进步DCS控制系统运行可靠性的措施分析.docx

进步DCS控制系统运行可靠性的措施分析进步DCS控制系统运行可靠性的措施分析中国石化股份公司济南分公司唐磊导语：着重从DCS控制系统的配置及应用的外部环境条件等方面，对进步DCS系统应用的可靠性进展讨论，提出了一些详细建议。摘要：着重从DCS控制系统的配置及应用的外部环境条件等方面，对进步DCS系统应用的可靠性进展讨论，提出了一些详细建议。前言随着大、中型石油化工、炼油引进装置的不断增多，以及工业自动化程度的不断进步，尤其是计算机控制系统及其相应软件的不断开发和完善，在新建或者改建的工程工程中，消费经过控制选用DCS集散控制系统的趋势越创造显。我厂各主要装置根本全部采用DCS系统进展控制，近两年对局部系统老化的装置进展了晋级更新。改造中选用了多种不同种类的DCS控制系统：一催化、一加氢、一动力、二动力、氮气站和即将进展的二催化改造选用的是日本横河公司的CS3000系统，净化水、循环水以及油品那么选用了浙大中控的JX-300XP系统。因此，确保消费装置平安运行，进步DCS系统应用的可靠性是特别重要的，而且是一个特别复杂和艰巨的任务。DCS系统特点概述DCS系统具有较高的灵敏性与扩展性，具有先进的经过操纵画面(动态流程画面，分组回路画面，总貌画面，报警画面，趋势记录画面等)，具有各种控制功能，运算功能，并能实现工艺参数趋势预测，历史数据显示和各种报警功能。进而实现对工艺消费全经过的集中监视、控制和治理，同时，DCS系统的各种插卡可以带电插拔、更换，这些特点是常规仪表所不具备的或者需要经过复杂的组合才能实现，因此，DCS的应用有广阔的前途，其应用的可靠性问题也越来越为人们所关注。冗余后备是进步DCS可靠性的有效手段DCS系统主要由现场控制站、操纵站、通讯网络等单元组成，在实际应用中，除了采用高可靠性并通过实际考验的元气件来构成系统外，在工程设计中，还要从DCS系统的配置方面考虑DCS系统的可靠性问题，采用冗余配置的冗余设备具有在线自诊断、故障报警、无过失切换等功能，进而进步了DCS应用的可靠性。下面以横河CENTUMCS3000系统控制器单元的配置为例(见图1)讲明工程中DCS冗余配置的施行。图13.1现场控制站的冗余配置在图1中，现场经过信号的收集、运算、控制均由FCS实现，处理器、通讯模块、电源模块为冗余设置外，在控制柜中用于控制的输入输出模块也全部为冗余设置。3.2操纵站的补偿机能操纵站是DCS系统的人机接口局部，工艺经过的监视、操纵均通过它来实现，它向工艺操纵人员提供各种经过信息，操纵人员又通过它发出各种操纵指令，施行工艺操纵，由于同一条LCN总线上可以设置数台操纵站，所以，在进展操纵站配置时，至少要配置两台操纵站，并且至少有一台操纵站使用UPS供电，进一步进步系统运行的可靠性，这些操纵站可以分别独立进展操纵，又具有平衡补偿功能，每一个操纵站都可以对整个系统状况进展监视、操纵。3.3通讯总线的冗余设计局域控制网LCN及万能控制网UC均为冗余配置，通过网络接口模件进展通讯，通讯采用ISO/IEEE802.4令牌通讯方式，整个网络具有点对点通讯功能，使得网上各接点可以分享网络数据。从外部环境条件上保证DCS系统运行的高可靠性为了使DCS系统运行平安可靠，除了系统的可靠性设计措施外，用户还必须提供良好的外部环境条件，这些条件主要包括：良好的环境条件、机房温湿度、好的供电系统、良好的接地系统以及防灰、防震、防腐蚀等措施，只有具备相应的措施，长期稳定的运行才有保证。另外，较好的日常维护人员，进步维护程度，加强对系统的保养也是进步可靠性的重要因素。4.1DCS控制室的设计DCS控制室宜接近现场和方便操纵，但又不处于危险的场合，远离振动源、强噪音源以及强电磁场的干扰，另外，对易燃、易爆、又毒、有粉尘的装置，控制室宜布置在本地区全年主导风向的上风侧，或者全年最小频率风向的下风侧。DCS中央控制室除应设置操纵室、机柜室、工程师站室外，还应设置必要的辅房，如：维修室、备件室、UPS电源室等。操纵室内主要设备有显示器、操纵台，事故、报表打印机等，一般显示器操纵台后要有1.52.5m的空间，而显示器操纵台前要有3.55m的空间，以便于操纵和维修。机柜室一般有控制单元、输入输出单元、辅助仪表柜等，机柜室布置时需考虑机柜散热以及维护和接线的方便。另外还应考虑进线的内外部密封及消防措施。4.2电源设计电源设计是系统平安可靠的关键之一，尽管DCS控制系统已考虑到断电时的备用电源或者RAM存储器的数据保存问题，但不成功的电源设计仍经常威胁着系统的正常运行，供电的连续性对系统的正常、平安运行极为重要，为保证其可靠性必须配置不连续电源UPS，同时，UPS运行的有关参数及运行状态信号应输入到DCS系统中，当UPS故障时可以报警提示，以保证系统和工艺装置的平安。4.3防干扰接地措施在实际消费中，一些大型动力设备的启运经过、大型变压器、大功率可控硅整流设备的现场电磁感应的影响，公共接地回路电流的存在等多种多样的干扰信号会通过不同途径与系统耦合，对系统带来扰动，因此，系统设计必须考虑抗干扰措施，在工程上用接地、屏蔽来抗干扰是特别现实而有效的。DCS系统仪表的接地分为DCS系统工作接地和保护接地，仪表保护接地是为保证人身平安和电气设备的平安而设置的，一般包括：仪表盘、箱、柜、DCS机柜、操纵站、仪表外壳、电缆护管、汇线槽等的接地。屏蔽电缆的屏蔽线接地应属于DCS系统的工作接地，而且屏蔽接地在一个回路中只能在一点接地。接地连线应使用铜芯绝缘电线、电缆，接至接地汇流板，对于工作接地的各接地线、接地汇流条除正常的连接点外，都应当是绝缘的，最终与接地体或者接地网的连接是从接地汇流板单独接线的，各接地电线、电缆的使用规格见表1。总之，DCS系统接地问题在DCS系统设计、安装、调试当中比拟重要，在系统调试前应经过接地电阻测试，达不到要求不能调试，更不能进展消费的联动试车，否那么会给系统带来难以判定的故障。结论综上所述，随着DCS系统的广泛应用，集中控制的优越性越来越被人们所认识，同时，人们对于工业控制自动化的可靠性、准确性的要求也越来越高，因此，对进步DCS系统应用的可靠性措施讨论就有着特别重要的意义和实际应用价值，可靠性问题需要我们在理论中不断地加以探究和总结，进而使DCS系统的应用再上新程度。