DCS在天然氣處理裝置中的應用

過(guò)程控制實(shí)施技術(shù)石油化工自動(dòng)化,2009,4:77AUTOMATION IN PETRO- CHEMICAL INDUSTRYDCS在天然氣處理裝置中的應用李映霞1,張國棟2,陸艷萍3(1.天華化工機械及自動(dòng)化研究設計院,蘭州730060;2.吐哈油田丘東采油廠(chǎng),新疆郡善8382023.中石油蘭州石化公司化肥廠(chǎng),蘭州730060)摘要:通過(guò)對丘東天然氣處理裝置控制系統存在的控制卡易出錯組態(tài)受限制、功能不完善等問(wèn)題和 Delta v控制系統采用高性能的控制器、VIM虛擬模塊等特點(diǎn)的介紹,認識到為保證丘東天然氣處理裝置的平穩、安全運行,亟須對控制系統進(jìn)行升級改造的必要性以及改造方案的總體思路,并對實(shí)施方案進(jìn)行了詳細介紹,方案實(shí)施后,解決了原系統中存在的問(wèn)題,發(fā)揮了 DeltalⅤ系統的優(yōu)勢,提高了天然氣處理裝置控制系統的控制系統的安全性和可靠性,保證了丘東天然氣處理裝置安全和平穩運行。關(guān)鍵詞:分散控制系統;RS3系統; Delay中圖分類(lèi)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,該系統實(shí)現對整個(gè)裝置生產(chǎn)過(guò)程的監數及普通溫壓補償公式,不能實(shí)時(shí)反映正確的標況控和保護,包括過(guò)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新系統特點(diǎn)系統由工程師站(MTCC)操作站(ROS)組成控制3.1Deta系統特點(diǎn)器( Controlfile)、各種I/O模塊及接線(xiàn)端子板所組a)系統冗余。 Delta v系統是 Emerson公司成?？刂破饔扇哂嚯娫纯?、冗余通訊卡、冗余處理依據FF標準設計出的兼容現場(chǎng)總線(xiàn)功能的控制器(CP2)、內存卡及控制卡所組成?？刂瓶ㄓ葾到系統,它充分發(fā)揮眾多DCS的優(yōu)勢,如:系統的安H進(jìn)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?？刂瓶?E、F為MPC2控制卡、G為MUX控制卡、塊)、集成的用戶(hù)界面、信息集成等,同時(shí)克服傳統H為PLC控制卡?？刂瓶煽浠騃O模塊DCS的不足,具有規模靈活可變、使用簡(jiǎn)單、維護相連并進(jìn)行數據通訊,1/O模塊則與接線(xiàn)端子板相方便的特點(diǎn)連使其系統IO達650多點(diǎn)b)高性能的控制器。該系統控制器的功能特2系統現狀點(diǎn): 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(zhù)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模的增大使控制卡運行負控制器可以將智能HART信息從現場(chǎng)設備傳送到荷加重。其閑空時(shí)間百分比現已降低到5%控制網(wǎng)絡(luò )中的任何節點(diǎn)2。8%,這時(shí)控制卡中的程序及數據內容備份時(shí)出錯,c)ⅥM虛擬模塊。ⅥM虛擬模塊是由當冗余控制卡切換時(shí)會(huì )使數據丟失,從而造成生產(chǎn) MYNAH公司專(zhuān)門(mén)配合 Deltav系統研制的,包括虛運行不平穩,并給安全帶來(lái)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(wú)法離線(xiàn)組態(tài)及組態(tài)受限制。該系統無(wú)法DltaⅤIO卡件和現場(chǎng)總線(xiàn)接口卡件,虛擬I/O模塊進(jìn)行離線(xiàn)組態(tài)并進(jìn)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(zhù)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(lái)不方便,使組中國煤化工術(shù)、新設備,結合態(tài)受到較大的限制。CNMHGc)功能不完善,無(wú)法滿(mǎn)足現場(chǎng)生產(chǎn)需要收稿日期:2009-05-13(修改稿)ROS操作站現通過(guò) NetDDE功能進(jìn)行DCS數據作者筒介:李映霞,女,1993年畢業(yè)于蘭州大學(xué)計算機應用專(zhuān)上傳。無(wú)Web數據發(fā)布功能,無(wú)法適應“管控一體業(yè),現工作于天華化工機械及自動(dòng)化研究設計院石油化工自動(dòng)化22009年實(shí)際,充分利用現有設備減少投資,盡量降低對生警處理的時(shí)效性。當發(fā)生報警后操作人員可立即產(chǎn)的影響,努力實(shí)現自控系統安全可靠、功能強大、知道報警的具體含意并做出快速反應。經(jīng)濟實(shí)用,為“管控一體化”的生產(chǎn)管理模式打下堅b)二次開(kāi)發(fā)操作面板,滿(mǎn)足實(shí)際應用。操作實(shí)的物質(zhì)技術(shù)基礎。面板是技術(shù)維護人員、操作人員進(jìn)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系統所具有的原始操作面板根接口模塊來(lái)代替RS3系統的 ControlFile控制器,本滿(mǎn)足不了實(shí)際使用要求。通過(guò)深入研究及結合以充分利用 Deltav的先進(jìn)性及可靠性?，F場(chǎng)使用要求及不同的授權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(jìn)行再次開(kāi)發(fā),使面板具有直觀(guān)可讀、操作用 DeltavⅠ/O模塊進(jìn)行替代。這樣可以節省投方便、安全可靠的優(yōu)點(diǎn),使其更接近操作實(shí)際滿(mǎn)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系統組成c)采用AGA算法,提高孔板流量精度。原RS3系DeltaⅤ系統主要由三部分即工作站、通信網(wǎng)統孔板流量計量精度較低。 Deltav系統的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(jìn)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(guò)AGA算法模塊開(kāi)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。流出系數隨著(zhù)壓力溫度的變化可自動(dòng)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。用于系統管理、組態(tài)、過(guò)程監控及操作、以及實(shí)現控d)完善控制邏輯,確保分子篩安全運行。天制系統與工廠(chǎng)管理網(wǎng)絡(luò )的數據通信并提供過(guò)程信然氣處理裝置采用兩分子篩塔實(shí)現天然氣脫水。息的基于Web技術(shù)的遠程瀏覽。通過(guò)開(kāi)發(fā)分子篩切斷閥順控邏輯,實(shí)現分子篩b)控制站由高性能的冗余MD控制器、冗余 ORBIT軌道球閥自動(dòng)切換,進(jìn)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,以達到兩塔連續交替循環(huán)吸附、再生、及原來(lái)的RS3I/O模塊所組成。MD控制器提供冷卻過(guò)程。天然氣處理裝置分子篩切斷閥順控邏現場(chǎng)設備與控制網(wǎng)絡(luò )中其他節點(diǎn)之間的通訊和控輯具有復位、啟動(dòng)、暫停、繼續、步進(jìn)、兩塔吸附選擇制。 Deltav系統創(chuàng )建的控制策略和系統組態(tài)也可等功能,可以充分滿(mǎn)足現場(chǎng)實(shí)際要求且具有報警功以在這個(gè)功能更強的控制器中使用。功能強大的能,當某步報警時(shí)將停止運行,等待故障處理或確MD控制器通過(guò)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系統的6結束語(yǔ)Controlfile控制器升級到 Deltav系統的MD控目前該系統運行平穩,安全可靠,通過(guò)對該制器。RS3O接口模塊與 ControlFile的串行通系統的升級,解決了原系統中存在的問(wèn)題,發(fā)揮訊協(xié)議兼容。RS3IO接口模塊可以使用RS3DltaⅤ系統的優(yōu)勢,提高了天然氣處理裝置控制FlexTerm and MultiPoint I/O子系統。 Deltav系系統的安全性、可靠性、實(shí)用性以及先進(jìn)性,并提統可以與 DeltaV I/O一樣對RS31/O進(jìn)行組態(tài)、高自動(dòng)化運用水平。今后還可以充分發(fā)揮監控、診斷。Plant Web的功能及性能,擴展工藝參數的應用范4升級改造后的1/O規模圍并融入生產(chǎn)管理信息系統中,實(shí)現“管控一體對RS3系統進(jìn)行升級改造成 Deltav系統,化Flexterm及 MultiPoint I/O模塊可以保留,而參考文獻:MuxI/O及PIC模塊需要用相應的 Deltav i/O1高麗君.油品罐區的數據采集[J].石油化工自動(dòng)化,2007,43模塊進(jìn)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,秦粗杰自控工程設計中控制閥流量特性的選用問(wèn)題].石油化工自動(dòng)化,2004,(4):96模塊用串行卡代替;對部分模塊進(jìn)行擴充達到10%的余留以便擴容。凵中國煤化工5系統升級后具有的特性CNMHGx,可.m》m構優(yōu)化[J].中國石油a)實(shí)現 Deltav內核漢化,提高操作人員對報大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2007,(3):114