李挺(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

煉化行業(yè)DCS自動(dòng)控制升級(jí)方案研究

李挺(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

本文主要介紹了在煉油化工企業(yè)持續(xù)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)更新的情況，以及介紹了持續(xù)生產(chǎn)升級(jí)更新的重要程序，涵蓋臨時(shí)控制系統(tǒng)的創(chuàng)建、傳統(tǒng)程序轉(zhuǎn)換成臨時(shí)控制系統(tǒng)及升級(jí)后控制系統(tǒng)的使用等程序。

DCS;自動(dòng)控制系統(tǒng);升級(jí)方案

目前，DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)日新月異。隨著生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)的變化，中控系統(tǒng)的使用年限逐漸下降，想要使煉油化工行業(yè)能夠穩(wěn)定的發(fā)展，就要對(duì)DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)更新，這也是目前在煉油化工行業(yè)中最重要的事情。因此，在保證企業(yè)持續(xù)生產(chǎn)的前提下對(duì)DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)更新，可以保證煉油化工企業(yè)的利益最大化。

1 DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)

1.1 DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成

DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)可以細(xì)分成MCS和DAS兩部分的自動(dòng)控制系統(tǒng)，這兩個(gè)部分在性能上存在區(qū)別：MCS自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要工作內(nèi)容是控制模擬量；DAS自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要工作內(nèi)容是實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)。

1.2 DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)的特性

(1)超高的可靠性。DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制性能是相互獨(dú)立存在在每臺(tái)計(jì)算機(jī)上的，這就導(dǎo)致其對(duì)每臺(tái)計(jì)算機(jī)的指令都是分別傳達(dá)的，這些計(jì)算機(jī)之間的指令和執(zhí)行是互不干擾的。DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)造是相互容錯(cuò)存在的，因此，若其中的某一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題也不會(huì)牽涉到其他的計(jì)算機(jī)，且系統(tǒng)內(nèi)的其他功能都能夠正常發(fā)揮他們的作用，保證企業(yè)的生產(chǎn)可以繼續(xù)進(jìn)行。

(2)超高的開(kāi)放性。DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)際操作過(guò)程中，集規(guī)范化、開(kāi)放化、程序化為一體，在各個(gè)計(jì)算機(jī)之間是利用局域網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)系和數(shù)據(jù)傳達(dá)的，能夠根據(jù)技術(shù)的升級(jí)來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)性能以及拓展系統(tǒng)性能。這給計(jì)算機(jī)的添增和減少都帶來(lái)了便利，還能保證其他計(jì)算機(jī)都處在工作狀態(tài)中，降低了DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)在工作時(shí)產(chǎn)生故障的概率。

(3)超大的靈活性。DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)際工作過(guò)程中，為了能夠快速高效的創(chuàng)建控制體系，就選擇組態(tài)系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)建體系。它可以把控制指令與檢測(cè)指令相連接，可以通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)生成能夠及時(shí)監(jiān)控或計(jì)算機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能夠及時(shí)警報(bào)的程序，并出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)屏幕上。

(4)維修方便。由于DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)部存在的都是獨(dú)立分布且體積較小的計(jì)算機(jī)，因此，對(duì)其的操作非常簡(jiǎn)單，維修也非常方便。若計(jì)算機(jī)產(chǎn)生故障，就能夠及時(shí)對(duì)其進(jìn)行維修，不會(huì)牽連到其他計(jì)算機(jī)的正常工作，還能夠快速的消除故障。

2 DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)造

如圖1，展示的是某煉油化工企業(yè)中用于生產(chǎn)的傳統(tǒng)DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)的擴(kuò)展圖。圖中虛線的左邊是A 平臺(tái)傳統(tǒng)DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)造圖，其涵蓋過(guò)程控制系統(tǒng)與緊急關(guān)閉系統(tǒng)兩方面，這兩套系統(tǒng)都是把PLC當(dāng)作控制的關(guān)鍵系統(tǒng)。緊急關(guān)閉系統(tǒng)與過(guò)程控制系統(tǒng)的PLC都是某公司研發(fā)的系統(tǒng)，其和上位機(jī)的聯(lián)系是通過(guò)相關(guān)的通訊設(shè)備進(jìn)行的，和動(dòng)力透平機(jī)組的聯(lián)系是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行的，而上位機(jī)之間的聯(lián)系則是通過(guò)以太網(wǎng)來(lái)進(jìn)行。

圖1 企業(yè)傳統(tǒng)DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)造圖

本次對(duì)煉油化工行業(yè)的DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)更新的過(guò)程中，在保證企業(yè)持續(xù)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，主要是對(duì)上述圖1中的A平臺(tái)進(jìn)行升級(jí)更新。升級(jí)后的DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)改變其原裝的PLC系統(tǒng)，更新后A平臺(tái)的DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)造圖如圖2 所示。圖中，虛線部分是B平臺(tái)的監(jiān)控上位機(jī)。

圖2 更新后A平臺(tái)DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)造圖

升級(jí)后的DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)可以劃分為過(guò)程控制系統(tǒng)、緊急關(guān)閉系統(tǒng)以及上位監(jiān)控系統(tǒng)三個(gè)部分。過(guò)程控制系統(tǒng)包括處理設(shè)備、電源、聯(lián)系端口部分的冗余操控；緊急關(guān)閉系統(tǒng)包括處理設(shè)備、電源、聯(lián)系端口部分的冗余操控；I/O部分包括雙路熱備操控；上位監(jiān)控設(shè)備和過(guò)程控制系統(tǒng)與緊急關(guān)閉系統(tǒng)之間的信息傳達(dá)都是經(jīng)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的。

3 臨時(shí)控制系統(tǒng)的創(chuàng)建

DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)際操作過(guò)程中的步驟是A平臺(tái)的混合液輸送到三相隔離裝置PV-102中，B平臺(tái)的混合液輸送到三相隔離裝置PV-103中。隔離后的煉油盛放到固定的承載器皿中，并利用外運(yùn)增壓泵傳送到地面上；隔離后的水體輸送到臟水處理器中進(jìn)行第二回合的稀釋，稀釋后的水體就可以盛放到專門(mén)的器皿中，廢水釋放出去。

臨時(shí)控制系統(tǒng)的PLC要選擇相匹配的進(jìn)行安裝，內(nèi)部包括9槽背板，一個(gè)CPU核心處理裝置，一塊16點(diǎn)模擬量輸入軟件，一塊16點(diǎn)模擬量輸出軟件，一塊16點(diǎn)關(guān)閉按鈕量輸入軟件，一塊16點(diǎn)關(guān)閉按鈕量輸出軟件，一塊以太網(wǎng)卡。

4 新舊系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變過(guò)程

4.1 裝置測(cè)驗(yàn)

升級(jí)后的DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)出廠檢驗(yàn)后，會(huì)被各大煉油化工企業(yè)使用到生產(chǎn)活動(dòng)中。裝置在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，事先要打開(kāi)柜體對(duì)內(nèi)部軟件的存在狀態(tài)進(jìn)行檢查，然后連接電源測(cè)試新裝置的運(yùn)行情況，并下載軟件來(lái)測(cè)試軟件的運(yùn)行情況。打開(kāi)升級(jí)后的上位機(jī)，測(cè)試上位機(jī)的運(yùn)行情況和每個(gè)程序的連接情況。

4.2 臨時(shí)控制系統(tǒng)的測(cè)驗(yàn)

臨時(shí)控制系統(tǒng)在進(jìn)行實(shí)際工作時(shí)，需要事先進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)試，對(duì)其內(nèi)部的功能和軟件等進(jìn)行檢驗(yàn)。為了縮短工程工期、省略不重要的工作、降低傳統(tǒng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)停止的概率，可以把臨時(shí)控制系統(tǒng)中需要收集的指令由中間接線箱傳送到臨時(shí)系統(tǒng)中。

4.3 臨時(shí)控制系統(tǒng)的替換

臨時(shí)控制系統(tǒng)的替換可以分成兩步：一是模擬量的連接；二是開(kāi)關(guān)量的連接。其中，第一步中DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)處在正常工作狀態(tài)中，模擬量只要按照指令進(jìn)行連接就行。第二步的開(kāi)關(guān)量連接過(guò)程中，會(huì)影響到電和動(dòng)力裝置的狀態(tài)，所以需繪制電氣動(dòng)力裝置旁通表。

4.4 傳統(tǒng)系統(tǒng)的拆除

在對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行拆除工作前，要保證其他功能處在分離或短接狀態(tài)，上位機(jī)是最后才能關(guān)閉的。拆除線纜前，要保證所有的端子都處在斷壓的狀態(tài)，并隨時(shí)做好記錄，舊電纜不能隨意破壞。最后，拆除柜子的固定螺栓，整體移動(dòng)控制柜。

4.5 升級(jí)后控制系統(tǒng)的測(cè)驗(yàn)

在舊控制柜拆除成功以后，要把升級(jí)后的控制柜進(jìn)行連接。升級(jí)后的控制系統(tǒng)在實(shí)際工作前，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件對(duì)其進(jìn)行性能檢驗(yàn)。為了保證企業(yè)在持續(xù)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)更新，就要著重對(duì)中間線箱的輸出、現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)指令的輸入進(jìn)行檢驗(yàn)。

4.6 升級(jí)后控制系統(tǒng)的使用

DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)檢驗(yàn)每個(gè)參數(shù)的設(shè)定、人機(jī)交互等屏幕，確保每個(gè)控制功能都可以運(yùn)行。不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)兩天沒(méi)有出現(xiàn)任何故障，預(yù)示著這次對(duì) DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)的升級(jí)更新取得了成功。

5 結(jié)語(yǔ)

本文主要是對(duì)DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)的升級(jí)方案進(jìn)行研究，并保證煉油化工企業(yè)在持續(xù)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，可以促進(jìn)生產(chǎn)質(zhì)量的上升，給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

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