容錯性控制在LNG擴(kuò)建項(xiàng)目中的應(yīng)用

上海天然氣管網(wǎng)有限公司 謝深

0 容錯性技術(shù)簡介

容錯技術(shù)的基本思想是由馮·諾依曼在1962年提出的。它要求系統(tǒng)具有自動修復(fù)及故障容錯能力在系統(tǒng)的某個部件出錯的情況下保證整個系統(tǒng)的可靠性運(yùn)行，其目的就是使得系統(tǒng)能自動、適時地監(jiān)測并診斷出系統(tǒng)的故障，然后采取相應(yīng)的故障控制和處理方法。而達(dá)到這一要求可行方法有硬件的冗余，系統(tǒng)的同步性、系統(tǒng)的表決性、重構(gòu)性、故障監(jiān)測多方面。容錯控制系統(tǒng)的一般要求：

(1)每個安全相關(guān)功能，應(yīng)該冗余運(yùn)行；

(2)應(yīng)用軟件有周期性檢查的功能；

(3)通過比較保證時鐘和定時器的正確性；

(4)有措施避免系統(tǒng)進(jìn)入死循環(huán)或停止運(yùn)行；

(5)保證通訊鏈路的正確；

(6)任何硬件故障必須立即得到反映，避免故障累積而發(fā)生的事故；

(7)和安全有關(guān)的數(shù)值不能人工輸入；

(8)保證CP指令執(zhí)行的完整性(針對多字節(jié)的指令)。

1 LNG站的控制系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整個LNG站的控制系統(tǒng)按區(qū)域上可分為三大區(qū)域：中央控制室(NCR)、原有控制室(ECR)、碼頭控制室(JCR)，由功能可分為三套系統(tǒng)：分布式集成控制系統(tǒng)(DCS)；火焰及氣體滅火系統(tǒng)(FGS)；緊急停車系統(tǒng)(ESD)。

LNG站的控制系統(tǒng)采用霍尼韋爾(Honeywell)集成控制系統(tǒng)，它是基于分布式服務(wù)器架構(gòu)與控制的以太網(wǎng)技術(shù)。該系統(tǒng)包括三處控制室(NCR、ECR、JCR)，該系統(tǒng)架構(gòu)見圖1。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)示意

如圖所示：其中碼頭控制室包括基于霍尼韋爾C300系列的DCS分布式集散控制系統(tǒng)及FSC701系列的FGS火焰及氣體滅火系統(tǒng)1套；中央控制室包括基于霍尼韋爾C300系列的DCS系統(tǒng)(包括接入的第三方成套設(shè)備的 PLC控制系統(tǒng))及 FSC701系列的FGS系統(tǒng)和ESD緊急停車系統(tǒng)各1套；……