針對(duì)我國(guó)液化天然氣項(xiàng)目中的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

馬凱 李云（中石油江蘇液化天然氣有限公司,江蘇南通226400）

針對(duì)我國(guó)液化天然氣項(xiàng)目中的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

馬凱 李云（中石油江蘇液化天然氣有限公司,江蘇南通226400）

由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平在不斷的提高，對(duì)于能源的需求也越來越高，天然氣是一種具有環(huán)保性的高效能源，尤其是液化天然氣作為天然氣的一種方式，在城市燃?xì)狻l(fā)電、氣化站等方面都得到了普遍的應(yīng)用。文章主要介紹了液化天然氣接收站項(xiàng)目的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

液化天然氣；控制系統(tǒng)；DCS

隨著液化天然氣在現(xiàn)代化工業(yè)和人們生活中應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，人們對(duì)于液化天然氣的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和安全性的重視度也隨之增加，因此，這就要求在應(yīng)用液化天然氣的同時(shí)，要對(duì)液化天然氣項(xiàng)目中的控制系統(tǒng)有一系列的設(shè)計(jì)，確保液化天然氣應(yīng)用的安全性。液化天然氣接收站的主要是作用于對(duì)液化天然氣的接卸、儲(chǔ)存和蒸發(fā)氣的回收處理、輸送等。針對(duì)液化天然氣的整個(gè)控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，本項(xiàng)目采用DCS系統(tǒng)的方式來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

1 我國(guó)液化天然氣項(xiàng)目中DCS系統(tǒng)布置

（1）接收站。接收站的DCS主要安裝在中心控制室，而DCS的操作系統(tǒng)界面主要是針對(duì)接收站、碼頭、泵房以及裝車的連續(xù)生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（2）碼頭。此DCS操作系統(tǒng)界面主要是針對(duì)對(duì)連續(xù)裝車的生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并將相關(guān)資料上傳至接收站的DCS，使操作人員能夠?qū)Υa頭進(jìn)行管理。

（3）海水泵房。此部分需要在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜設(shè)置控制柜，并通過接收站進(jìn)行中心控制，由接收站進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（4）項(xiàng)目二期實(shí)施。該部分主要是針對(duì)裝車進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)健康。相關(guān)資料信息通過操作系統(tǒng)上傳至接收站的DCS，使中心控制室的操作人員能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控裝車情況。

2 液化天然氣DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

針對(duì)我單位的液化天然氣的實(shí)際情況對(duì)該項(xiàng)目中的DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行主要的包括數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)、管理系統(tǒng)。

2.1 數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)主要是針對(duì)微處理模塊對(duì)工藝變量進(jìn)行采集和控制。該系統(tǒng)中配有固定的軟件并通過常規(guī)的運(yùn)算以及操作系統(tǒng)進(jìn)行連鎖和控制的操作。

第一層的設(shè)備適用于下列功能：

（1）傳感器采集的相關(guān)數(shù)據(jù)中，可以隨時(shí)監(jiān)視其過程變量；

（2）實(shí)現(xiàn)相關(guān)基本工藝過程的數(shù)據(jù)控制；

他姓秦，我叫他老秦。同事說人家一點(diǎn)兒都不老，你別給叫老了，聽著像老芹菜似的，都嚼不動(dòng)了。老秦在桂林鄉(xiāng)下教書。我從小就有當(dāng)老師的夢(mèng)，一聽說他是老師便有了好感，就同意見面。

（3）通過時(shí)間順序?qū)⒂涗浀南嚓P(guān)時(shí)間為下一層實(shí)施的數(shù)據(jù)記錄做準(zhǔn)備；

（4）將第一層計(jì)算得出的數(shù)據(jù)傳送至第二層；

（5）接受賴子第二層的相關(guān)數(shù)據(jù)并傳送命令。

2.2 監(jiān)視系統(tǒng)

操作人員通過監(jiān)視系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)接收站進(jìn)行可視。操作員通過監(jiān)視系統(tǒng)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，并具有管理監(jiān)控、圖形描述、報(bào)警和診斷功能。

（1）顯示系統(tǒng)內(nèi)所有工藝的數(shù)字量以及開、關(guān)回路等相關(guān)參數(shù)。

（2）根據(jù)工藝流程圖顯示實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

（3）記錄歷史以及趨勢(shì)數(shù)據(jù)。

（4）自動(dòng)診斷。

（5）通過自定義格式和規(guī)定格式顯示和打印生產(chǎn)報(bào)告。

2.3 管理系統(tǒng)

相關(guān)的管理系統(tǒng)可以用于收集和儲(chǔ)存相關(guān)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)其相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息管理與優(yōu)化。

3 我國(guó)液化天然氣項(xiàng)目冗余

在我國(guó)液化天然氣接收站系統(tǒng)中，主要考慮到的是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性和可用性。同時(shí)，由于重要的工藝設(shè)施的失效會(huì)給接收站帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，由此為了保持DCS在性能上的可靠性就需要采用冗余系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)所需要構(gòu)成的冗余化結(jié)構(gòu)具備以下要求：

（1）系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)通訊完全冗余，包括通訊數(shù)據(jù)總線冗余和數(shù)據(jù)接口單元冗余。

（2）控制器完全冗余；可在線更換任一控制器卡而不影響控制功能。

（3）電源完全冗余；在正常工作狀態(tài)下，單個(gè)供電單元的工作負(fù)載不超過其額定能力的60%。保證任何一個(gè)供電單元故障不影響系統(tǒng)的正常工作。所有插線板及設(shè)備都采用冗余供電系統(tǒng)，并采用獨(dú)立的電路供電。

（4）物理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：采用制造廠自行標(biāo)準(zhǔn)的冗余化方式。當(dāng)采用一個(gè)存儲(chǔ)器用于整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存貯時(shí)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器冗余。當(dāng)每個(gè)控制站分別配置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，保證同樣的數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在不同的設(shè)備中。

（5）輸入/輸出卡：用于控制回路信號(hào)的輸入輸出卡必須冗余。用于顯示回路信號(hào)的輸入卡不需要冗余。

（6）具有冗余結(jié)構(gòu)的設(shè)備（包括串行通訊卡），當(dāng)其中任意一個(gè)設(shè)備故障時(shí)，保證能自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)的切換到備用設(shè)備且不影響系統(tǒng)的當(dāng)前操作，同時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)通知操作人員。

（7）任何零部件的故障都不能影響系統(tǒng)其他部分的正常工作。

（8）系統(tǒng)在不影響其正常工作時(shí)可以替換其故障部件。

（9）DCS與SIS采用冗余配置。

4 結(jié)語(yǔ)

由于我國(guó)液化天然氣接收站的項(xiàng)目正處于起步階段，導(dǎo)致液化天然氣需要根據(jù)本單位的實(shí)際情況進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。同時(shí)，我國(guó)在本單位實(shí)際的基礎(chǔ)上還需要根據(jù)國(guó)內(nèi)外其他設(shè)計(jì)項(xiàng)目的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)來完成一套具有高控制精度的系統(tǒng)。

[1]羅偉德.對(duì)液化天然氣設(shè)備管理要點(diǎn)的認(rèn)識(shí)與思考[J].公司與產(chǎn)業(yè)，2014.

[2]郭德民.液化天然氣接收站工作流程對(duì)標(biāo)研究[J].項(xiàng)目管理技術(shù).2011，9（3）100-103.

[3]齊海燕.設(shè)備監(jiān)理相關(guān)關(guān)系分析[J].工業(yè)工程，2005，8（4）42-45.