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        分布式I/O在埕島中心三號(hào)平臺(tái)自控系統(tǒng)的應(yīng)用

        2014-08-15 00:51:32張輝中石化勝利油田分公司海洋采油廠山東東營(yíng)257237
        化工管理 2014年2期
        關(guān)鍵詞:衛(wèi)星平臺(tái)基座自控

        張輝(中石化勝利油田分公司海洋采油廠 山東 東營(yíng) 257237)

        前言

        埕島油田測(cè)控系統(tǒng)一期投運(yùn)于96年進(jìn)行項(xiàng)目論證,97~98年一期系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)組態(tài)、開發(fā)和現(xiàn)場(chǎng)安裝,99年系統(tǒng)投入試運(yùn)行,2000年正式投產(chǎn)。經(jīng)過不斷擴(kuò)充,現(xiàn)已建成了包括1座陸地監(jiān)控中心、2座中心平臺(tái)站和70余座衛(wèi)星平臺(tái)站的大型灘海油田SCADA系統(tǒng),提高了海上原油生產(chǎn)的管理水平,改善了職工的工作條件,確保了安全高效生產(chǎn)。一、埕島中心三號(hào)平臺(tái)自控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

        整個(gè)埕島區(qū)域自控系統(tǒng)采用“三級(jí)站場(chǎng)、二級(jí)控制”的管理模式,第一級(jí)是陸地中心站,設(shè)在海洋開發(fā)公司辦公樓陸地監(jiān)控中心,它是整個(gè)油田的調(diào)度管理中心,可以通過中心平臺(tái)站監(jiān)視整個(gè)埕島油田的生產(chǎn)運(yùn)行情況,處理油田生產(chǎn)信息和報(bào)表。第二級(jí)是中心平臺(tái)站,設(shè)在中心平臺(tái),中心平臺(tái)站作為海上生產(chǎn)管理控制中心,除對(duì)本平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控外,還負(fù)責(zé)監(jiān)控所屬衛(wèi)星平臺(tái)的生產(chǎn)運(yùn)行情況。中心平臺(tái)站負(fù)責(zé)向陸地中心站傳送海上平臺(tái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。第三級(jí)是井口平臺(tái)站,設(shè)在各衛(wèi)星平臺(tái),負(fù)責(zé)監(jiān)視和控制衛(wèi)星平臺(tái)的生產(chǎn)運(yùn)行情況,響應(yīng)中心平臺(tái)發(fā)來(lái)的生產(chǎn)控制命令。二級(jí)控制是指中心平臺(tái)站對(duì)井口平臺(tái)站的遙控和井口平臺(tái)站就地控制,陸地中心站僅具有就地監(jiān)視功能,對(duì)海上平臺(tái)可以監(jiān)視但不能控制。

        中心三號(hào)平臺(tái)為中心平臺(tái),即第二級(jí)站場(chǎng),其作為海上生產(chǎn)管理控制中心,除對(duì)本平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控外,還負(fù)責(zé)監(jiān)控所屬衛(wèi)星平臺(tái)的生產(chǎn)運(yùn)行情況,同時(shí)向陸地中心站傳送海上平臺(tái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。因此就決定中心三號(hào)自控系統(tǒng),同樣分為兩個(gè)部分:綜合控制系統(tǒng)和衛(wèi)星平臺(tái)SCADA 系統(tǒng)。為兼容已建衛(wèi)星平臺(tái)并與中心1號(hào)、中心2號(hào)SCADA系統(tǒng)保持一致,服務(wù)器軟件采用Honeywell Experion PKS系統(tǒng)。

        二、埕島中心三號(hào)平臺(tái)自控系統(tǒng)硬件構(gòu)成

        本系統(tǒng)采用PLC加遠(yuǎn)程I/O的系統(tǒng)架構(gòu),冗余的PCS PLC和SIS PLC作為平臺(tái)的核心控制器位于生活動(dòng)力平臺(tái)生活樓中控室,現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)全部接入就近的遠(yuǎn)程I/O控制盤,電氣部分參數(shù)進(jìn)位于電氣控制室的遠(yuǎn)程I/O機(jī)柜,PLC與遠(yuǎn)程I/O間用冗余的遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)連接。這樣的系統(tǒng)架構(gòu)可在保障系統(tǒng)安全性的前提下,最大限度減少電纜及施工工作量。

        PLC采取埕島油田常用的AB 1756ControlLogix系列PLC,生產(chǎn)平臺(tái)遠(yuǎn)程I/O機(jī)柜采用AB 1794FLEX I/O系列,F(xiàn)LEX I/O提供較大體積、基于背板I/O的所有功能,而沒有空間要求,可以單獨(dú)選擇 I/O、端子類型以及網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿足應(yīng)用要求。

        三、埕島中心三號(hào)平臺(tái)自控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

        NetLinx—是羅克韋爾自動(dòng)化新一代的開放網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了從企業(yè)管理系統(tǒng)到車間現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)縫連接與集成。NetLinx架構(gòu)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)DeviceNet、ControlNet和EtherNet/IP使用通用的應(yīng)用層協(xié)議,網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備能夠相互實(shí)現(xiàn)通訊,不用進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換或者編寫一些特殊的程序,可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的的跨網(wǎng)絡(luò)共享。

        埕島中心三號(hào)平臺(tái)自控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由EtherNet/IP、ControlNet兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)組成,撬塊與遠(yuǎn)程 I/O單元通過Modbus進(jìn)行通訊,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳下達(dá),PLC CPU控制器與遠(yuǎn)程 I/O單元通過冗余ControlNet網(wǎng)絡(luò)連接,實(shí)現(xiàn) PLC控制器對(duì)數(shù)據(jù)的集中處理。同時(shí),PLC 控制器通過冗余的工業(yè)以太網(wǎng)EtherNet/IP將數(shù)據(jù)處理信息上傳上位機(jī)系統(tǒng),以達(dá)到畫面參數(shù)的集中顯示與控制。

        四、AB 1794FLEX I/O模塊的簡(jiǎn)介

        每個(gè)FLEX I/O系統(tǒng)至少包含一個(gè)適配器、一個(gè)端子基座和一個(gè)I/O模塊。可通過FLEX電源(1794-PS13或-PS3)或任何其它兼容電源為系統(tǒng)供電。一個(gè)適配器根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求最多可以同8個(gè)I/O模塊通訊,可混合并匹配使用I/O模塊。

        FLEX I/O模塊插入端子基座,連接到I/O總線和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。由于沒有直接接線到I/O模塊,所以用戶能夠帶電插拔模塊,在不用斷開現(xiàn)場(chǎng)接線、其它I/O模塊或FLEX背板電源的情況下更換模塊。消除了代價(jià)很高的停機(jī)時(shí)間以及系統(tǒng)的無(wú)效重起。I/O類型的選擇靈活多樣,選擇范圍可以從數(shù)字量、模擬量到溫度、運(yùn)動(dòng)控制。FLEX I/O允許用戶在每個(gè)適配器上使用最多八個(gè)端子基座,提供最大256數(shù)字量I/O點(diǎn)或96路模擬量通道。可以通過安裝和接線選項(xiàng)混合匹配數(shù)字量和模擬量I/O,提供成功統(tǒng)解決方案。

        五、分布式I/O系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

        FLEX I/O模塊是分布式應(yīng)用的靈活、模塊化I/O。FLEX I/O提供較大體積、基于背板I/O的所有功 I/O、端子類型以及網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿足用戶應(yīng)用要求。

        1.獨(dú)允許用戶將電力以菊花鏈方式連接到鄰近的端子基座上。

        2.一個(gè)適配器最多可以同8個(gè)I/O模塊通訊。允許將適配器連接到:256點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出模塊,96路模擬量輸入/輸出模塊,混合模塊,滿足需求。

        3.模塊化的FLEX I/O系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)選擇,而且易于擴(kuò)展。

        4.與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的接線工作幾乎完全在端子基座上完成。

        5.可調(diào)節(jié)的鍵形開關(guān)防止不正確的模塊插入到預(yù)先配置的端子基座內(nèi)。將I/O模塊插入到端子基座內(nèi),連接I/O總線和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。

        6.可帶電插拔模塊。不直接接線到模塊使用戶在更換模塊時(shí),不需斷開現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接線或系統(tǒng)電源。結(jié)束語(yǔ)

        分布式I/O在埕島中心三號(hào)平臺(tái)自控系統(tǒng)的成功應(yīng)用,節(jié)省了施工費(fèi)用及電纜用量,提高施工進(jìn)度,同時(shí)在單個(gè)遠(yuǎn)程I/O單元出現(xiàn)問題時(shí),不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行,大大方便了檢修。冗余通訊模式實(shí)現(xiàn)了多通道通訊,保證了數(shù)據(jù)傳輸可靠性,在淺海油田自控系統(tǒng)具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

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