蔣佳南

摘 要 隨著國家大力推廣LNG存儲應用，以應對今后秋冬季氣源緊張的問題，國內(nèi)各地區(qū)燃氣公司紛紛投入新建LNG儲氣站，或者對現(xiàn)有門站設置進行擴容，這些門站有的用于單獨供氣，有的用作調(diào)峰，有的作為備用氣源，功能各不相同，采集信號系統(tǒng)也相對獨立，如何對現(xiàn)有投產(chǎn)工藝和新建工藝的信息化整合，做到既不影響現(xiàn)有生產(chǎn)，又能統(tǒng)一系統(tǒng)集中管理，成為一個急需解決的難題。本文的主旨是探討現(xiàn)有燃氣行業(yè)在門站這種多采集系統(tǒng)的復雜工藝下如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和集中監(jiān)控。

關鍵詞 LNG站;分布式網(wǎng)絡;信息化系統(tǒng);自控

1背景

江陰天力燃氣夏港門站是一個多功能系統(tǒng)的集合，建于2005年，按照工藝生產(chǎn)功能先后建設了管束區(qū)、儲罐區(qū)、卸車區(qū)、汽化區(qū)、裝置區(qū)、液化氣儲氣區(qū)、汽車加氣站、為了滿足日益增長的需求對現(xiàn)有門站進行的產(chǎn)能擴容，又新建了新的LNG裝置。以上各功能區(qū)工藝煩瑣，建設時間跨度長，從選用和利時的DCS控制系統(tǒng)到西門子S7-1500系統(tǒng)以及不同的組態(tài)軟件，工藝互相串聯(lián)，如何打通通道實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一成了站控實施人員面臨的難題[1]。

2短期建設和長期規(guī)劃

將這些多功能的系統(tǒng)通過計算機網(wǎng)絡、軟件、硬件手段合理有效集中起來進行監(jiān)控處理，提高維護人員工作效率，安全可靠的監(jiān)控相關設備。首先考慮現(xiàn)在有門站系統(tǒng)已經(jīng)正常生產(chǎn)和新建設置互不干擾的原則。新增的信號采集系統(tǒng)以現(xiàn)主流PLC進行采集，在終端呈現(xiàn)界面統(tǒng)一采用相同的站控軟件，以光纖分布作為工控主干網(wǎng)，最終實現(xiàn)站控系統(tǒng)的統(tǒng)一。

3系統(tǒng)設計

夏港門站現(xiàn)在信息化設備：站控系統(tǒng)、UPS供電、監(jiān)控網(wǎng)絡。

（1）夏港門站老工藝區(qū)工程選用和利時DCS系統(tǒng)，采集管束區(qū)，儲罐區(qū)，液化氣區(qū)，卸車區(qū)、汽化區(qū)、裝置區(qū)。

（2）夏港門站加氣站選用西門子S7-300采集系統(tǒng)，上位軟件選用組態(tài)王。

（3）在對老工藝區(qū)的氣化裝置進行改造擴容時，考慮方案有對DCS系統(tǒng)進行升級或者選用其他站控系統(tǒng)，考慮保障現(xiàn)在工藝區(qū)先行不受到改造影響，和老DCS系統(tǒng)已經(jīng)運行十多年，存在線路老化維修件昂貴和售后響應問題，直接選用S7-200信號采集和組態(tài)王軟件。

（4）對新LNG站工藝建設時同樣考慮選用S7-1500數(shù)據(jù)采集和組態(tài)王軟件，工藝完成后對之前LNG汽化區(qū)擴容使用的組態(tài)軟件組態(tài)王進行整合統(tǒng)一。

（5）對老工藝區(qū)按照工藝功能進行劃分，逐步從老DCS系統(tǒng)中剝離，在后期工程中進行改造并入統(tǒng)一的組態(tài)軟件中。

4實施要點

4.1 分布式網(wǎng)絡

分布式網(wǎng)絡顧名思義，分布在不同地點的計算機系統(tǒng)互連而成，網(wǎng)中無中心節(jié)點，這種分布式的網(wǎng)絡系統(tǒng)便于網(wǎng)內(nèi)資源共享。

以往數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)往往采用主服務器加操作機的模式，這種模式比較適合穩(wěn)定工藝，一旦工藝發(fā)生改變或者大量新建工藝導致信號采集大量擴容，這個模式往往會無法適應。為實現(xiàn)擴容采集信號，需要停止現(xiàn)有工作并且擴容條件不理想，或受制于原集成商報價昂貴等種種因素，這上面任何一條都是用戶無法接受的。

分布式網(wǎng)絡以光纖網(wǎng)絡為媒介，對采集數(shù)據(jù)進行分布式采集，采集箱放置在現(xiàn)場工藝附近用總線形式對現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)進行采集，與主PLC采用光纖通信，這樣不僅大大減少了線路分布節(jié)約成本，又便于今后線路檢修維護。這種結(jié)構(gòu)往往也是最符合工藝建設的自然規(guī)律。實際應用中，光纖網(wǎng)絡也是非?？煽康模粌H價格便宜而且安裝方便，抗干擾能力強[2]。

得益于分布式網(wǎng)絡，我們?nèi)∠酥鞣掌鞯母拍?，減輕了主機宕機后整個數(shù)據(jù)崩潰的發(fā)生，在數(shù)據(jù)采集方便不再受制于某一家集成商，不管什么采集系統(tǒng)最終都是統(tǒng)一數(shù)據(jù)進入到組態(tài)軟件系統(tǒng)。隨著自動化程度的提高，對于分布在若干地點上的控制單元采用完全集中式的監(jiān)控和管理，從工程的角度來看耗費巨大是不合理的，從安全的角度來講對設備的可靠性也高，一旦發(fā)生故障，將會殃及整個系統(tǒng)。分布式網(wǎng)絡可以使硬件結(jié)構(gòu)簡單化，采集控制系統(tǒng)扁平化，信號管理集中化。

目前江陰夏港門站在氣化裝置改造擴容中，已經(jīng)將氣化區(qū)和鍋爐房的信號采集從原來DCS系統(tǒng)中獨立出來，單獨新建了數(shù)據(jù)采集箱和站控軟件，并在2019年的新LNG站建設中進行了站控軟件的合并，實現(xiàn)了無縫對接。

4.2 統(tǒng)一的站控軟件

選用統(tǒng)一的站控軟件，不同站控軟件不僅帶來了操作復雜度，對操作對象也不友好，選用統(tǒng)一的站控軟件，從而實現(xiàn)操作的最終統(tǒng)一。夏港門站老工藝區(qū)最早采用的是和利時DSC系統(tǒng)，后期加氣站系統(tǒng)是由供應商提供的組態(tài)王系統(tǒng)。考慮到夏港門站工藝不是化工工藝級別的應用，主要以采集為主，連鎖較少，所以我們在后期氣化區(qū)改造和新LNG站建設時通訊選用組態(tài)王進行組態(tài)，既考慮實際情況又考慮了成本。

4.3 不同工藝系統(tǒng)直接的數(shù)據(jù)交互

Modbus協(xié)議是目前工業(yè)自動化領域比較通用的總線協(xié)議，在中國，Modbus已經(jīng)成為國家標準GB/T19582-2008，Modbus協(xié)議具有的廣泛性，通用性以及格式簡單緊湊的特性。因此在多家廠家設備通信協(xié)議對接中要求采用統(tǒng)一標準即Modbus協(xié)議進行通訊。在涉及采集信號在使用權(quán)限的情況下，采取誰有動作要求誰先采集的原則，然后再交互數(shù)據(jù)。

5結(jié)束語

江陰天力燃氣夏港門站信息化系統(tǒng)是一套計算機技術與工業(yè)自動化相結(jié)合的系統(tǒng)。計算機作為核心，監(jiān)控工業(yè)設備運行指數(shù)，控制并參與到工業(yè)化生產(chǎn)中，最終并提供安全生產(chǎn)的保障。針對在用工藝，門站信息化的建設沒有在原來基礎上進行強行擴容，而是利用分布式的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，按照施工工藝逐步展開，獨立成塊，并最后形成統(tǒng)一的組態(tài)界面，不光考慮了實用性還考慮到了經(jīng)濟型，做了一邊生產(chǎn)一邊建設的理想預期。

該系統(tǒng)模式改變以往服務器-操作機模式，并規(guī)范了工控網(wǎng)絡，可以應對今后的采集系統(tǒng)擴容，并且改變了以往點對點的布線形式，極大地節(jié)約了成本。

6結(jié)束語

江陰夏港門站信息化建設對企業(yè)實際生產(chǎn)具有一定的借鑒意義，在企業(yè)大規(guī)模擴產(chǎn)或者改造時如何達到生產(chǎn)和經(jīng)濟性平衡，是講原來的系統(tǒng)全部推倒重來是逐步改造更新，需要公司決策層，站控技術人員從實際角度和長遠規(guī)劃結(jié)合起來，選擇先進技術，并積極探索滿足企業(yè)需要的信息化系統(tǒng)。

參考文獻

[1] 肖衛(wèi)東.PLC技術在電氣工程自動化控制中的運用策略探究[J].科學與信息化，2019（626）：8.

[2] 李少勇.加氣站建設需注意的細節(jié)問題[J].化工設計通訊，2018 （4）：260-261.