王玉江

(中海石油化學(xué)股份有限公司,海南東方 572600)

中海石油化學(xué)股份有限公司化肥一部合成、尿素主裝置DCS是橫河的CENTUM-CS。經(jīng)過(guò)十年多的運(yùn)行,該系統(tǒng)主要存在的問(wèn)題如下。

DCS控制系統(tǒng)工程師站,因設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行,電子元器件老化,導(dǎo)致主機(jī)主板故障。工程師站硬件已經(jīng)不再生產(chǎn),沒(méi)有可供更換的備件,不具備修復(fù)條件。DCS控制系統(tǒng)的很多硬件為專(zhuān)用設(shè)備,兼容性差,購(gòu)置困難,且價(jià)格昂貴,導(dǎo)致維護(hù)費(fèi)用過(guò)高。原系統(tǒng)的操作軟件是UNIX,用在系統(tǒng)上是最好的,但是技術(shù)要求高,難度大,開(kāi)放性差。DCS控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低。如果因系統(tǒng)軟件故障引起裝置停車(chē),將給公司帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因裝置的各項(xiàng)技術(shù)改造新增了較多的 I/O點(diǎn),使系統(tǒng)控制站運(yùn)行負(fù)荷高達(dá)近90%。按正常的系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行負(fù)荷應(yīng)在60%以下,因此,DCS控制系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷已較重,影響到數(shù)據(jù)的處理和傳送,或死機(jī),嚴(yán)重影響工藝人員的操作。

DCS控制技術(shù)已經(jīng)落后,設(shè)備的老化已成現(xiàn)實(shí)。因此需要對(duì)合成、尿素主裝置DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。

根據(jù)目前控制系統(tǒng)的使用情況,本著節(jié)約成本合理配置資源的原則,以及考慮到系統(tǒng)的連續(xù)性和兼容性,選用CEN TUM CS3000為升級(jí)改造產(chǎn)品。

CENTUM CS3000采用了成對(duì)熱備(Pair& Spare)的冗余技術(shù),具有強(qiáng)大的功能。CENTUM CS3000具有很高的可靠性/可用性,確保故障時(shí)不會(huì)停止操作。CEN TUM CS3000同時(shí)也是一個(gè)真正和現(xiàn)場(chǎng)總線兼容的系統(tǒng)。

1 DCS系統(tǒng)升級(jí)改造方案

本次改造為全面升級(jí)改造,內(nèi)容如下。

1.1 工程師站升級(jí)改造

CENTUM CS系統(tǒng)升級(jí)為最新的CENTUM CS3000系統(tǒng)后,工程師站選用DELL的 T3400工作站,是普通PC機(jī)。操作系統(tǒng)是WINDOWS XP。

1.2 DCS系統(tǒng)的操作站升級(jí)改造

操作站升級(jí)為CENTUM CS3000后,CENTUM CS系統(tǒng)的信息指令站ICS升級(jí)為CS3000系統(tǒng)的操作站HIS,操作站使用DELL的T3400工作站,操作系統(tǒng)是WINDOWS XP。

1.3 DCS系統(tǒng)的控制站升級(jí)改造

合成裝置的兩臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制站 FCS使用的CPU處理器為CP334D,尿素裝置的一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制站 FCS使用的 CPU處理器為 CP314D。原CPU處理器不能滿(mǎn)足新系統(tǒng)的要求,升級(jí)為CS3000系統(tǒng)后,統(tǒng)一使用CP345 CPU處理器,控制單元FCU中的通訊卡和電源卡保持不變,控制站中的所有節(jié)點(diǎn)、I/O卡件、繼電器等其他設(shè)備均保持不變。

1.4 上位通訊及報(bào)表的升級(jí)

原CENTUM CS系統(tǒng)中使用一臺(tái)通訊接口ACG,用于工程師站與現(xiàn)場(chǎng)控制站,以及操作站與上位機(jī)之間的通訊,升級(jí)為CS3000系統(tǒng)后,通過(guò)以太網(wǎng)以及OPC功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.5 閃光報(bào)警器升級(jí)改造

因老化原因,對(duì)尿素用的閃光報(bào)警器進(jìn)行更換。

1.6 軟件的升級(jí)

CENTUM CS系統(tǒng)使用的UNIX操作系統(tǒng)升級(jí)為CS3000系統(tǒng)的WINDOWS XP操作系統(tǒng),并使用CENTUM CS3000最新的R3系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和專(zhuān)用軟件包。

2 DCS系統(tǒng)升級(jí)改造的實(shí)施步驟

2.1 實(shí)施前的準(zhǔn)備工作

(1)系統(tǒng)版本、型號(hào)確認(rèn);

(2)參數(shù)保存、項(xiàng)目備份;

(3)功能確認(rèn);

(4)操作系統(tǒng)安裝;

(5)橫河CS3000系統(tǒng)安裝;

(6)其他軟件安裝,如打印機(jī)驅(qū)動(dòng)等;

(7)項(xiàng)目轉(zhuǎn)換,由于兩個(gè)系統(tǒng)所基于的操作系統(tǒng)不同,所以需要轉(zhuǎn)換CENTUM CS的項(xiàng)目文件為CS3000的文件格式;

(8)在CS3000系統(tǒng)中,導(dǎo)入原文件并進(jìn)行修改,包括控制方案、流程圖、控制分組以及趨勢(shì)圖;

(9)重新制作報(bào)表和定義長(zhǎng)趨勢(shì);

(10)修改控制站組態(tài)和操作站組態(tài)。

2.2 硬件安裝

(1)移出需要更新的設(shè)備 工程師站EWS、信息指令站ICS、通訊接口ACG、現(xiàn)場(chǎng)控制站中的控制單元FCU以及打印機(jī)等。

(2)新硬件的安裝 工程師站ENG、操作站HIS、現(xiàn)場(chǎng)控制站中的控制單元FCU以及打印機(jī)等。

(3)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。

2.3 系統(tǒng)檢查和調(diào)試

(1)按要求對(duì)系統(tǒng)送電;

(2)通訊功能調(diào)試;

(3)系統(tǒng)離線下裝;

(4)內(nèi)部靜態(tài)調(diào)試;

(5)操作監(jiān)視功能調(diào)試;

(6)在線進(jìn)行控制功能和監(jiān)視功能的聯(lián)調(diào);

(7)根據(jù)需要修改組態(tài);

(8)OPC及上位通訊調(diào)試;

(9)與PLC通訊調(diào)試;

(10)定時(shí)打印報(bào)表功能調(diào)試

(11)長(zhǎng)趨勢(shì)功能調(diào)試。

3 升級(jí)改造后的技術(shù)特點(diǎn)

系統(tǒng)升級(jí)改造后,系統(tǒng)的通訊能力和響應(yīng)速度都得到了大幅提高,系統(tǒng)中老化部件都一一更換,消除了故障隱患,整個(gè)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性都得到了大幅提高。系統(tǒng)的開(kāi)放性大大提高,操作也比以前方便,主要特點(diǎn)如下。

(1)系統(tǒng)升級(jí)改造后,提升了原有DCS控制系統(tǒng)整體的技術(shù)先進(jìn)性,整體安全性能要優(yōu)于原有的水平。

(2)升級(jí)后的控制站CPU卡為橫河最新的CPU卡,運(yùn)算容量比以前大,運(yùn)算速度更快,降低了CPU的運(yùn)行負(fù)荷,提高了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

(3)升級(jí)后的工程師站具有監(jiān)視和操作功能。使得工程師站更能發(fā)揮作用。

(4)網(wǎng)絡(luò)通訊方便。工程師站與現(xiàn)場(chǎng)控制站,以及操作站與上位機(jī)之間的通訊,通過(guò)以太網(wǎng)以及OPC功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。

(5)與當(dāng)前主流的橫河電機(jī)產(chǎn)品一致,整體維護(hù)簡(jiǎn)便易行。

(6)解決了當(dāng)前個(gè)別系統(tǒng)部件老化的故障,提高了系統(tǒng)的可靠性。

(7)能與其他的CS1000備件通用,減少備件的儲(chǔ)備量。

(8)升級(jí)后橫河的軟件不依附于硬件, CS3000操作站軟件不依附于硬件,所采用的硬件設(shè)備為通用設(shè)備,備件采辦方便。

(9)系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用將大大減少,操作更加簡(jiǎn)單,維護(hù)更加方便。

(10)系統(tǒng)改造后新增了許多功能,增加系統(tǒng)的控制顯示功能。

(11)增加報(bào)表和歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能,方便保存和查閱各類(lèi)數(shù)據(jù)和報(bào)表,便于生產(chǎn)管理。

4 結(jié) 語(yǔ)

改造于2009年大修進(jìn)行。自大修升級(jí)改造至今,整個(gè)DCS控制系統(tǒng)運(yùn)行正常,系統(tǒng)響應(yīng)速度、可靠性和穩(wěn)定性都得到了大幅提升?？刂普緩奈闯霈F(xiàn)過(guò)故障,卡件通訊正常,8臺(tái)操作站運(yùn)行正常,從未出現(xiàn)死機(jī)和通訊不暢等現(xiàn)象,整個(gè)系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)運(yùn)行良好,取得了良好的預(yù)期效果。