牛光遠(yuǎn)，劉憲利

（吉林石化公司乙烯廠，吉林 吉林 132022）

吉林石化公司乙烯廠LLDPE裝置采用德國(guó)林德工藝技術(shù)，年產(chǎn)30萬噸低密度聚乙烯，裝置1993年開工，1996年投運(yùn)。LLDPE裝置原進(jìn)口DCS系統(tǒng)經(jīng)過22年的運(yùn)行，系統(tǒng)硬件性能下降、故障率增高、系統(tǒng)維護(hù)成本增加，已經(jīng)不能滿足安全生產(chǎn)及裝置發(fā)展需要。2018年吉林石化公司利用三年一次大檢修的契機(jī)，將LLDPE裝置DCS升級(jí)改造列為技改攻關(guān)項(xiàng)目。

本次改造的LLDPE裝置，采用UCC工藝包。憑借過硬的技術(shù)水平與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)施組織，工程高質(zhì)量地完成裝置的改造項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)化工關(guān)鍵主裝置突破，打破國(guó)外在大型煉化裝置DCS上的壟斷。

1 項(xiàng)目硬件和軟件改造方案

該項(xiàng)目改造方案異常復(fù)雜，涉及5套通訊、3000多個(gè)信號(hào)回路、拆接線、系統(tǒng)調(diào)試工作量極大。

硬件方面：資深硬件設(shè)計(jì)工程師和項(xiàng)目組成員，與業(yè)主儀表和工藝人員一起，通過查看回路接線圖、結(jié)合PLC、ESD邏輯，逐個(gè)梳理確認(rèn)需求，部分設(shè)備重新再選型。在DCS系統(tǒng)IO分配參考老系統(tǒng)卡件分配時(shí)盡量保證現(xiàn)有IO的接線位置不變，利于系統(tǒng)拆除后的恢復(fù)工作。

軟件方面：行業(yè)專家與用戶儀表、工藝人員一起對(duì)現(xiàn)有控制系統(tǒng)進(jìn)行程序解讀，對(duì)原控制方案中的不足和缺陷給予改進(jìn)和優(yōu)化，共同制定符合裝置運(yùn)行要求的控制方案，對(duì)于用戶的個(gè)性控制功能和原有操作習(xí)慣均能達(dá)到最大限度地滿足。

2 項(xiàng)目國(guó)產(chǎn)化自主研發(fā)方案

LLDPE裝置中采用ECS-700系統(tǒng)替換原來的國(guó)外控制系統(tǒng)。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)替換和使用，與原系統(tǒng)相比，國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)毫不遜色。

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化：原系統(tǒng)通過UCN及LCN網(wǎng)絡(luò)形式，由T型接頭連接各個(gè)節(jié)點(diǎn)，通訊速率較低，故障率較大。ECS-700過程控制網(wǎng)采用100Mbps 全雙工的RJ45（網(wǎng)口）接口，極大地提升了DCS通訊速率。掃描周期控制在500ms內(nèi)。

圖1 ECS-700框架圖

自主研發(fā)，安全可控：ECS-700硬件采用自主研發(fā)的嵌入式微內(nèi)核，控制器的內(nèi)核不基于通用系統(tǒng)，內(nèi)部協(xié)議和接口是私有的、受限的，病毒和黑客無法侵入及攻擊。另外ECS-700采用封裝好的模塊，替換掉原系統(tǒng)的大卡，小巧且防靜電。

便捷且完善的第三方通訊：該項(xiàng)目第三方通訊包含鍋爐單元2套，低密度聚乙烯單元5套MODBUS通訊。原系統(tǒng)的通訊編程組態(tài)復(fù)雜，維護(hù)性較差，且未實(shí)現(xiàn)冗余通訊。而ECS-700采用的冗余的通訊，通訊安全性大大提升，組態(tài)便捷易維護(hù)。與工廠局域網(wǎng)MES通訊采用OPC通訊協(xié)議，設(shè)置簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)刷新周期最小能支持1s。

HART設(shè)備管理系統(tǒng)：與原系統(tǒng)相比，此次改造新增了AMS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)HART儀表集中控制、與DCS的數(shù)據(jù)監(jiān)控通訊功能。

圖2 ECS-700系統(tǒng)硬件圖

時(shí)鐘同步優(yōu)化：ECS-700系統(tǒng)的時(shí)鐘同步機(jī)制，采用的是硬件時(shí)鐘同步服務(wù)器GPS和軟時(shí)鐘電腦兩個(gè)同步源，默認(rèn)按GPS與衛(wèi)星時(shí)鐘對(duì)時(shí)，當(dāng)GPS故障切為軟時(shí)鐘同步。同步的不僅僅是電腦，控制器等硬件也可得到時(shí)鐘同步。時(shí)鐘同步不僅可同步本系統(tǒng)，多口的GPS還可直連GPS或者通過脈沖DO的方式同步其他系統(tǒng)。設(shè)置簡(jiǎn)單，無需原來的語言編程。

友好的人機(jī)界面：全中文系統(tǒng)、趨勢(shì)多種樣式且保存時(shí)間由原來的30天增加為幾年、面板關(guān)聯(lián)全面（邏輯圖、流程圖、報(bào)警、趨勢(shì)）、報(bào)警類型齊全（彈出報(bào)警、過程報(bào)警、系統(tǒng)報(bào)警、歷史報(bào)警、狀態(tài)表）、全面且步進(jìn)式故障診斷。

圖3 ECS-700狀態(tài)診斷圖

3 結(jié)語

吉林石化公司乙烯廠LLDPE裝置是乙烯工藝內(nèi)的關(guān)鍵流程，改造項(xiàng)目圓滿成功，同時(shí)改造的鍋爐是110T燃油鍋爐，也屬于國(guó)內(nèi)實(shí)施較少。ECS-700系統(tǒng)的成功實(shí)施，為后續(xù)的乙烯工段主裝置的大規(guī)模項(xiàng)目改造奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。