淺談如何對天然氣門站信息化進行整合

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，國內各地區燃氣公司紛紛投入新建LNG儲氣站，或者對現有門站設置進行擴容，這些門站有的用于單獨供氣，有的用作調峰，有的作為備用氣源，功能各不相同，采集信號系統也相對獨立，如何對現有投產工藝和新建工藝的信息化整合，做到既不影響現有生產，又能統一系統集中管理，成為一個急需解決的難題。本文的主旨是探討現有燃氣行業在門站這種多采集系統的復雜工藝下如何實現數據的采集和集中監控。

關鍵詞 LNG站;分布式網絡;信息化系統;自控

1背景

江陰天力燃氣夏港門站是一個多功能系統的集合，建于2005年，按照工藝生產功能先后建設了管束區、儲罐區、卸車區、汽化區、裝置區、液化氣儲氣區、汽車加氣站、為了滿足日益增長的需求對現有門站進行的產能擴容，又新建了新的LNG裝置。以上各功能區工藝煩瑣，建設時間跨度長，從選用和利時的DCS控制系統到西門子S7-1500系統以及不同的組態軟件，工藝互相串聯，如何打通通道實現數據統一成了站控實施人員面臨的難題[1]。

2短期建設和長期規劃

將這些多功能的系統通過計算機網絡、軟件、硬件手段合理有效集中起來進行監控處理，提高維護人員工作效率，安全可靠的監控相關設備。首先考慮現在有門站系統已經正常生產和新建設置互不干擾的原則。新增的信號采集系統以現主流PLC進行采集，在終端呈現界面統一采用相同的站控軟件，以光纖分布作為工控主干網，最終實現站控系統的統一。

3系統設計

夏港門站現在信息化設備：站控系統、UPS供電、監控網絡。

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

（2）夏港門站加氣站選用西門子S7-300采集系統，上位軟件選用組態王。

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

（4）對新LNG站工藝建設時同樣考慮選用S7-1500數據采集和組態王軟件，工藝完成后對之前LNG汽化區擴容使用的組態軟件組態王進行整合統一。

（5）對老工藝區按照工藝功能進行劃分，逐步從老DCS系統中剝離，在后期工程中進行改造并入統一的組態軟件中。

4實施要點

4.1 分布式網絡

分布式網絡顧名思義，分布在不同地點的計算機系統互連而成，網中無中心節點，這種分布式的網絡系統便于網內資源共享。

以往數據采集系統往往采用主服務器加操作機的模式，這種模式比較適合穩定工藝，一旦工藝發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。為實現擴容采集信號，需要停止現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。

分布式網絡以光纖網絡為媒介，對采集數據進行分布式采集，采集箱放置在現場工藝附近用總線形式對現場儀表數據進行采集，與主PLC采用光纖通信，這樣不僅大大減少了線路分布節約成本，又便于今后線路檢修維護。這種結構往往也是最符合工藝建設的自然規律。實際應用中，光纖網絡也是非常可靠的，不僅價格便宜而且安裝方便，抗干擾能力強[2]。

得益于分布式網絡，我們取消了主服務器的概念，減輕了主機宕機后整個數據崩潰的發生，在數據采集方便不再受制于某一家集成商，不管什么采集系統最終都是統一數據進入到組態軟件系統。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，一旦發生故障，將會殃及整個系統。分布式網絡可以使硬件結構簡單化，采集控制系統扁平化，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，已經將氣化區和鍋爐房的信號采集從原來DCS系統中獨立出來，單獨新建了數據采集箱和站控軟件，并在2019年的新LNG站建設中進行了站控軟件的合并，實現了無縫對接。

4.2 統一的站控軟件

選用統一的站控軟件，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，選用統一的站控軟件，從而實現操作的最終統一。夏港門站老工藝區最早采用的是和利時DSC系統，后期加氣站系統是由供應商提供的組態王系統。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改造和新LNG站建設時通訊選用組態王進行組態，既考慮實際情況又考慮了成本。

4.3 不同工藝系統直接的數據交互

Modbus協議是目前工業自動化領域比較通用的總線協議，在中國，Modbus已經成為國家標準GB/T19582-2008，Modbus協議具有的廣泛性，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議對接中要求采用統一標準即Modbus協議進行通訊。在涉及采集信號在使用權限的情況下，采取誰有動作要求誰先采集的原則，然后再交互數據。

5結束語

江陰天力燃氣夏港門站信息化系統是一套計算機技術與工業自動化相結合的系統。計算機作為核心，監控工業設備運行指數，控制并參與到工業化生產中，最終并提供安全生產的保障。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絡結構，按照施工工藝逐步展開，獨立成塊，并最后形成統一的組態界面，不光考慮了實用性還考慮到了經濟型，做了一邊生產一邊建設的理想預期。

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

6結束語

江陰夏港門站信息化建設對企業實際生產具有一定的借鑒意義，在企業大規模擴產或者改造時如何達到生產和經濟性平衡，是講原來的系統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劃結合起來，選擇先進技術，并積極探索滿足企業需要的信息化系統。

參考文獻

[1] 肖衛東.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問題[J].化工設計通訊，2018 （4）：260-261.