【正文】 ESD 按鈕經(jīng)過(guò)一個(gè) 300 毫秒的延時(shí)計(jì)時(shí)器，目的是防止有雷擊時(shí)，短暫電流觸發(fā) ESD邏輯。電動(dòng)閥的控制流程如圖 4311 所示。 當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)按鈕觸發(fā)時(shí)， 相應(yīng)的 ESD 閥門會(huì)自動(dòng)開關(guān)閥，而不受其他控制影響，這也就是說(shuō) ESD 的優(yōu)先級(jí)為最高的。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 開閥命令輸出執(zhí)行條件：程序自動(dòng)開閥命令， 故障狀態(tài)為非，全開到位為非， 不能停閥中間命令，不能有超時(shí)報(bào)警， 在遠(yuǎn)方控制狀態(tài)下 。 流程圖 電動(dòng)閥的控制流程 ESD 控制 的電動(dòng)閥 有自動(dòng)控制 和現(xiàn)場(chǎng)按鈕動(dòng)作 ， 自動(dòng)控制 由程序中的條件觸發(fā) ESD 控制的閥門動(dòng)作。 編制程序 分兩部分進(jìn)行流程介紹，首先是電動(dòng)閥的控制，弄清楚一個(gè)電動(dòng)閥的 自動(dòng)控制后，對(duì)后面 整條線的 ESD 閥門控制 就會(huì)很容易理解 。 分配地址 本次設(shè)計(jì)選用三塊 HIMA 模塊，分別是 HIMatrix F HIMatrix F3 DIO 20/8 01，并分別 編號(hào)為 F F3A、 F3B； （標(biāo)簽即為地址） 序號(hào) 模塊 通道 標(biāo)簽 描述 類型 1 [01].Value ESD0001 ESD 命令 BOOL 2 [02].Value HS0001 手動(dòng)閥 0001 BOOL 3 [03].Value HS0002 手動(dòng)閥 0002 BOOL 4 [04].Value HS0003 手動(dòng)閥 0003 BOOL 5 [05].Value ZSH1101 XV1101 全開到位 BOOL 6 [06].Value ZSL1101 XV1101 全關(guān)到位 BOOL 7 [07].Value ZSH1201 XV1201 全開到位 BOOL 8 [08].Value ZSL1201 XV1201 全關(guān)到位 BOOL 9 [09].Value XSH1201 XV1201 正在開狀態(tài) BOOL 10 [10].Value XSL1201 XV1201 正在關(guān)狀態(tài) BOOL 11 [11].Value XUS1201 XV1201 故障 BOOL 12 [12].Value ZSH1202 XV1202 全開到位 BOOL 13 [13].Value ZSL1202 XV1202 全關(guān)到位 BOOL 14 [01].Value ZSH1204 XV1204 全開到位 BOOL 15 [02].Value ZSL1204 XV1204 全關(guān)到位 BOOL 16 [03].Value XSH1204 XV1204 正在開狀態(tài) BOOL 17 [04].Value XSL1204 XV1204 正在關(guān)狀態(tài) BOOL 18 [05].Value XUS1204 XV1204 故障 BOOL 19 [06].Value ZSH1205 XV1205 全開到位 BOOL 20 [07].Value ZSL1205 XV1205 全關(guān)到位 BOOL 21 [08].Value XSH1205 XV1205 正在開狀態(tài) BOOL 22 [09].Value XSL1205 XV1205 正在關(guān)狀態(tài) BOOL 23 [10].Value XUS1205 XV1205 故障 BOOL 24 [11].Value ZSL5701 XV5701 全關(guān)到位 BOOL 第 4章 程序的編制 27 25 [01].Value ZSH6801 XV6801 全開到位 BOOL 26 [02].Value ZSL6801 XV6801 全關(guān)到位 BOOL 27 [03].Value XSH6801 XV6801 正在開狀態(tài) BOOL 28 [04].Value XSL6801 XV6801 正在關(guān)狀態(tài) BOOL 29 [05].Value XUS6801 XV6801 故障 BOOL 30 [06].Value ZSH6911 XV6911 全開到位 BOOL 31 [07].Value ZSL6911 XV6911 全關(guān)到位 BOOL 32 [08].Value XSH6911 XV6911 正在開狀態(tài) BOOL 33 [09].Value XSL6911 XV6911 正在關(guān)狀態(tài) BOOL 34 [10].Value XUS6911 XV6911 故障 BOOL 35 [01].Value XO1101 開閥命令輸出 BOOL 36 [02].Value XC1101 關(guān)閥命令輸出 BOOL 37 [03].Value ESD1101 ESD 命令 BOOL 38 [04].Value XO1201 開閥命令輸出 BOOL 39 [05].Value XC1201 關(guān)閥命令輸出 BOOL 40 [06].Value ESD1201 ESD 命令 BOOL 41 [07].Value XO1202 開閥 命令輸出 BOOL 42 [08].Value XC1202 關(guān)閥命令輸出 BOOL 43 [01].Value ESD1202 ESD 命令 BOOL 44 [02].Value XO1204 開閥命令輸出 BOOL 45 [03].Value XC1204 關(guān)閥命令輸出 BOOL 46 [04].Value ESD1204 ESD 命令 BOOL 47 [05].Value XO1205 開閥命令輸出 BOOL 48 [06].Value XC1205 關(guān)閥命令輸出 BOOL 49 [07].Value ESD1205 ESD 命令 BOOL 50 [08].Value ESD5701 ESD 命令 BOOL 51 [01].Value XO6801 開閥命令輸出 BOOL 52 [02].Value XC6801 關(guān)閥命令輸出 BOOL 53 [03].Value ESD6801 ESD 命令 BOOL 54 [04].Value XO6911 開閥命令輸出 BOOL 55 [05].Value XC6911 關(guān)閥命令輸出 BOOL 56 [06].Value ESD6911 ESD 命令 BOOL 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 以上命令為模塊硬接點(diǎn)的命令，指的是通過(guò)模塊的 DI/DO 口直接連到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行設(shè)備的控制。在編程中 ，如果還需要全局變量，也可根據(jù)需要在燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 VAR_GLOBAL 中建立，完成上述工作后，在將 VAR_GLOBAL 中的變量標(biāo)簽名拉入編程區(qū)域，就可以開始編制程序 。將變量連接到功能塊上，在變量突出的頭上按住鼠標(biāo)并移動(dòng)到功能塊突出的頭上，然后松開鼠標(biāo)，就連接好了。 2. 將在 3 區(qū)中建好的變量名拉入 1 區(qū)中，在 1 區(qū)中的某個(gè)區(qū)域第一次第 4章 程序的編制 23 使用，需要在該區(qū)域輸入一個(gè)名稱，如下圖 : 不輸名稱也可以，直接點(diǎn)擊 OK，同樣把所有建好的變量都拉入 1 區(qū)，在編程時(shí)將用到，在 3 區(qū)中能看出變量的使用狀態(tài)，如下 : 上圖中 CLOSE 和 XSH 是在 2 區(qū)中沒(méi)有使用過(guò)的變量， OPEN 雖然在 2 區(qū)中使用，但是沒(méi)有建立連接， STOP 是在 2 區(qū)中使用并建立了連接關(guān)系的，拖入 2 區(qū)中的變量可以使用鼠標(biāo)改變它的尺寸，還可以在注釋區(qū)中輸入注釋，也可以將注釋區(qū)刪除，如下圖的 STOP 和 OPEN 變量 : 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 在 1 區(qū)中根據(jù)邏輯圖編制程序，在編制程序的過(guò)程中，你可以使用標(biāo)準(zhǔn)的功能塊，也可以使用你已經(jīng)建立的功能塊，使用功能塊的方法為： 用 鼠標(biāo)按住 OR 功能塊，然后移動(dòng)鼠標(biāo)到編程區(qū)域，松開鼠標(biāo)，使用鼠標(biāo)可以 將功能塊拉長(zhǎng)，從而增加功能塊的輸入變量，如上圖的兩個(gè) OR 功能塊，一個(gè)是 2 個(gè)輸入的，另一個(gè)是 4 個(gè)輸入變量的。 建立子程序功能塊，以一個(gè)閥門的子程序?yàn)槔? 1） 在 test1 上單擊右鍵，選擇 New/Configuration 點(diǎn)擊，并將默認(rèn)的 Newconf 更改名稱為 xqds； 第 4章 程序的編制 21 2） 在 xqds 上單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇 New/Resource，此時(shí)在 xqds 下增加了 newresource； 3） 在 xqds 上單擊右鍵選擇 New/Library，在“ xqds”下就增加一個(gè)“ newlib”，在“ newlib”上 點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“ Rename”可以更改名稱； 4） 在“ newlib”下單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇 New/Function Block Type，在“ newlib”下就增加一個(gè)“ newFB”，在“ newFB”上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“ Rename”可以更改名稱，在此將其更改為“ rotork”，我將在“ rotork”中建立一個(gè)閥門的控制邏輯功能塊； 雙擊“ rotork”，界面變?yōu)樯蠄D的四個(gè)區(qū)： 1 區(qū)為編程區(qū)，功能塊的具體功能在這里 編程實(shí)現(xiàn)，它可以調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)里的功能塊 ； 2 區(qū)是功能塊的結(jié)構(gòu)圖，使用鼠標(biāo)托拽可以增加 其輸入輸出的函數(shù)變量 ； 3 區(qū)是變量區(qū) , 在1 區(qū)里的變量都需要在 3 區(qū)中定義 ； 4 區(qū)中是一些錯(cuò)誤信息瀏覽。 編程軟件 (ELOP II Factory) 應(yīng)用編程 在使用 ELOP II Factory 進(jìn)行編程之前，首先要準(zhǔn)備好 Hardlock， 它是一種硬件加密技術(shù)。 此次編程首先以一個(gè)電動(dòng)閥的控制為例，介紹編程軟件， I/O 模塊組態(tài)，以及 地址表的分配，并進(jìn)行流程介紹和編程； 并且給出整個(gè) ESD 系統(tǒng)主邏輯的流程圖和一個(gè)電動(dòng)閥的流程圖。 本章小結(jié) 輸氣站場(chǎng)的整個(gè)控制流程是很復(fù)雜的過(guò)程，本章首先從總體上介紹了站控系統(tǒng)的流程分區(qū)， 然后著重介紹了 ESD 的硬件配置， I/O 模塊 ， 畫出了I/O 模塊的接線原理圖， 為現(xiàn)場(chǎng)接線提供了依據(jù) ， 介紹了 ESD 的容錯(cuò)控制和安全控制， 最后 計(jì)算 I/O 點(diǎn)數(shù)，為下面的設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。而其它的信號(hào)如站控開閥命 令 關(guān)閥命令，偏差報(bào)警，中間變量等為軟件所實(shí)現(xiàn)的控制信號(hào)就不算在 I/O 點(diǎn)數(shù)之內(nèi)。 計(jì)算 I/O 點(diǎn) ESD 的選型主要是選擇所用的 處理器型號(hào)， I/O 模塊個(gè)數(shù) 。 第 3章 系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì) 19 隨著實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的豐富和安全工程理論的深入發(fā)展，以及近年來(lái)新的工業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)的誕生，這些標(biāo)準(zhǔn)有力地推動(dòng)著 TMR 技術(shù)的逐漸推廣。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，石油化工生產(chǎn)裝置一般采用 ESD 系統(tǒng)的安全等級(jí)為 SIL3 級(jí)，即相當(dāng)于 T252。因此，必須先對(duì)具體的工業(yè)過(guò)程進(jìn)行安全度的評(píng)價(jià)。erwachungs Verein)將應(yīng)用在過(guò)程工業(yè)的安全系數(shù)定義為安全要求級(jí)別 5。因此，在德國(guó)的專門認(rèn)證安全系統(tǒng)的機(jī)構(gòu) T252。 隨著安全標(biāo)準(zhǔn)的推出以及對(duì)安全系統(tǒng)重視度的不斷升級(jí)，安全系統(tǒng)的認(rèn)證也就變得越來(lái)越重要。安全度等級(jí)可用于簡(jiǎn)化和理論化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中各部分的安全要求，并使其定量化。 2． 安全系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn) 在安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，安全度等級(jí)是設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)裝置的安全度等級(jí)選擇合適的安全系統(tǒng)技術(shù)和配置方式。 ESD 系統(tǒng)就是設(shè)計(jì)為高度容錯(cuò)性，用來(lái)將工業(yè)過(guò)程置為已知的安全狀態(tài)。它不同于一般的冗余：一般的冗余僅僅是模塊或總線上簡(jiǎn)單的雙熱備，一旦輸入模塊出現(xiàn)故障，處理器模塊也會(huì)出現(xiàn)故障，這時(shí)系統(tǒng)可能會(huì)因此而癱瘓；但是具有容錯(cuò)功能的系統(tǒng)，除了模塊、總線、通信上的冗余設(shè)計(jì)外，還具有自診斷功能。 1． 容錯(cuò)控制 容錯(cuò)是指系統(tǒng)在一個(gè)或多個(gè)元件出現(xiàn)故障時(shí) 能繼續(xù)運(yùn)行的能力。于是一種能允許系統(tǒng)部分故障，而又不影響正常生產(chǎn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求擺到人們眼前。某一部件的故障也僅僅只會(huì)導(dǎo)致控制的某部分失敗。但由于處理器單元的出錯(cuò)容易導(dǎo)致整個(gè)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的失敗，從而使得基于處理器聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性相對(duì)于傳統(tǒng)聯(lián)鎖系統(tǒng)來(lái)說(shuō)較差些。 （注： 感應(yīng)負(fù)載可以不接二極管 ） 第 3章 系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì) 17 圖 36 數(shù)字量輸出接線圖 雖然每塊 F3 DIO 20/8 01 有 2 個(gè)以太網(wǎng)口，但是它們只有一個(gè) IP 地址，可以通過(guò)軟件對(duì) F3 的 IP 地址和 System ID(SRS)進(jìn)行更改，每個(gè) F3 的出廠默認(rèn)設(shè)置為： Default value for IP address: Default value for SRS: 以上 由參考文獻(xiàn) [14]可知。此外， F3 包括 8 個(gè)數(shù)字量輸出和 20 個(gè)數(shù)字量輸入，用于數(shù)據(jù)采集和控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，它們的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理參見下圖： 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 36 數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)處理圖 . 數(shù)字量輸入 : F3 DIO 20/8 01 有 20 個(gè)數(shù)字量輸入，每個(gè)數(shù)字量輸入對(duì)應(yīng)一個(gè)狀態(tài)顯示燈，支持有源信號(hào)和無(wú)源信號(hào)兩種接線方式，接線方式參見下圖，其中左圖為無(wú)源信號(hào)的接線方式，右圖為有源信號(hào)的接線方式。 感應(yīng)負(fù)載可以不接二極管 。此外， F30 包括 8 個(gè)數(shù)字量輸出和 20 個(gè)數(shù)字量輸入，用于數(shù)據(jù)采集和控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，它們的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理參見下圖： 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 3