李 浩，劉園園

（遼陽石化芳烴廠儀表車間，遼寧遼陽 111003）

解決化工裝置控制系統(tǒng)之間時(shí)鐘不同步的方法

李 浩，劉園園

（遼陽石化芳烴廠儀表車間，遼寧遼陽 111003）

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，時(shí)鐘同步技術(shù)變得非常重要，發(fā)展也相當(dāng)快速，但針對(duì)于一些運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)老舊石油化工裝置，需要解決控制系統(tǒng)之間時(shí)鐘不同步的問題較為困難，因?yàn)槔吓f化工裝置控制系統(tǒng)軟件版本較低和硬件老舊，不利于GPS等先進(jìn)時(shí)鐘同步技術(shù)的實(shí)施應(yīng)用。針對(duì)此類問題，可以利用原有的控制系統(tǒng)軟件和硬件結(jié)合的方法解決此問題。結(jié)合化工裝置的實(shí)際應(yīng)用，介紹了如何使用軟件編程和硬接線相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)分散控制系統(tǒng)（DCS）與緊急停車系統(tǒng)（ESD）的時(shí)鐘同步，從而為準(zhǔn)確分析事故，及時(shí)找出事故發(fā)生的第一信號(hào)原因創(chuàng)造了有利條件，并且節(jié)約了在時(shí)鐘同步技術(shù)改造上的所需成本。

時(shí)鐘同步；DCS系統(tǒng)；ESD系統(tǒng)；脈沖信號(hào)

1 系統(tǒng)之間時(shí)鐘同步方法的選擇

目前化工裝置系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步的方法常用有兩種：其中GPS時(shí)鐘同步技術(shù)較為先進(jìn)，是一種接收衛(wèi)星發(fā)射的低功率無線電信號(hào)，通過計(jì)算得出GPS時(shí)間的接收裝置，該方式將GPS時(shí)鐘作為控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，其優(yōu)點(diǎn)是精度很高，誤差一般在幾十μs至幾ms，但實(shí)現(xiàn)起來比較困難，改動(dòng)投入較大，不適合已投產(chǎn)多年的老舊化工裝置。另一種就是通過軟硬結(jié)合的方法，將主系統(tǒng)的時(shí)鐘同步請(qǐng)求的脈沖信號(hào)發(fā)送到對(duì)方系統(tǒng)中，對(duì)方系統(tǒng)接收觸發(fā)的脈沖信號(hào)后，再經(jīng)過軟件組態(tài)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步功能。而采用硬接線的方法，只是需要使用兩個(gè)系統(tǒng)各自的一個(gè)數(shù)字量輸出和數(shù)字量輸入點(diǎn)，這在一般化工裝置都可以滿足條件，而時(shí)間的判定則通過各自系統(tǒng)內(nèi)部的軟件組態(tài)來完成。由于硬接線使得信號(hào)傳送的速度非?？欤⑶铱衫孟到y(tǒng)卡件備用通道，不需要增加硬件，實(shí)現(xiàn)起來較為方便，使用這種方法實(shí)現(xiàn)兩套系統(tǒng)的時(shí)鐘同步，其精度非常高。因此最終采用了硬接線加軟件編程讀取時(shí)鐘和設(shè)定時(shí)鐘的方法，每天固定時(shí)間進(jìn)行一次校對(duì)，消除時(shí)鐘的誤差，從而使得兩套控制系統(tǒng)時(shí)鐘始終保持一致。

2 定時(shí)自動(dòng)校正方式實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步方案

2.1 DCS系統(tǒng)的軟件組態(tài)設(shè)計(jì)

裝置控制系統(tǒng)采用某公司的DCS控制系統(tǒng)，在軟件組態(tài)中的控制策略里新建一個(gè)新的模塊，在此模塊中建立DTE（Date Time Event）時(shí)鐘事件功能塊，此功能塊可以實(shí)現(xiàn)DCS系統(tǒng)任何時(shí)間點(diǎn)發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，建完以后需要對(duì)功能塊兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行組態(tài)，分別是TE-TIME-STR（發(fā)脈沖信號(hào)的時(shí)間）和INTERVAL-STR（發(fā)脈沖信號(hào)的間隔時(shí)間），我們?cè)O(shè)置成當(dāng)每天晚上23：00發(fā)出脈沖信號(hào)和間隔24h再發(fā)送脈沖信號(hào)，信號(hào)發(fā)出以后，進(jìn)入TP（Time Pulse）時(shí)間脈沖功能塊中設(shè)置脈沖延時(shí)時(shí)間2s，該脈沖信號(hào)延時(shí)2s后恢復(fù)正常，在該信號(hào)發(fā)出期間，將該脈沖信號(hào)通過DO點(diǎn)輸出傳送到ESD端，ESD端再觸發(fā)時(shí)鐘同步系統(tǒng)點(diǎn)，完成時(shí)鐘同步功能。

2.2 ESD系統(tǒng)的軟件組態(tài)設(shè)計(jì)

2.2.1 兩個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘同步的組態(tài)設(shè)計(jì)

該化工裝置ESD系統(tǒng)采用某公司的TRIDENT系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)發(fā)出時(shí)間脈沖信號(hào)通過硬線連接送到ESD系統(tǒng)DI卡端子上，再通過TriStation 1131組態(tài)軟件中運(yùn)行時(shí)鐘同步程序來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘同步，該軟件中可以通過TIMESET功能塊來重新設(shè)置ESD系統(tǒng)時(shí)間，當(dāng)來自DCS的校正脈沖信號(hào)（TIME_DCS）觸發(fā)TP_SYN塊延時(shí)1s，以保證信號(hào)的精準(zhǔn)觸發(fā)，再輸出去觸發(fā)時(shí)鐘同步模塊（TIMESET_SYN）運(yùn)行，讀取Trident時(shí)鐘使用系統(tǒng)日歷（TR_CALENDAR）功能塊，方便對(duì)時(shí)鐘偏差作出判斷，來設(shè)定時(shí)鐘同步功能塊（TIME_ SYN），這里的ESD系統(tǒng)日歷（TR_CALENDAR）功能塊中的年（YEAR）、月（MONTH）、日（DAY）不會(huì)出現(xiàn)偏差，不需要設(shè)置，即讀取ESD系統(tǒng)當(dāng)前日期，無需再校正。只需將ESD時(shí)鐘設(shè)置成DCS發(fā)出校正的時(shí)鐘23：00：00即可，這樣ESD系統(tǒng)時(shí)間就與DCS系統(tǒng)時(shí)鐘一致，從而實(shí)現(xiàn)了通過軟硬結(jié)合的方法解決控制系統(tǒng)之間時(shí)鐘不同步的問題。

2.2.2 上位機(jī)時(shí)鐘同步顯示畫面組態(tài)設(shè)計(jì)

如需要在上位機(jī)操作畫面上顯示時(shí)鐘，則需對(duì)上位機(jī)顯示軟件進(jìn)行腳本組態(tài)，大多數(shù)系統(tǒng)的上位機(jī)使用INTOUCH軟件，這里以它為例編寫應(yīng)用程序腳本，以實(shí)現(xiàn)調(diào)用讀取ESD系統(tǒng)中與DCS系統(tǒng)時(shí)鐘同步的日期和時(shí)間，從而使得畫面上顯示的時(shí)鐘同步與ESD系統(tǒng)時(shí)間一致。

3 結(jié)束語

本次對(duì)該化工裝置DCS系統(tǒng)和ESD系統(tǒng)間時(shí)鐘同步的設(shè)計(jì)實(shí)施過程中，發(fā)現(xiàn)由于DCS時(shí)間采集掃描周期為1.0s與ESD系統(tǒng)邏輯掃描周期存在微秒偏差，另外脈沖信號(hào)傳輸?shù)难訒r(shí)等因素，造成實(shí)際同步結(jié)果可能會(huì)存在1s左右的誤差，但卻可以滿足化工裝置大部分事故分析的需要。運(yùn)行一段時(shí)間證實(shí)，此時(shí)鐘同步方案效果明顯，可以為今后化工裝置工藝平穩(wěn)操作，歷史數(shù)據(jù)曲線分析，事故停車報(bào)告分析等提供了真實(shí)的數(shù)據(jù)記錄，也為石油化工裝置排除安全事故隱患提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)。所以通過軟硬結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步是一種簡(jiǎn)單易行的解決各系統(tǒng)時(shí)鐘偏差的方法，對(duì)于未實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步的化工裝置來說具有很好的應(yīng)用價(jià)值。

［1］ 郭蕊.用軟硬結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)DCS與ESD系統(tǒng)的時(shí)鐘同步［J］.石油化工自動(dòng)化，2009.

［2］ 張述飛.定時(shí)自動(dòng)校正實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)時(shí)鐘同步［J］.石油化工自動(dòng)化，2014.

［3］ EMERSON.DeltaV Operate Implementation，EMERSON，2005.

Method for Solving Non Synchronization Between Control System of Chemical Plant

Li Hao，Liu Yuan-yuan

With the development of society and the advancement of science and technology，clock synchronization technology becomes very important and the development is very fast.But for some older petrochemical plants with long operation time，it is necessary to solve the problem of clock synchronization between control systems.The problem is more diffi cult because the old chemical plant control system software version is low and old hardware is not conducive to GPS and other advanced clock synchronization technology implementation.To solve this problem，we can use the original control system software and hardware combination to solve this problem.This paper introduces how to realize the synchronization of the DCS and the emergency stop system（ESD）by means of the combination of software programming and hardwiring.In order to analyze the accident and fi nd out the accident happening in time，The fi rst signal cause creates favorable conditions and saves on the cost of the clock synchronization technique.

clock synchronization；DCS system；ESD system；pulse signal

TP273；TN967.1

B

1003-6490（2016）07-0081-02

2016-07-06

李浩（1982—），男，遼寧遼陽人，工程師，主要從事化工儀表及自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的維護(hù)工作。