王福兵

(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

某公司煉油裝置共16套主體單元，共有往復(fù)式壓縮機13臺，離心式壓縮機13臺，增壓機、發(fā)電機、軸流風機等復(fù)雜機組19臺。壓縮機選用Tricon控制系統(tǒng)，控制器、I/O模塊及數(shù)據(jù)通信模塊采用微處理器硬件技術(shù)，具有三重化冗余容錯(TMR)功能，能同時滿足高可靠性、高可用性的容錯控制能力，選用配套的TriStation 1131作為下位編程軟件和Wonderware公司開發(fā)的Intouch作為上位人機界面軟件。

1 壓縮機控制系統(tǒng)概況

所有壓縮機控制系統(tǒng)(CCS)操作站設(shè)置在同一個中心控制室(CCR)內(nèi)，控制器機柜設(shè)置在各裝置現(xiàn)場配套的現(xiàn)場機柜室(FAR)內(nèi)，CCS操作站通過CCR的遠程機柜與現(xiàn)場各FAR內(nèi)控制器建立數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)集中監(jiān)控和管理功能。

2 CCS時鐘同步的必要性

該煉油裝置配置的控制系統(tǒng)如下： 分散控制系統(tǒng)(DCS)主要實現(xiàn)該裝置過程控制操作和監(jiān)控功能；安全儀表系統(tǒng)(SIS)主要實現(xiàn)該裝置聯(lián)鎖停車和順控邏輯操作功能；CCS主要實現(xiàn)裝置內(nèi)大型機組監(jiān)控、操作和聯(lián)鎖保護功能。3套控制系統(tǒng)同步運行，相互獨立，CCR內(nèi)工藝人員主要通過這3套控制系統(tǒng)實現(xiàn)對整套煉油裝置的生產(chǎn)過程監(jiān)控、操作調(diào)整和開停車功能。

DCS和SIS自該裝置首次開工以來使用同一個時鐘源，定期同步該裝置所有DCS和SIS控制器的時間，對于裝置內(nèi)同一時間點發(fā)生的事件，DCS記錄的各類儀表信號報警時間、歷史趨勢時間和SIS的事件記錄功能(SOE)記錄的聯(lián)鎖儀表動作時間一致，為工藝人員和設(shè)備維護人員分析裝置生產(chǎn)過程和設(shè)備故障原因提供了很大的幫助。但CCS沒有建立統(tǒng)一的時鐘同步功能，由于SIS聯(lián)鎖信號和CCS的聯(lián)鎖信號相互交叉?zhèn)鬟f，實際生產(chǎn)過程中同時存在因SIS先發(fā)出聯(lián)鎖停車指令進而導(dǎo)致壓縮機停車和因CCS先發(fā)出聯(lián)鎖停車指令進而導(dǎo)致工藝裝置停車的現(xiàn)象，因此因果事件發(fā)生的先后順序非常重要，這就要求全廠CCS時間需要和DCS/SIS時間同步，因此，該公司利用全廠停工檢修時機進行了CCS時鐘同步功能改造。

3 常規(guī)CCS時鐘同步方法和存在的弊端

常規(guī)CCS時鐘同步方法主要有兩種：

1)人工手動對CCS時間進行單次同步。當在線運行下位組態(tài)軟件TriStation 1131程序時，可以在不停止該控制器運行的情況下重新校正控制器時間，設(shè)置控制器時鐘為TriStation 1131 PC機上的本地時間，設(shè)置步驟如下：

a)在TriStation 1131 PC機的控制面板中打開Date/Time對話框，設(shè)置PC機時間和DCS時間一致。

b)在PC機上將TriStation 1131下位程序上線，單擊菜單欄Commands命令，在展開的菜單中選擇Set Calendar Clock項，并對彈出的提示對話框進行確認即可完成TRICON系統(tǒng)時鐘同步。

c)在上位人機界面(HMI)可編輯Intouch組態(tài)腳本自動顯示TriStation 1131 PC機時間。

2)同步TRICON控制器時鐘方法。HMI通過動態(tài)數(shù)據(jù)交換通信協(xié)議(DDE)實現(xiàn)和TRICON控制器數(shù)據(jù)通信，DDE組態(tài)軟件具有時鐘同步功能，啟動該功能后，將TRICON控制器時間實時同步為TriStation 1131 PC機時間，但由于PC機時間通常不是標準時鐘源，所以TriStation 1131編程手冊說明不推薦使用該功能。

4 CCS時鐘同步功能改造方案

4.1 建立CCS時鐘同步網(wǎng)

1)為實現(xiàn)所有CCS使用同一個時鐘同步源的目的，需要建立CCS時鐘同步網(wǎng)。新增加的CCS時鐘同步交換機需要將沈陽鼓風機集團有限公司的8套壓縮機Tricon控制器交換機、西安陜鼓動力股份有限公司的主風機Tricon控制器交換機、德蘭賽蘭壓縮機Tricon控制器交換機和新比隆壓縮機TRICON控制器交換機連接起來，由于該裝置DCS和SIS共用的時鐘同步源設(shè)置在CCR遠程機柜間內(nèi)，在時鐘同步源網(wǎng)絡(luò)端口上增加1條網(wǎng)線連接到新增加的CCS時鐘同步交換機上，組成一個新的CCS時鐘同步網(wǎng)。CCS時鐘同步網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如1所示。

圖1 CCS控制系統(tǒng)時鐘同步網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意

2)由于處于同一個網(wǎng)絡(luò)中的Tricon控制器IP地址和節(jié)點號不能重復(fù)，需要使用下位TriStation 1131編程軟件修改Tricon控制器CPU模塊IP地址和節(jié)點號，同時調(diào)整現(xiàn)場FAR內(nèi)TRICON控制柜CPU主處理器硬件模塊的撥碼盤，修改CPU模塊硬件地址，并重新完整下裝程序。

3)需要保證時鐘同步的單向性和唯一性，即只能有一種時間同步方式對自控系統(tǒng)進行時鐘同步，故需確認所有CCS取消DDE時鐘同步功能，實現(xiàn)單一時鐘源。

4.2 Tricon控制器時鐘同步設(shè)置

1)在現(xiàn)場各FAR室內(nèi)的Tricon控制器機架的通信卡網(wǎng)絡(luò)端口上增加1條網(wǎng)線連接到網(wǎng)絡(luò)交換機上，作為專用的時鐘同步功能網(wǎng)線。

2)打開下位TriStation 1131編程軟件，在硬件設(shè)置菜單中進行硬件設(shè)置，設(shè)置路徑如下：

TriStation 1131下位機程序—Controller—Configuration—Hardware Allocation—4351A/B TCM-A/B—Time Sync—Left Slot—SNTP—NET2—Master IP Address： 192.168.1.250—確定。確認設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)端口接上時鐘同步網(wǎng)線，保存設(shè)置后重新下裝TriStation 1131下位機程序。

4.3 CCS操作站和工程師站PC機時鐘同步

CCS操作站和工程師站PC機時鐘同步設(shè)置如下。

1)確認CCS操作站和工程師站PC機的網(wǎng)線接入該控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換機上，可以PING通時鐘源IP地址： 192.168.1.250。

2)修改PC機時鐘同步頻率，設(shè)置路徑為： 點擊“開始”菜單，選擇“運行”，輸入“gpedit.msc”，選擇“管理模板/系統(tǒng)/Windows時間服務(wù)/時間提供程序”，點擊“配置 Windows NTP客戶端”，選擇“已啟用”，選擇類型NTP，在 NTP Server輸入時鐘源的 IP： 192.168.1.250.0x9—Special Poll Interval，選擇3600點擊確定。

在設(shè)置路徑的過程中需注意以下事項：

a)NTP Server輸入時鐘源的 IP： 192.168.1.250.0x9后面的“.0x9”不能刪除，若刪除則所設(shè)置的同步間隔時間就不確定了，不會按照設(shè)定的時間間隔進行時鐘同步。

b)時鐘同步間隔時間可以根據(jù)具體情況而設(shè)置，通常設(shè)置的是 3 600 s，設(shè)置完成后計算機就會和時鐘源1個小時同步1次。當時鐘同步網(wǎng)絡(luò)中有多臺PC機時，時間同步間隔應(yīng)不同，避免在同一時間搶占網(wǎng)絡(luò)資源，造成系統(tǒng)死機。

3)設(shè)定PC機Window Time服務(wù)， 啟動PC機時鐘同步功能。首先雙擊PC機右下角的時間字樣，在彈出的對話框中選擇“更改日期和時間設(shè)置—Internet時間—更改設(shè)置—在服務(wù)器項填寫時鐘源IP： 192.168.1.250—確定，此時會顯示同步是否成功和下一次同步的時間。

5 結(jié)束語

該公司通過優(yōu)化控制系統(tǒng)時鐘同步網(wǎng)，設(shè)置公共時鐘源的方式，有效解決了DCS，SIS，CCS時間不同步問題?，F(xiàn)場實施應(yīng)用后使用效果良好，提高了工藝和設(shè)備人員對生產(chǎn)事件分析的準確性，為裝置平穩(wěn)長周期運行提供了有力的保障。