劉愛國

摘 要：工業(yè)自動化控制系統(tǒng)是一項集合了多種科研成果的新型生產(chǎn)技術(shù)，其通過各種精密的儀器和計算機軟件等對整個生產(chǎn)過程進行全面的控制，保證生效效率，通過最少的成本投入產(chǎn)生最大的經(jīng)濟效益。隨著自動控制在工業(yè)領(lǐng)域的成熟使用，油氣處理站從使用單一的PLC系統(tǒng)，逐漸發(fā)展為采用多種不同功能的控制系統(tǒng)。文本通過一項工程對比分析不同控制系統(tǒng)之間的區(qū)別及作用。

關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng)；FGS系統(tǒng)；ESD系統(tǒng)；DCS系統(tǒng)；聯(lián)調(diào)

中圖分類號：TE967 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）06-0027-01

根據(jù)工程的不同，采用的控制系統(tǒng)也多種多樣。油田產(chǎn)能工程中，大多采用PLC控制系統(tǒng)，但對于大型的油氣處理站，采用的控制系統(tǒng)就相對復(fù)雜。我單位施工的新疆哈拉哈塘哈六聯(lián)合站工程選用的儀表控制系統(tǒng)由DCS、FGS、ESD三部分構(gòu)成，實現(xiàn)對整個聯(lián)合站的儀表參數(shù)進行顯示、控制、連鎖，同時也確保了聯(lián)合站的消防安全及人身安全。

1 FGS系統(tǒng)——火氣控制系統(tǒng)

主要控制內(nèi)容如下：（1）可燃氣體濃度監(jiān)測；（2）火焰監(jiān)測；（3）有毒氣體濃度監(jiān)測；（4）手動報警控制及自動聲光報警；（5）軸流風(fēng)機聯(lián)鎖控制；（6）消防噴淋聯(lián)鎖控制。

2 ESD系統(tǒng)——緊急停車系統(tǒng)

其主要控制內(nèi)容如下：（1）丙烷制冷機、壓縮機緊急停車；（2）聯(lián)鎖啟停泵；（3）聯(lián)鎖開啟、關(guān)閉啟動開關(guān)閥或調(diào)節(jié)閥；（4）聯(lián)鎖停爐。

3 DCS系統(tǒng)——集散控制系統(tǒng)

3.1 集散控制系統(tǒng)的含義

集散控制系統(tǒng)—集中顯示管理，分散控制。對于一個大型工程，其控制輸入輸出點很多，甚至有幾千個點，如果都進入一個控制器，就會造危險的集中，一旦控制器出現(xiàn)問題，勢必造成整個工程裝置癱瘓，所以為了裝置的安全，就要把控制進行分散。

對于一個工程的參數(shù)顯示、報表打印、歷史數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)上傳等進行管理時，就可集中進行。

3.2 DCS系統(tǒng)的組成

DCS由三部分組成：帶I/O板的控制器，通訊網(wǎng)絡(luò)和人機界面。

3.2.1 I/O板分為以下幾種

模擬量輸入、模擬量輸出、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、脈沖量輸入、脈沖量輸出、HART協(xié)議輸入板、現(xiàn)場總線I/O板。

3.2.2 控制器的組成

控制器是DCS的核心部件，它相當于一臺PC機，主要有CPU、RAM、E2PROM和ROM等芯片。其接口有兩個，一個向下接受I/O總線來的信號，另一個接口向上把信號送到網(wǎng)上與人機界面相連?？刂破髦邪惭b有操作系統(tǒng)，功能塊組態(tài)軟件和通訊軟件。

ROM用來存儲完成各種運算功能的控制算法，我們有時稱它為功能塊庫，其存儲的功能塊有：控制算法PID，算術(shù)運算的加、減、乘、除、平方、開方、函數(shù)運算，邏輯運算的有邏輯與、或、非等。功能塊越多，用戶編寫應(yīng)用程序越方便。

E2PROM主要用來存貯控制方案。根據(jù)工藝要求，把功能塊連接起來形成控制方案，因為E2PROM可以擦寫，組態(tài)隨工藝變化而改變，所以把組態(tài)存在E2PROM中。組態(tài)時，用戶從功能塊庫中選擇功能塊，填上參數(shù)，把功能塊連接起來。這時控制器在組態(tài)方式下，投入運行后就成為運行方式。

3.2.3 通訊網(wǎng)絡(luò)

通訊網(wǎng)絡(luò)把過程站和人機界面連成一個系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)形式一般為總線式或環(huán)形。

3.2.4 人機界面

人機界面有操作站、工程師站、歷史趨勢站和動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器。操作站安裝有操作系統(tǒng)、監(jiān)控軟件和控制器驅(qū)動軟件。用于顯示動態(tài)流程圖和報警等信息，并可進行軟手動操作。

工程師站給控制器組態(tài)，也可以給操作站組態(tài)（動態(tài)流程圖）。監(jiān)控軟件能力很強，則操作站也可完成制圖。工程師站也可讀控制器組態(tài)，用于控制器升級，查找故障。歷史趨勢站用于存儲歷史數(shù)據(jù)。

動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器是DCS和其它系統(tǒng)的接口。

3.3 DCS系統(tǒng)的控制內(nèi)容

（1）溫度參數(shù)的顯示控制；（2）壓力參數(shù)的顯示控制；（3）流量參數(shù)的顯示控制；（4）液位參數(shù)的顯示控制；（5）分程控制；（6）其它控制；（7）泵的啟停狀態(tài)及啟、停；（8）電氣設(shè)備的狀態(tài)、啟、停及電流、電壓顯示；（9）切斷閥的軟手動操作。

4 各系統(tǒng)與儀表之間的聯(lián)調(diào)

系統(tǒng)及儀表供電正常，并應(yīng)在系統(tǒng)各部分均已測試完畢后進行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。由于系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)內(nèi)容較多，下面針對每個系統(tǒng)僅舉1例進行說明。

4.1 FGS系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

例：火焰監(jiān)測的聯(lián)鎖控制噴淋?；鹧姹O(jiān)測聯(lián)鎖一般為三選二控制，即當現(xiàn)場三臺火焰檢測器，有兩臺發(fā)出上限報警時，此時系統(tǒng)聯(lián)鎖啟動。

調(diào)試時，由兩名操作人員用FLUCK743B，模擬發(fā)出報警信號，區(qū)域報警器應(yīng)發(fā)出聲光報警，消防泵啟動，現(xiàn)場噴淋15秒后；解除報警，手動停止消防泵。調(diào)試完成后，做好記錄。

4.2 ESD系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

例：低低液位聯(lián)鎖停儲罐的出口泵，并關(guān)閉儲罐的出口閥。在系統(tǒng)上模擬低低液位報警信號，此時系統(tǒng)動作，為繼電器供電，繼電器常閉節(jié)點斷開，停儲罐出口泵，繼電器常開點閉合，現(xiàn)場電磁閥帶電，切斷出口閥的氣源，出口閥關(guān)閉，調(diào)試完成后，做好記錄。

4.3 DCS系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

例：壓力檢測。在現(xiàn)場儀表測量，模擬發(fā)出0、25%、50%、75%、100% 5點信號，在系統(tǒng)上監(jiān)測壓力顯示值，數(shù)據(jù)應(yīng)與量程范圍內(nèi)的5點值相對應(yīng)。調(diào)試完成后，做好記錄。

隨著儀表控制系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，其間需要學(xué)習(xí)和掌握的知識還有很多，但從其為工藝生產(chǎn)服務(wù)的本質(zhì)上來講，就需要我們在學(xué)習(xí)和使用它的同時，也要豐富自己的自控理論知識，因為它的功能是基于這一理論創(chuàng)建的。