煉化行業DCS自動控制升級方案研究

李挺(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

煉化行業DCS自動控制升級方案研究

李挺(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

本文主要介紹了在煉油化工企業持續生產的基礎上，對DCS自動控制系統進行升級更新的情況，以及介紹了持續生產升級更新的重要程序，涵蓋臨時控制系統的創建、傳統程序轉換成臨時控制系統及升級后控制系統的使用等程序。

DCS;自動控制系統;升級方案

目前，DCS自動控制系統日新月異。隨著生產技術系統的變化，中控系統的使用年限逐漸下降，想要使煉油化工行業能夠穩定的發展，就要對DCS自動控制系統進行升級更新，這也是目前在煉油化工行業中最重要的事情。因此，在保證企業持續生產的前提下對DCS自動控制系統進行升級更新，可以保證煉油化工企業的利益最大化。

1 DCS自動控制系統

1.1 DCS自動控制系統的構成

DCS自動控制系統可以細分成MCS和DAS兩部分的自動控制系統，這兩個部分在性能上存在區別：MCS自動控制系統的主要工作內容是控制模擬量；DAS自動控制系統的主要工作內容是實時檢測數據。

1.2 DCS自動控制系統的特性

(1)超高的可靠性。DCS自動控制系統的控制性能是相互獨立存在在每臺計算機上的，這就導致其對每臺計算機的指令都是分別傳達的，這些計算機之間的指令和執行是互不干擾的。DCS自動控制系統的內部構造是相互容錯存在的，因此，若其中的某一臺計算機出現問題也不會牽涉到其他的計算機，且系統內的其他功能都能夠正常發揮他們的作用，保證企業的生產可以繼續進行。

(2)超高的開放性。DCS自動控制系統在實際操作過程中，集規范化、開放化、程序化為一體，在各個計算機之間是利用局域網進行聯系和數據傳達的，能夠根據技術的升級來增強系統性能以及拓展系統性能。這給計算機的添增和減少都帶來了便利，還能保證其他計算機都處在工作狀態中，降低了DCS自動控制系統在工作時產生故障的概率。

(3)超大的靈活性。DCS自動控制系統在實際工作過程中，為了能夠快速高效的創建控制體系，就選擇組態系統對其進行創建體系。它可以把控制指令與檢測指令相連接，可以通過相關數據庫生成能夠及時監控或計算機出現問題時能夠及時警報的程序，并出現在計算機屏幕上。

(4)維修方便。由于DCS自動控制系統內部存在的都是獨立分布且體積較小的計算機，因此，對其的操作非常簡單，維修也非常方便。若計算機產生故障，就能夠及時對其進行維修，不會牽連到其他計算機的正常工作，還能夠快速的消除故障。

2 DCS自動控制系統構造

如圖1，展示的是某煉油化工企業中用于生產的傳統DCS自動控制系統的擴展圖。圖中虛線的左邊是A 平臺傳統DCS自動控制系統的構造圖，其涵蓋過程控制系統與緊急關閉系統兩方面，這兩套系統都是把PLC當作控制的關鍵系統。緊急關閉系統與過程控制系統的PLC都是某公司研發的系統，其和上位機的聯系是通過相關的通訊設備進行的，和動力透平機組的聯系是通過網絡通信進行的，而上位機之間的聯系則是通過以太網來進行。

圖1 企業傳統DCS自動控制系統的構造圖

本次對煉油化工行業的DCS自動控制系統進行升級更新的過程中，在保證企業持續生產的基礎上，主要是對上述圖1中的A平臺進行升級更新。升級后的DCS自動控制系統會改變其原裝的PLC系統，更新后A平臺的DCS自動控制系統構造圖如圖2 所示。圖中，虛線部分是B平臺的監控上位機。

圖2 更新后A平臺DCS自動控制系統的構造圖

升級后的DCS自動控制系統可以劃分為過程控制系統、緊急關閉系統以及上位監控系統三個部分。過程控制系統包括處理設備、電源、聯系端口部分的冗余操控；緊急關閉系統包括處理設備、電源、聯系端口部分的冗余操控；I/O部分包括雙路熱備操控；上位監控設備和過程控制系統與緊急關閉系統之間的信息傳達都是經以太網實現的。

3 臨時控制系統的創建

DCS自動控制系統在實際操作過程中的步驟是A平臺的混合液輸送到三相隔離裝置PV-102中，B平臺的混合液輸送到三相隔離裝置PV-103中。隔離后的煉油盛放到固定的承載器皿中，并利用外運增壓泵傳送到地面上；隔離后的水體輸送到臟水處理器中進行第二回合的稀釋，稀釋后的水體就可以盛放到專門的器皿中，廢水釋放出去。

臨時控制系統的PLC要選擇相匹配的進行安裝，內部包括9槽背板，一個CPU核心處理裝置，一塊16點模擬量輸入軟件，一塊16點模擬量輸出軟件，一塊16點關閉按鈕量輸入軟件，一塊16點關閉按鈕量輸出軟件，一塊以太網卡。

4 新舊系統的轉變過程

4.1 裝置測驗

升級后的DCS自動控制系統通過出廠檢驗后，會被各大煉油化工企業使用到生產活動中。裝置在實際運行時，事先要打開柜體對內部軟件的存在狀態進行檢查，然后連接電源測試新裝置的運行情況，并下載軟件來測試軟件的運行情況。打開升級后的上位機，測試上位機的運行情況和每個程序的連接情況。

4.2 臨時控制系統的測驗

臨時控制系統在進行實際工作時，需要事先進行簡單的測試，對其內部的功能和軟件等進行檢驗。為了縮短工程工期、省略不重要的工作、降低傳統控制系統出現停止的概率，可以把臨時控制系統中需要收集的指令由中間接線箱傳送到臨時系統中。

4.3 臨時控制系統的替換

臨時控制系統的替換可以分成兩步：一是模擬量的連接；二是開關量的連接。其中，第一步中DCS自動控制系統處在正常工作狀態中，模擬量只要按照指令進行連接就行。第二步的開關量連接過程中，會影響到電和動力裝置的狀態，所以需繪制電氣動力裝置旁通表。

4.4 傳統系統的拆除

在對傳統系統進行拆除工作前，要保證其他功能處在分離或短接狀態，上位機是最后才能關閉的。拆除線纜前，要保證所有的端子都處在斷壓的狀態，并隨時做好記錄，舊電纜不能隨意破壞。最后，拆除柜子的固定螺栓，整體移動控制柜。

4.5 升級后控制系統的測驗

在舊控制柜拆除成功以后，要把升級后的控制柜進行連接。升級后的控制系統在實際工作前，要根據現場條件對其進行性能檢驗。為了保證企業在持續生產的基礎上對DCS自動控制系統進行升級更新，就要著重對中間線箱的輸出、現場開關指令的輸入進行檢驗。

4.6 升級后控制系統的使用

DCS自動控制系統檢驗每個參數的設定、人機交互等屏幕，確保每個控制功能都可以運行。不間斷運轉兩天沒有出現任何故障，預示著這次對 DCS自動控制系統的升級更新取得了成功。

5 結語

本文主要是對DCS自動控制系統的升級方案進行研究，并保證煉油化工企業在持續生產的基礎上，可以促進生產質量的上升，給企業帶來巨大的經濟效益。

[1]段玉波，陳靜石.油田DCS中控系統不停產切換的研究[J].東北石油大學.2012，06(12)：11-13.

[2]朱寅明.DCS系統常見故障及對策[J].中國高新技術企業.2011，09(15)：20-21.