多裝置控制系統同期改造經驗

【摘要】在較短的檢修期內，一次同時完成七套裝置控制系統的改造，是一項復雜艱巨而又有挑戰性的工作。我們將先進的項目管理理念引入該項目中、并在實施過程中自主創建有效措施，高效地完成了所有工作任務。改造后的7套裝置在開工期間沒有出現控制系統問題，都達到了一次開車成功。

【關鍵詞】系統改造；項目管理；檢修

為可持續發展的需要，公司安排利用停工檢修的機會對我廠老區七套裝置已使用近20年的控制系統進行改造。對七套裝置的DCS系統和聯鎖保護系統進行徹底更新。即由一個廠家更換為另外一個廠家的產品，包括端子柜、安全柵柜、系統柜在內全部進行更換。七套裝置中包括乙烯龍頭裝置和聚乙烯、乙二醇等關鍵裝置，該項目是第一次同時進行7套裝置控制系統的改造；第一次同時對乙烯、聚乙烯等這樣超過5000點的大型控制系統進行徹底改造；在沒有專利商支持和相同經驗借鑒的情況下，第一次由業主自主的實施聚乙烯裝置的順控和復雜控制移植。這是一次技術水平和管理能力的挑戰。為此，我們引用了先進的項目管理手段，實踐于7套控制系統改造中，并在具體的改造工作中，創建開發了一些有效地舉措，極大地提高了工作效率。

從實施的效果來看七套裝置控制系統改造項目全部按計劃達到關鍵節點，在檢修期內完成了所有改造工作，具備開工條件。開工期間，沒有出現控制系統的問題，七套裝置都達到了一次開車成功。截止目前控制系統運行穩定可靠，系統改造取得圓滿成功。

1.控制系統項目改造的難點

七套裝置為上世紀九十年代初，從外國專利公司成套引進，九五年投產后，二OO二年再次擴建。乙烯裝置DCS采用的是ADVANT 500和MOD300，另外還有兩套ESD系統。95年開工時裝置采用的是AUGUST安全聯鎖控制系統，擴建時裝置采用的是TRICONEX安全聯鎖控制系統。現各系統內控制方案復雜多樣，邏輯關系很復雜，相互關聯地方多，各系統之間存在復雜的軟硬點通訊情況。

聚乙烯置DCS是HONEYWELL TDC3000系統，在2O02年擴建時做了擴容和局部改造，安全聯鎖系統有一套莫迪康PLC和一套HONEYWELL FSC組成。聚乙烯裝置工藝過程復雜，控制復雜。據統計，聚乙烯裝置DCS中有372個邏輯控制，260多個順控塊，還有近五十個復雜控制。裝置已經運行16年了，期間經歷了一次大型改造。最初的資料已和實際存在很大差異，且許多修改都沒有說明，系統改造需要完全和準確解讀所有邏輯控制、順序控制和復雜計算及復雜控制，并且完整移植到新的YOKOGAWA CS3000DCS系統中，所以資料收集、分析、解讀、轉換和組態編程的工作量和難度極大。

空分、原料等裝置屬于系統裝置，雖然控制系統的規模比乙烯、聚乙烯要小，但是停工最晚，開工最早，留給控制系統改造的時間很短。比如空分、原料等裝置都是要求在一周內完成從舊系統拆除、新系統安裝、接線、單校和儀表聯校工作，且要保證百分百準確，百分之百可靠。

本次改造涉及多個專業，包括儀表、工藝、設備、電氣、消防、IT、土建等，需要工藝車間、儀表車間、電氣車間、DCS廠家、SIS廠家、機組控制系統廠家、設計單位、安裝單位、裝修單位、采購部門、機關各管理部門通力協調合作。涉及到各種不同的管理界面，需要相互適應的管理流程和協調機制。

2.項目管理理念在控制系統改造中的應用

項目管理是通過項目組織，運用系統理論和方法對項目及其資源進行計劃、組織、協調、控制，旨在實現項目的特定目標的管理方法體系。項目的實現是由一系列項目階段或工作過程構成。在控制系統改造項目當中，主要有以下幾方面的應用：

2.1 項目范圍管理

早在2010年就開始準備，對項目的工作內容進行統計梳理，確定項目管理范圍。

控制系統改造工作范圍：拆卸機柜及底座基礎；拆卸操作臺及底座基礎；安裝底座基礎及機柜；安裝底座基礎及操作臺；機柜柜間電纜敷設、校線、接線、調試；機柜至操作臺電纜敷設、校線、接線、調試；槽盒敷設；操作室及機柜間土建施工及裝修。

本特利3300系統的改造：拆除原3300系統；安裝3500系統；機柜利舊、涉及機柜前面板堵孔、開孔、接線、組態、調試。

可燃氣報警儀表系統改造：拆除可燃氣報警儀表系統盤柜；控制室新機柜安裝及盤間線接線。拆除現場舊報警器；安裝新的可燃氣報警儀表；立柱安裝、電纜絕緣測試、查線、接線、標氣標定、調試；

在線分析儀表改造：將相關分析儀的電源電纜連接到UPS電源柜中；整合色譜儀電子單元和分析單元；色譜網絡布線；色譜工作站組態、分析儀調試。

各改造裝置回路聯校、聯鎖測試、儀表調試。

2.2 項目時間、質量、風險管理

對7個裝置的項目按照檢修時間點進行了細分，制定了時間點控制計劃。在承包商確定以后，車間與設計部門、生產廠家進行了溝通，并做了大量的預制工作。

建立了項目質量控制機制，制定質量規劃，在項目實施中對質量進行控制。涉及項目可能遇到各種不確定因素，包括風險識別，風險量化，制訂對策和風險控制。在施工過程中，對控制系統的每一個節點進行隱患排除工作。

2.3 人力資源和項目溝通管理

在2010年我們就開始進行組織的規劃、團隊的建設、人員的選用和項目責任的劃分等一系列工作。車間先后與主管處室、工藝車間、承包商和施工單位多次進行磋商，對施工中的每一個細節都進行了討論和交底。

2.4 項目集成管理

項目集成管理，包括集成計劃的制定、實施，項目變動的總體控制等。建立了自上而下的管控機制，在項目實施期間每天召開視頻協調會議，把握項目的進展和實施，及時協調解決各種資源的充分利用，解決制約項目進展的瓶頸問題。

3.有效舉措在控制系統改造中的實施

3.1 開發程序、創建平臺、確保準確詳細地搜整資料信息

3.1.1 建立各類信息統計標準格式和流程步驟

在統計初期，我們首先制定了所要統計信息的一個標準表格，然后將該表格分配到各單元，每個單元專人統計該部分的信息，統計完后相互交換再次進行交叉確認，最后匯總，再次安排專人進行全面的核查，所有的信息必須經過文檔和現場實際的核對，主要開展了以下幾方面的工作：

（1）原系統點數統計；為確保每個點都被統計在內，對實際應用的控制系統每個卡件下掛的點數位號進行了詳細的統計，然后和統計的各類點數進行對比、核對，確認系統內位號和點數吻合。

（2）原系統I/O點數信息統計：在組態的過程中需要每個點的詳細信息，所以我們從原系統中統計了以下參數：測量部位（位號描述）、回路位號、回路類型說明（如單回路、串級控制回路，純顯示等信息）、儀表位號、儀表名稱、信號類別（如4—20mA、接點等）、分度號（針對熱電偶）、回路供電（220V、24V）、I/O類別（AI、AO、DI等）、測量范圍、工程單位、偏差范圍、高高報警、高報警、低報警、低低報警、偏差高報警、偏差低報警、輸入正反作用、PID正反作用、輸出正反作用、輸入源、輸出源、調節閥正反作用及作用形式（氣開或氣關）、手自動信號是否跟蹤、是否開方、運算形式（穩壓補償）、控制算法及比例積分微分時間等。

（3）原系統安全柵種類及數量統計：為了保證信息的全面性，我們把每個位號所對應的安全柵種類一一列出。

（4）控制回路說明編制：裝置工藝較復雜，涉及的復雜控制回路也較多，復雜控制回路一般比較重要，為保證改造后能正常使用，我們對每個復雜控制回路內的所有位號信息抓屏保存，便于老系統拆除后進行查詢，也對每個復雜控制回路進行了詳細的說明。

（5）原流程圖畫面要求分析：應工藝的要求，所有流程圖畫面中的內容保留和以前的一樣，畫面中管線、設備、物料、儀表等的顏色保持現狀，為保證此項工作的順利完成，對現有的所有畫面進行抓屏保存。

（6）原主電纜及中間接線箱統計：中間接線箱電纜及主電纜的統計方法和I＼O表信息統計方法一樣，分發統計核對，然后匯總到一起再進行核對。確認利舊電纜長度，然后對所有的電纜進行了標識，并且在統計表上標注了哪些是去SIS的哪些是去DCS的，對不清楚地電纜用特別的顏色標注。

（7）原機柜間、機柜內布局圖分析：參考原機柜間的面積及機柜布局尺寸，可以很好的完成改造后機柜的擺放，所以保證所測量參數的正確性很重要，并且參考原系統柜、安全柵柜、端子柜等的位置來合理布局改造后系統柜、安全柵柜、端子柜的位置，可以保證電纜的長度夠用。機柜內的布局圖細致到具體的位號。

（8）原順控方案的統計：聚乙烯裝置的工藝包專利技術復雜，其涉及的順控程序模塊達260個，必須與工藝技術人員，認真溝通、消化資料及將現有的順控方案全部拷貝存檔；

（9）原輔操臺布局統計：對（下轉第251頁）（上接第249頁）輔操臺的布局進行拍照，并統計輔操臺上開關的位號、功能、開關形式、接線方式、去向以及信號類型；

（10）原系統控制組及長短趨勢組統計：根據工藝的操作習慣，新系統中所有的控制組還有趨勢組都保留和老系統的一樣，所以對老系統的所有控制組及趨勢組進行了統計。在統計的過程中，和工藝人員不斷的確認，對趨勢組的分組進行了微小的改動，改動的部分作標記并注釋；

（11）其他：成套控制系統點數統計、先進控制點數統計和先進控制說明分析、先進控制流程圖畫面統計、聯鎖邏輯I/O點的統計、MCC（電氣）信號統計、DCS部分MCC點大多都是些現場泵的運行信號和泵故障信號顯示，從隔離場所、節點類型（有源或無源）、觸點類型（常開或常閉）等方面進行統計。

3.1.2 自主開發程序，提高組態信息的準確導出和轉換效率

每套裝置的系統改造需要統計的信息種類繁多，數千臺設備，每臺設備需要統計多種參數和信息，累計起來是一個龐大的數據庫。我們自己編程開發程序，導出原系統組態信息；參考現有資料；徹底解讀原系統控制邏輯（順序控制、邏輯控制、復雜控制和復雜計算等）。同時轉換部分組態信息到新系統，然后人工對轉換好的組態進行增補和修改，完成全部系統組態，極大的提高了工作效率。

3.2 建立測試平臺，提前測試、反復驗證

本次系統改造項目尤其是聚乙烯DCS改造，涉及大量的程序、復雜控制和復雜計算，這三者的功能實現是此次項目改造中的重點和難點。

在前期資料整理出來后，我們就搭建好測試平臺，組織人員對畫面進行組態并由工藝確認；為了精確測試廠家的組態，我們對HONEYWELL的TDC3000和橫河的CS3000系統進行了深入研究，通過OPC編程，實現了實際運行的DCS實時數據到測試平臺傳輸，用實際數據測試新的組態，驗證復雜計算和復雜控制的正確性。這種測試方法是我們的首創，這在任何廠家都沒有應用過。

通過對控制組態提前測試、反復測試，不斷查找問題，一步步的改進。在FAT前我們和系統廠家一起對復雜計算、復雜控制、邏輯控制及順控做了一次全面測試和改進；在FAT中又做了一次測試和改進，FAT后，廠家又到獨山子和我們做了多次測試后改進，直到達到預期目標為止。

3.3 管理精細，使項目質量全程受控

在控制系統改造項目中，不僅有全局觀，還要對系統的每一個步驟，每一個細節做得絲絲相扣。我們將系統工作量進行分解，將每一個控制機柜都責任到人。系統負責人首先向內部各單元負責人進行對接，使他們在整個施工過程中明白要干什么、怎么做。然后由各單元負責人向施工單位人員一一進行對接。原則上從藍圖核對、下線和上線由一人負責到底，以減少人為犯錯的機會。

3.4 確定以儀表車間為主體的項目體制，發揮主導作用

儀表車間針對系統操作畫面與工藝車間一一對接，工藝車間提出了500多條修改建議，全部進行整改。接下來與施工單位進行對接，儀表車間對施工過程中的每一個細節，包括作業面如何展開、工具如何定位、工業垃圾如何處置都做了明確的要求，并且以規范的文本形式交予施工單位。

在施工前儀表維護人員以小組為單位，與施工單位對藍圖進行核對，對照藍圖對系統電纜一一進行核對，在項目實施前解決500多個問題。在機柜下線和上線過程中，按照事先分配好的人員進行監護，一般每個柜子里有兩名儀表人員監護，施工單位按照我方的要求，拆一組信號套一個線標，并且將舊的線標保留，拆完一個端子排后監護人員根據前期的電纜統計表再一一進行確認，保證電纜標示無誤。在電纜上線時，在按照下線時做好的標示一一在新機柜中轉移，施工人員按照我方制定的質量控制程序穩步進行，忙而不亂。

4.結束語

七套裝置控制系統改造是全廠儀表檢修的著眼點，其中乙烯和聚乙烯裝置改造涉及近100面機柜拆裝，4萬點接線，現場1萬臺儀表設備的控制方案、邏輯、參數經過逐一解讀、轉化、移植，實現了百分之百準確對接。七套裝置順利開工，控制系統可靠穩定運行，未出現任何控制系統故障，裝置檢修后一次投料成功。

系統改造后得到進一步優化，消除了7套裝置控制系統存在的隱患，老區控制系統與新區各裝置型號統一，極大的降低了備件費用。