  • 3 000 proměnných přenášených sériovými komunikacemi.

Řídicí systém etylenové jednotky je konfigurován do dvou samostatných okruhů DCN1 a DCN2 (Distributed Control Network) propojených směrovači (router). Všechny komunikační linky jsou zdvojeny. Základní strukturu řídicího systému ukazují obr. 2 a obr. 3.

Obr. 2.

V okruhu DCN1 (médiem je koaxiální kabel), určeném pro řízení teplého a studeného dílu etylenové jednotky, je zapojeno celkem (obr. 2.):

  • 11 operátorských stanic OS (původně 10),
  • 8 řídicích stanic SCC (původně 4),
  • inženýrská stanice ES,
  • brána pro rychlou výměnu dat mezi okruhy (turbogateway TGW),
  • 2 stanice pro archivaci dat IMS,
  • optimalizační stanice OPT.

S okruhem DCN1 dále spolupracují PC a tiskárny pro zpracování výstražných hlášení (A-PC).

Obr. 3.

V okruhu DCN2 (optický kabel) pro řízení kotelny, demineralizační jednotky a poloprovozní jednotky decyklopentadienu jsou zapojeny kromě PC a tiskárny výstražných hlášení (obr. 3):

  • 3 operátorské stanice OS (původně 2),
  • 2 řídicí stanice SCC,
  • stanice pro archivaci dat IMS,
  • turbogateway TGW.

Řídicí stanice
Řídicí stanice řady SC jsou konfigurovány jako plně redundantní. V procesorové jednotce stanic SC je použit procesor Motorola MC68020 a stanice je vybavena dvěma redundantními sériovými komunikačními kanály. Na etylenové jednotce komunikují s řídicími stanicemi řady SC prostřednictvím linky RS-422 (protokolem Modbus B) blokovací systém HIMA a PLC Elsag Bailey, Bentley Nevada, Hartmann & Braun, Bopp & Reuther, AlfaLaval a další.

Pracovní stanice řídicího systému
ABB standardně používá pracovní stanice firmy Hewlett-Packard (obr. 4). Každá stanice má zabezpečeno napájení vlastním záložním zdrojem. Operačním systémem stanic je z důvodu stability standardně HP-UX včetně X-Windows a síťových aplikací.

Operátorské stanice
Všechny operátorské stanice jsou konfigurovány jako dvoumonitorové. Součástí stanice jsou speciální operátorská klávesnice, trackball a alarmové tablo. Softwarovým vybavením je ABB AdvaCommand – prostředí sloužící jako rozhraní k řízení a sledování provozu (časové průběhy, grafická zobrazení, řídicí dialogy, sledování a potvrzování alarmů, sledování diagnostických hlášení systému atd.). Operátorské prostředí je rozděleno do skupin a podskupin. Lze nastavit tři úrovně přístupu (inženýr, mistr, operátor) s libovolným počtem uživatelů. Na etylenové jednotce má každý operátor k dispozici přibližně 1 000 grafických zobrazení. K celkem sedmi operátorským stanicím jsou připojeny tiskárny pro tisk historických zpráv a prostřednictvím sériového komunikačního kanálu alarmové počítače (PC s tiskárnami) pro sběr, filtrování a archivaci alarmů a událostí.

Obr. 4.

Inženýrská stanice
Softwarovým vybavením inženýrské stanice je prostředí ABB AdvaBuild, určené ke konfigurování databáze, tvorbě operátorských prostředí, tvorbě grafických zobrazení a jako knihovna diagnostických hlášení. Systém řízení technologického procesu může být konfigurován třemi způsoby, a to pomocí:

a) CCF – Configurable Control Functions (smyčky skládající se z jednotlivých předem definovaných modulů),
b) TCL – Taylor Control Language (strukturovaný programovací jazyk vyšší úrovně),
c) TLL – Taylor Ladder Logic (jazyk kontaktních schémat, tj. velmi rychlá „žebříková“ logika, podle průmyslového standardu).

Stanice pro archivaci dat
Pro archivaci dat se používají databázový program Oracle a program ABB AdvaInform. Program AdvaInform slouží ke konfigurování a ukládání historických dat a zpráv. Na etylenové jednotce archivují stanice IMS01 celkem 1 200, stanice IMS02 celkem 1 000 a IMS03 celkem 1 350 proměnných.

Optimalizační stanice
Optimalizační stanice používá databázový program Oracle, program ABB AdvaInform a programovací jazyky C++ a Fortran. Lze na ní realizovat veškeré funkce zajišťované stanicí pro archivaci dat, navíc umožňuje optimalizovat některé parametry řízeného procesu.

Vazba na podnikovou síť
Všechny zmíněné pracovní stanice řídicího systému jsou kromě komunikace v okruzích DCN zároveň propojeny sítí Ethernet s protokolem TCP/IP a dále přes rozbočovače (hub) zapojeny do místní počítačové sítě. Toto propojení zpřístupňuje data z řídicího systému pro účely bilancování a archivace uskutečňované na osobních počíačích zodpovědných pracovníků společnosti Chemopetrol.