昌暉儀表制造有限公司將CCS系統設計選型要點分享給大家,希望每個工廠CCS應用更加合理和經濟。
1、按控制系統安全等級分類
在CCS設計選型時,可以根據需要控制的機組設備在裝置中的重要性,以及企業對該機組設備事故可接受的風險程度來選擇CCS是否為帶SIL認證的安全PLC系統或普通PLC。同時根據CCS在工廠的控制網絡設計,考慮是否需要帶信息安全認證的PLC系統。
各種類型的具體特點如下:
①滿足SIL3安全等級應用的控制系統。該類控制系統的安全性和可用性高,與傳統的機組分離式儀表控制相比,可以把透平壓縮機組的轉速控制、防喘振控制、性能控制、機組輔助設備控制、機組的安全聯鎖保護控制統一在一個控制系統內完成,這樣的系統能很好地協調各控制回路之間的關聯條件,利用優化控制算法軟件,實現機組高性能運行需求,達到工業生產節能降耗的目的。
②非安全認證的PLC控制系統。該類控制系統的安全等級低,一般只做轉速控制 、防喘振控制、性能控制,不可以做機組的安全聯鎖保護功能。
③ 控制系統要滿足信息安全認證時,滿足IEC62443-4-1、IEC62443-4-2歐洲信息安全標準定義的SL1等級要求和ISA Secure EDSA美國信息安全標準定義的Level1等級要求。
2、按控制系統的硬件結構分類
企業在設計選型CCS控制系統時,可以根據機組設備在裝置中的重要性,以及企業對CCS控制系統誤停車帶來生產經濟損失的可接受程度來選擇系統硬件結構類型,每種類型的可用性和可維護性如下:
①三重化(TMR)控制系統。該類系統一般滿足SIL3, 同時兼顧高安全性和高可用性。另外,該類系統的輸入和輸出卡件一般用同一個卡實現三個通道的運算,在I/O卡內可以實現對外接口的表決電路,所以現場信號輸入輸出的接線非常簡單方便,現場調試維護非常安全方便。
②四重化(QMR)控制系統。該類系統一般也滿足SIL3安全等級,用兩塊CPU卡件實現四重化控制,I/O卡件一般用單通道采集運算,用兩塊I/O實現冗余表決。與TMR結構比較,對外I/O信號與現場、接線比較復雜。
③雙冗余PLC控制系統,用于機組控制系統是非安全PLC系統。
④單通道PLC系統。
3、按I/O卡結構分類
①AI、AO、 DI、 DO、 PI等輸入輸出卡件都為獨立專用的卡件。該類系統配置不太靈活方便,單點的帶負載能力比較大。
②輸入輸出卡件采用混合信號處理卡件,該類系統配置比較靈活方便。
③ AI/AO卡件是否自帶HART功能。
4、按I/O信號的連接分類
①AO帶有專用的現場接線端子板(FTP),FTP與I/O卡的內部連接已經考慮了通道冗余表決電路,對外只按“單通道”考慮,該方式設計、維護都比較方便。
②現場信號線采用直接在I/O卡件面板上接線方式。
③雙I/O卡的冗余表決需要外部并線方式實現。
5、按I/O機架擴展總線分類
①I/O擴展總線采用TMR(3根獨立)總線方式。
②I/O擴展總線采用雙重化(2根獨立)總線方式。
③I/O擴展總線采用單重化(1根)總線方式。
6、按系統電源方式分類
①控制系統每個機架有獨立的冗余供電模塊,供本機架的工作電源。
②控制系統用外電源轉換模塊,然后為每個機架供電。
7、按控制系統軟件組態方式分類
①應用程序支持ST、FBD、LD三種常用的編程語言,該類系統軟件組態開放,便于學習掌握,也便于后期維護和升級改造。
② 應用程序組態為列表填單方式,該類軟件程序一般為“黑匣子”, 不便于維護改造。
8、按控制系統I/O點數分類
①全廠所有OEM機組廠家統一機組控制器平臺,便于維護、培訓和配件管理等。
②使用各OEM機組設備廠家自帶實物控制器,這樣不便于統一維護管理。
CCS控制系統在選型時應考慮的其他要點見表1

9、按全廠或裝置的機組設備類型分類
①大型控制系統I/O點數在1000點以上,適合把透平壓縮機組的轉速控制、防喘振控制、性能控制、機組輔助設備控制、機組的安全聯鎖保護控制集成在一個控制系統內完成,實現機組各控制回路之間的關聯控制,達到機組高性能運行需求。
②小型控制系統I/O點數在200點以內,一般只做機組的調速和防喘振控制回路。