馬凱 李云（中石油江蘇液化天然氣有限公司,江蘇南通226400）

針對我國液化天然氣項目中的控制系統(tǒng)的設(shè)計

馬凱 李云（中石油江蘇液化天然氣有限公司,江蘇南通226400）

由于我國經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平在不斷的提高，對于能源的需求也越來越高，天然氣是一種具有環(huán)保性的高效能源，尤其是液化天然氣作為天然氣的一種方式，在城市燃氣、發(fā)電、氣化站等方面都得到了普遍的應用。文章主要介紹了液化天然氣接收站項目的控制系統(tǒng)的設(shè)計。

液化天然氣；控制系統(tǒng)；DCS

隨著液化天然氣在現(xiàn)代化工業(yè)和人們生活中應用范圍的擴大，人們對于液化天然氣的儲存、運輸和安全性的重視度也隨之增加，因此，這就要求在應用液化天然氣的同時，要對液化天然氣項目中的控制系統(tǒng)有一系列的設(shè)計，確保液化天然氣應用的安全性。液化天然氣接收站的主要是作用于對液化天然氣的接卸、儲存和蒸發(fā)氣的回收處理、輸送等。針對液化天然氣的整個控制系統(tǒng)的復雜性，本項目采用DCS系統(tǒng)的方式來進行實現(xiàn)。

1 我國液化天然氣項目中DCS系統(tǒng)布置

（1）接收站。接收站的DCS主要安裝在中心控制室，而DCS的操作系統(tǒng)界面主要是針對接收站、碼頭、泵房以及裝車的連續(xù)生產(chǎn)進行實時監(jiān)控。

（2）碼頭。此DCS操作系統(tǒng)界面主要是針對對連續(xù)裝車的生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控,并將相關(guān)資料上傳至接收站的DCS，使操作人員能夠?qū)Υa頭進行管理。

（3）海水泵房。此部分需要在現(xiàn)場機柜設(shè)置控制柜，并通過接收站進行中心控制，由接收站進行實時監(jiān)控。

（4）項目二期實施。該部分主要是針對裝車進行連續(xù)生產(chǎn)進行實時健康。相關(guān)資料信息通過操作系統(tǒng)上傳至接收站的DCS，使中心控制室的操作人員能夠?qū)崟r監(jiān)控裝車情況。

2 液化天然氣DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

針對我單位的液化天然氣的實際情況對該項目中的DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行主要的包括數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)、管理系統(tǒng)。

2.1 數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)主要是針對微處理模塊對工藝變量進行采集和控制。該系統(tǒng)中配有固定的軟件并通過常規(guī)的運算以及操作系統(tǒng)進行連鎖和控制的操作。

第一層的設(shè)備適用于下列功能：

（1）傳感器采集的相關(guān)數(shù)據(jù)中，可以隨時監(jiān)視其過程變量；

（2）實現(xiàn)相關(guān)基本工藝過程的數(shù)據(jù)控制；

他姓秦，我叫他老秦。同事說人家一點兒都不老，你別給叫老了，聽著像老芹菜似的，都嚼不動了。老秦在桂林鄉(xiāng)下教書。我從小就有當老師的夢，一聽說他是老師便有了好感，就同意見面。

（3）通過時間順序?qū)⒂涗浀南嚓P(guān)時間為下一層實施的數(shù)據(jù)記錄做準備；

（4）將第一層計算得出的數(shù)據(jù)傳送至第二層；

（5）接受賴子第二層的相關(guān)數(shù)據(jù)并傳送命令。

2.2 監(jiān)視系統(tǒng)

操作人員通過監(jiān)視系統(tǒng)可以對整個接收站進行可視。操作員通過監(jiān)視系統(tǒng)對相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，并具有管理監(jiān)控、圖形描述、報警和診斷功能。

（1）顯示系統(tǒng)內(nèi)所有工藝的數(shù)字量以及開、關(guān)回路等相關(guān)參數(shù)。

（2）根據(jù)工藝流程圖顯示實時動態(tài)數(shù)據(jù)。

（3）記錄歷史以及趨勢數(shù)據(jù)。

（4）自動診斷。

（5）通過自定義格式和規(guī)定格式顯示和打印生產(chǎn)報告。

2.3 管理系統(tǒng)

相關(guān)的管理系統(tǒng)可以用于收集和儲存相關(guān)實時數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)其相關(guān)數(shù)據(jù)進行信息管理與優(yōu)化。

3 我國液化天然氣項目冗余

在我國液化天然氣接收站系統(tǒng)中，主要考慮到的是實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性和可用性。同時，由于重要的工藝設(shè)施的失效會給接收站帶來嚴重的經(jīng)濟損失，由此為了保持DCS在性能上的可靠性就需要采用冗余系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)所需要構(gòu)成的冗余化結(jié)構(gòu)具備以下要求：

（1）系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)通訊完全冗余，包括通訊數(shù)據(jù)總線冗余和數(shù)據(jù)接口單元冗余。

（2）控制器完全冗余；可在線更換任一控制器卡而不影響控制功能。

（3）電源完全冗余；在正常工作狀態(tài)下，單個供電單元的工作負載不超過其額定能力的60%。保證任何一個供電單元故障不影響系統(tǒng)的正常工作。所有插線板及設(shè)備都采用冗余供電系統(tǒng)，并采用獨立的電路供電。

（4）物理數(shù)據(jù)存儲器：采用制造廠自行標準的冗余化方式。當采用一個存儲器用于整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存貯時，數(shù)據(jù)存儲器冗余。當每個控制站分別配置數(shù)據(jù)存儲器時，保證同樣的數(shù)據(jù)分別存儲在不同的設(shè)備中。

（5）輸入/輸出卡：用于控制回路信號的輸入輸出卡必須冗余。用于顯示回路信號的輸入卡不需要冗余。

（6）具有冗余結(jié)構(gòu)的設(shè)備（包括串行通訊卡），當其中任意一個設(shè)備故障時，保證能自動無擾動的切換到備用設(shè)備且不影響系統(tǒng)的當前操作，同時產(chǎn)生報警信號通知操作人員。

（7）任何零部件的故障都不能影響系統(tǒng)其他部分的正常工作。

（8）系統(tǒng)在不影響其正常工作時可以替換其故障部件。

（9）DCS與SIS采用冗余配置。

4 結(jié)語

由于我國液化天然氣接收站的項目正處于起步階段，導致液化天然氣需要根據(jù)本單位的實際情況進行合理的設(shè)計。同時，我國在本單位實際的基礎(chǔ)上還需要根據(jù)國內(nèi)外其他設(shè)計項目的相關(guān)經(jīng)驗來完成一套具有高控制精度的系統(tǒng)。

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