過程控制實施技術(shù)石油化工自動化,2009,4:77AUTOMATION IN PETRO- CHEMICAL INDUSTRYDCS在天然氣處理裝置中的應(yīng)用李映霞1,張國棟2,陸艷萍3(1.天華化工機械及自動化研究設(shè)計院,蘭州730060;2.吐哈油田丘東采油廠,新疆郡善8382023.中石油蘭州石化公司化肥廠,蘭州730060)摘要:通過對丘東天然氣處理裝置控制系統(tǒng)存在的控制卡易出錯組態(tài)受限制、功能不完善等問題和 Delta v控制系統(tǒng)采用高性能的控制器、VIM虛擬模塊等特點的介紹,認識到為保證丘東天然氣處理裝置的平穩(wěn)、安全運行,亟須對控制系統(tǒng)進行升級改造的必要性以及改造方案的總體思路,并對實施方案進行了詳細介紹,方案實施后,解決了原系統(tǒng)中存在的問題,發(fā)揮了 DeltalⅤ系統(tǒng)的優(yōu)勢,提高了天然氣處理裝置控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的安全性和可靠性,保證了丘東天然氣處理裝置安全和平穩(wěn)運行。關(guān)鍵詞:分散控制系統(tǒng);RS3系統(tǒng); Delay中圖分類號:TP273文獻標志碼:B文章編號:1007-7324(2009)04-0077-021引言化”的發(fā)展趨勢吐哈油田丘東天然氣處理裝置自控系統(tǒng)采用天然氣孔板流量計只能采用人工計算流出系RS3-DCS,該系統(tǒng)實現(xiàn)對整個裝置生產(chǎn)過程的監(jiān)數(shù)及普通溫壓補償公式,不能實時反映正確的標況控和保護,包括過程控制(PCS)、緊急關(guān)斷控制流量,將影響天然氣流量的測量精度。(ESD)、火氣探測(F&G)和消防控制。RS3控制3新系統(tǒng)特點系統(tǒng)由工程師站(MTCC)操作站(ROS)組成控制3.1Deta系統(tǒng)特點器( Controlfile)、各種I/O模塊及接線端子板所組a)系統(tǒng)冗余。 Delta v系統(tǒng)是 Emerson公司成。控制器由冗余電源卡、冗余通訊卡、冗余處理依據(jù)FF標準設(shè)計出的兼容現(xiàn)場總線功能的控制器(CP2)、內(nèi)存卡及控制卡所組成?？刂瓶ㄓ葾到系統(tǒng),它充分發(fā)揮眾多DCS的優(yōu)勢,如:系統(tǒng)的安H進行排列,A與B、C與D為相互冗余的MPC2全性、冗余功能(電源、控制器、通信網(wǎng)絡(luò)、1/O模控制卡,E、F為MPC2控制卡、G為MUX控制卡、塊)、集成的用戶界面、信息集成等,同時克服傳統(tǒng)H為PLC控制卡?？刂瓶煽浠騃O模塊DCS的不足,具有規(guī)模靈活可變、使用簡單、維護相連并進行數(shù)據(jù)通訊,1/O模塊則與接線端子板相方便的特點連使其系統(tǒng)IO達650多點b)高性能的控制器。該系統(tǒng)控制器的功能特2系統(tǒng)現(xiàn)狀點: MD PLUS控制器最大為48MB。減少了a)控制卡運行負荷重,容易出錯。隨著工藝CPU的資源占用比例,并提高了控制策略的功能。的不斷改造以及控制規(guī)模的增大使控制卡運行負控制器可以將智能HART信息從現(xiàn)場設(shè)備傳送到荷加重。其閑空時間百分比現(xiàn)已降低到5%控制網(wǎng)絡(luò)中的任何節(jié)點2。8%,這時控制卡中的程序及數(shù)據(jù)內(nèi)容備份時出錯,c)ⅥM虛擬模塊。ⅥM虛擬模塊是由當(dāng)冗余控制卡切換時會使數(shù)據(jù)丟失,從而造成生產(chǎn) MYNAH公司專門配合 Deltav系統(tǒng)研制的,包括虛運行不平穩(wěn),并給安全帶來嚴重的不利影響擬I/O模塊和虛擬L/O模塊網(wǎng)關(guān)。虛擬模塊仿真b)}無法離線組態(tài)及組態(tài)受限制。該系統(tǒng)無法DltaⅤIO卡件和現(xiàn)場總線接口卡件,虛擬I/O模塊進行離線組態(tài)并進行邏輯測試?？刂瓶ㄖg變量關(guān)提供 Modbus TCP/P或 Ethernet/IP通信功能引用連接有著嚴格的控制,每塊控制卡的卡間連接32升級方案為80條,這為組態(tài)中的變量引用帶來不方便,使組中國煤化工術(shù)、新設(shè)備,結(jié)合態(tài)受到較大的限制。CNMHGc)功能不完善,無法滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需要收稿日期:2009-05-13(修改稿)ROS操作站現(xiàn)通過 NetDDE功能進行DCS數(shù)據(jù)作者筒介:李映霞,女,1993年畢業(yè)于蘭州大學(xué)計算機應(yīng)用專上傳。無Web數(shù)據(jù)發(fā)布功能,無法適應(yīng)“管控一體業(yè),現(xiàn)工作于天華化工機械及自動化研究設(shè)計院石油化工自動化22009年實際,充分利用現(xiàn)有設(shè)備減少投資,盡量降低對生警處理的時效性。當(dāng)發(fā)生報警后操作人員可立即產(chǎn)的影響,努力實現(xiàn)自控系統(tǒng)安全可靠、功能強大、知道報警的具體含意并做出快速反應(yīng)。經(jīng)濟實用,為“管控一體化”的生產(chǎn)管理模式打下堅b)二次開發(fā)操作面板,滿足實際應(yīng)用。操作實的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。面板是技術(shù)維護人員、操作人員進行維護和操作的a)采用 Deltav冗余控制器及冗余RS3IO重要工具。 Deltav系統(tǒng)所具有的原始操作面板根接口模塊來代替RS3系統(tǒng)的 ControlFile控制器,本滿足不了實際使用要求。通過深入研究及結(jié)合以充分利用 Deltav的先進性及可靠性?，F(xiàn)場使用要求及不同的授權(quán)等級對各種模板的操b)充分保留原RS3I/O模塊,不能保留的可作面板進行再次開發(fā),使面板具有直觀可讀、操作用 DeltavⅠ/O模塊進行替代。這樣可以節(jié)省投方便、安全可靠的優(yōu)點,使其更接近操作實際滿足資,減少工作量,并可降低對生產(chǎn)的影響程度。使用要求。3.3系統(tǒng)組成c)采用AGA算法,提高孔板流量精度。原RS3系DeltaⅤ系統(tǒng)主要由三部分即工作站、通信網(wǎng)統(tǒng)孔板流量計量精度較低。 Deltav系統(tǒng)的AGA算法綜絡(luò)和控制站組成,工作站、通信網(wǎng)絡(luò)及部分1/O卡合了AGA3和AGA8的功能,可進行天然氣孔板流量的件屬于升級新增的配置。計算及溫壓補償。通過AGA算法模塊開發(fā)天然氣孔板a)工作站包括了3臺操作員站(其中1臺由流量計量模板。流出系數(shù)隨著壓力溫度的變化可自動重工程師站兼作操作員站)和1臺網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,分別新計算,大大提高了天然氣的計量精度。用于系統(tǒng)管理、組態(tài)、過程監(jiān)控及操作、以及實現(xiàn)控d)完善控制邏輯,確保分子篩安全運行。天制系統(tǒng)與工廠管理網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信并提供過程信然氣處理裝置采用兩分子篩塔實現(xiàn)天然氣脫水。息的基于Web技術(shù)的遠程瀏覽。通過開發(fā)分子篩切斷閥順控邏輯,實現(xiàn)分子篩b)控制站由高性能的冗余MD控制器、冗余 ORBIT軌道球閥自動切換,進而控制原料氣和再Deltav for rs3I/O接口模塊、 DeltavⅠ/O卡件以生氣的流向,以達到兩塔連續(xù)交替循環(huán)吸附、再生、及原來的RS3I/O模塊所組成。MD控制器提供冷卻過程。天然氣處理裝置分子篩切斷閥順控邏現(xiàn)場設(shè)備與控制網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點之間的通訊和控輯具有復(fù)位、啟動、暫停、繼續(xù)、步進、兩塔吸附選擇制。 Deltav系統(tǒng)創(chuàng)建的控制策略和系統(tǒng)組態(tài)也可等功能,可以充分滿足現(xiàn)場實際要求且具有報警功以在這個功能更強的控制器中使用。功能強大的能,當(dāng)某步報警時將停止運行,等待故障處理或確MD控制器通過底板與IO卡件連接認,加強了生產(chǎn)裝置的安全度c)采用RS3I/O接口模塊可把RS3系統(tǒng)的6結(jié)束語Controlfile控制器升級到 Deltav系統(tǒng)的MD控目前該系統(tǒng)運行平穩(wěn),安全可靠,通過對該制器。RS3O接口模塊與 ControlFile的串行通系統(tǒng)的升級,解決了原系統(tǒng)中存在的問題,發(fā)揮訊協(xié)議兼容。RS3IO接口模塊可以使用RS3DltaⅤ系統(tǒng)的優(yōu)勢,提高了天然氣處理裝置控制FlexTerm and MultiPoint I/O子系統(tǒng)。 Deltav系系統(tǒng)的安全性、可靠性、實用性以及先進性,并提統(tǒng)可以與 DeltaV I/O一樣對RS31/O進行組態(tài)、高自動化運用水平。今后還可以充分發(fā)揮監(jiān)控、診斷。Plant Web的功能及性能,擴展工藝參數(shù)的應(yīng)用范4升級改造后的1/O規(guī)模圍并融入生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)中,實現(xiàn)“管控一體對RS3系統(tǒng)進行升級改造成 Deltav系統(tǒng),化Flexterm及 MultiPoint I/O模塊可以保留,而參考文獻:MuxI/O及PIC模塊需要用相應(yīng)的 Deltav i/O1高麗君.油品罐區(qū)的數(shù)據(jù)采集[J].石油化工自動化,2007,43模塊進行替代。 Mux Al用 Deltav al模塊代替;Mux RTD用 RTD DeltaV rtD模塊代替;PLC2解桂香,秦粗杰自控工程設(shè)計中控制閥流量特性的選用問題].石油化工自動化,2004,(4):96模塊用串行卡代替;對部分模塊進行擴充達到10%的余留以便擴容。凵中國煤化工5系統(tǒng)升級后具有的特性CNMHGx,可.m》m構(gòu)優(yōu)化[J].中國石油a)實現(xiàn) Deltav內(nèi)核漢化,提高操作人員對報大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2007,(3):114