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      石油化工
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      發布時間:2017-1-12   點擊次數:1 

      一、澀寧蘭天然氣管道工程:

      本工程地處青藏高原,沿線氣候惡劣、環境艱苦,為確保該管道安全、平穩、高效、經濟地運行,自動控制系統采用監控和數據 采集系統(以下簡稱SCADA系統),對管道全線的運行情況進行集中監視和生產運營管理。澀寧蘭工程SCADA系統的中心部分為計算機數據采集、處理系 統,通過VSAT(主通訊信道)和Modem撥號(備用通訊信道)實現與PLC通訊,將過程變量實時采集到中心的實時數據庫,以列表、趨勢和動態控制流程 圖的形式將工藝過程以直觀、豐富的形式顯示出來,并提供各種數據記錄和分析工具,為操作員分析工藝運行情況、預測工藝運行趨勢和診斷整條管道安全運行的隱 患作出直觀分析。站控系統使用代表羅克韋爾自動化最新控制系統技術的ControlLogix系統作為核心控制器,采集管道的溫度、壓力、調節閥位和重要 的計量結果和參數等,并接受中心和站場的控制命令,對閥和流程進行控制。采用ControlLogix系統使控制系統實現了控制器、控制網絡的熱備冗余, 同時還通過通訊模板實現與其他系統的通訊。整個SCADA系統的配置祥見下圖:


       
      SCADA系統配置圖
      (一)、CPU的雙機、雙電源和雙機架的冗余:
       ControlLogix 的硬件直接支持CPU的雙機冗余,而不用像以前那樣還需要用戶編程實現冗余切換。這樣,用戶只需要安裝好硬件和連線,然后用軟件簡單組態一下,就可以實現 CPU的冗余熱備。如右圖所示,兩個CPU分別放在機架A和機架B里面,同時掛在ControlNet網上,兩塊冗余模板間通過光纜連接。這樣,在兩塊 CPU同步后,主CPU和備CPU之間通過冗余模板進行數據和程序的同步。當主CPU出現故障時,對現場的控制自動轉到備用CPU,同時備CPU轉為主 CPU。故障CPU則可以停電檢修,而不會影響對現場設備的控制,檢修完成后,更可以自動實現與當前主CPU的程序和數據的同步,大大提高了系統的可靠 性。經過時間的檢驗,澀寧蘭工程SCADA系統的CPU冗余已經非常成功的得以使用。
      (二)、利用通訊模板實現與其它設備的通訊:
      澀寧蘭全線的計量使用從在首站從氣田集氣站色譜分析儀采集的氣體組分數據來提高計量精度。同時計量結果還要讀入到CPU 中,這樣就涉及到ControlLogix系統與其他設備通訊的問題。在澀北首站,CPU到氣田集氣站色譜分析儀的距離超過了100多米,我們采用RS- 485連線解決距離問題,利用通訊模板的一個應用口與氣田的流量計算機通訊,采集氣體組分和流量計量結果。其余三個站的計量是通過CPU同流量計算機間的 通訊實現,CPU將從中心得到的氣田的組分數據寫入到流量計算機中,流量計算機利用這些數據計算出流量,然后將結果送到CPU中。因為每一個站都有幾路計 量回路,所以CPU要循環采集各個流量計算機的值。我們把通訊模板的應用口與流量計算機的通訊口連接成RS-485網,使用MODBUS協議進行通訊。通 訊模板循環采集流量計算機的數據并通過高性能的、無源多主線背板將數據送到CPU中。見下圖:


       
      (三)、PID控制:
      在澀北首站設置一臺壓力調節閥,起著根據全線輸量的大小,調節整條管道壓力的重要作用。我們在PLC程序中利用 RSLogix 5000編程軟件所提供的PID指令,并結合多年的工程作經驗成功的實現了對調節閥的控制。與其他軟件PID指令相比,RSLogix 5000提供的PID指令,可以自動實現手/自動切換,并可以設置調節死區和模板通道出現錯誤時的預給定值等,開發時可以給用戶帶來很大的便利。在我們現 場調試后,調節閥可以很好的發揮調節全線輸量的作用。
      (四)、遠程系統維護:
       在 中心和各站場分別設路由器,中心和站場通過路由器和衛星進行通訊。這樣不僅可以在中心采集各個站的數據和實現控制功能,也可以利用RSLogix 5000編程軟件和非常好用的RockWell RSLinx通訊軟件上載或下載各個站CPU中的程序。這就是說,工程師在控制中心就可以進行全線系統的一些維護。
      (五)、工程中的所有模板支持帶電熱插拔:
      在工程中應用的所有模板都支持帶電插拔,保證在運行中對某一塊模板進行維護時不會影響到系統其他的部分。這給系統的調試和系統的維護帶來很大的便利。
      目前,工程均已經正常運行兩年 以上,總體來說ControlLogix系統在這兩個重大工程中的應用是非常成功的。除了上述一些特性的應用,Logix 處理器和各種模板都可以提供豐富的自診斷信息,使得系統對于硬件的錯誤可以有更靈活、更快速的應對手段,來提高系統對意外事件的處理能力,進一步來提高系 統的智能程度。靈活、簡單的可擴展性,更可以滿足日后的系統擴容,而不必為擴容時舊系統的去留大傷腦筋。

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