DCS系統在長輸管道輸油站的應用

譚學進

摘 要：該文主要介紹了宜君長輸管道輸油站DCS自動化控制系統的七大功能和六大特點，同時對合理確定的控制方案、DCS自動化控制調試工作、投運和運行情況、系統維護做了簡要闡述。綜合說明先進的DCS控制系統極大地方便了操作人員對整個生產工藝過程的全方位監控，提高了人員、設備的綜合利用率，闡述了DCS系統在輸油裝置中的應用情況。

關鍵詞：DCS 輸油站 集散控制 系統組態

中圖分類號：P274 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（c）-0023-02

1 宜君輸油站概況

宜君輸油站是輸油管道洛川-咸陽段的中間加壓站，由于地理環境的限制，需對上站來油通過3臺輸油泵加壓后外輸，具有水擊泄放，接收發送清管器功能，事故狀態下對油罐內具有一定溫度的原油實現反輸，該站設計加劑熱處理最小啟輸量為90.1×104 t/a，最大輸量270×104 t/a，對輸油管道的安全運行起著承上啟下的作用。

2 集散控制系統概述

儀表自動化系統對保證輸油站的工藝裝置、設備安全連續平穩運行起著重要的作用。當正常生產投運后，日常過程的監視、控制、操作主要是利用控制室的計算機控制系統或儀表來實現，以達到數據采集、控制輸出、參數調節以及信號報警等各項功能。

為滿足工藝過程的監視、控制、聯鎖保護等要求，我們采用以計算機技術為核心的集散控制系統（DCS）。DCS系統具有較強的監視、控制功能，人/機界面友好，擴展方便，可滿足輸油生產過程要求，提高管理水平，減少崗位生產人員。經過驗證，證明DCS系統具有先進可靠的硬件設備和功能強大的軟件。

系統組成：DCS系統包括操作員/工程師站、打印機、過程控制站、通信設備及相關軟件，系統硬件有控制網絡、控制器處理模塊、電源模塊、通訊模塊等?，F場儀表信號通過電纜傳輸到DCS過程控制站。

3 DCS功能特點

宜君輸油站的DCS集散控制系統采用ABB公司的AC800F系統，該系統具有以下功能及特點。

3.1 系統功能

（1）數據采集和存儲功能：現場控制器AC800F通過4種現場總線對各種信號進行數據采集及處理，它擴展了“傳統的”單一傳輸回路，通過Freelance2000系統的標準通訊接口以太網，與Freelance2000系統進行通訊，為用戶提供了方便、可靠的運行平臺，AC800F現場控制器還可以提供各種級別的冗余設置。

（2）控制功能：具備完整的監測、調節、順序控制及設備聯鎖保護等功能。

（3）顯示功能：顯示畫面包括總貌畫面、流程圖畫面、控制分組畫面、調整畫面、趨勢畫面、過程報警畫面、系統報警畫面、系統狀態畫面、操作日志畫面、歷史查詢畫面等，并具有窗口（多個、拉伸、重疊）顯示功能、漢字功能以及觸屏功能。

（4）報警功能：模擬輸入/輸出信號報警（絕對報警、變化率報警），數字輸入/輸出信號報警，儀表停用（校驗、停掃描）報警，系統部件（卡件、網絡）故障報警，相鄰報警時間分辨率，報警管理功能（如歷史查詢過濾、報警組設置、報警點組的優先級、報警抑制功能等）。

（5）報表和屏幕拷貝功能：即時報表功能，定時報表功能，報警匯總記錄，操作記錄報表，操作或參數修改打印，打印屏幕拷貝功能。

（6）操作安全：操作權限口令詢問功能，工程師、操作員鑰匙鍵功能，MAN/AUT/CAS切換無擾動功能，冗余措施。

（7）系統的靈活性：系統擴展方便，冗余冗錯，新老產品兼容性強，與上位機通信接口及軟件的實用可靠。

3.2 特點

（1）站內各種參數、報警數據保存120天。

（2）滿足用戶數據曲線、歷史數據曲線動態分析、報表自動生成要求。

（3）操作系統平臺采用WINDOWS2000，美觀易用。

（4）控制系統采用模塊化結構，更換靈活。

（5）上位機與過程管理控制器都采用雙機熱備，全面冗余。

（6）為后續擴建裝置留有擴展余地，留有RS232/485和其他接口，便于站內其它控制（見圖1）。

4 DCS系統的應用

宜君輸油站設計監控工藝參數（壓力、液位、溫度、流量）42個，自?？刂苹芈?3個，控制精度要求高，所以我們做了以下幾方面的工作來確保DCS運行平穩，控制準確。

4.1 根據工藝要求合理確定控制方案

利用掌握的DCS組態方法，對工藝進行組態，達到工況實用、操作方便的要求，并通過實際運行發現不足，逐步對組態設計進行完善、修改。力爭滿足工藝操作要求，提高DCS利用效果。

4.2 做好DCS調試工作

（1）DCS單機調試和系統調試。

①做好硬件檢查和單機調試：各設備通過診斷程序完成功能測試；對電源的電壓進行測量和檢查；對I/O卡件的零點、量程及精度進行校準；對信號調整卡的零點、量程及精度進行調試檢查。

②功能檢查和調試：包括通信、顯示、打印等。用戶畫面的檢查，自動格式報表檢查，控制方案檢查和調試，聯鎖邏輯順序控制方案檢查和調試，其他用戶組態的程序檢查。

（2）DCS與現場信號的聯調，包括儀表輸入信號顯示準確，DCS輸出與執行機構的聯調，現場聯鎖功能的聯調，順控功能的聯調等。

4.3 DCS運行情況

投產后我們根據生產實際工況制定先進控制方法，使控制系統和聯鎖保護投入自動狀態，達到應有的使用效果。現在所有顯示數據準確，控制回路全部投入自動狀態進行控制，保證了工藝生產的平穩安全，提高了設備運行的可靠性，也降低了員工的勞動強度。

4.4 系統的維護

主要對工作站運行狀況、系統環境狀況進行檢查，及時發現、處理設備隱患，確保系統平穩運行。

5 結語

宜君輸油站通過使用先進的DCS集散控制系統，極大地方便了操作人員對整個生產工藝過程的全方位監控，特別是對實時反映出的生產中出現的異常狀況的預警，使操作人員能夠及時對預警信息進行分析判斷及處理，遏制了事故的發生，降低了事故發生率；同時DCS的應用，實現了人機對話，在計算機上通過DCS系統就可實現生產工藝動態的調整，降低了人員的勞動強度，提高了人員、設備的綜合利用率，具有顯著的經濟效益和社會效益。

6 下一步的工作方向

（1）繼續加強DCS控制系統對設備運行參數、電機運行狀態的監控。將泵出口電動閥的開度數據和蒸汽鍋爐的各項參數（壓力、溫度等）納入DCS系統，進行實時在線監控，做到對全站生產參數、設備運行等的全方位監控，利于崗位操作人員對設備運行情況的了解和設備出現故障的及時處理，以及對故障原因的分析、判斷。

（2）從站控計算機實現自動控制保證管道密閉輸油的節流控制入手，通過自控工藝的要求及與變頻器電路的對接，設計合理控制邏輯，修改站控PLC控制程序。使計算機通過自動調節轉速跟蹤壓力值達到進站壓力閉環調節，操作員可實時監控泵的運行狀態和工作模式，實現在切換不同的泵運行時始終由變頻器進行驅動，并且通過自動調節轉速實現進站壓力閉環調節，從而保證密閉輸油安全運行。

參考文獻

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