ECS-700型DCS在吉林石化公司LLDPE裝置上的應用

牛光遠，劉憲利

（吉林石化公司乙烯廠，吉林 吉林 132022）

吉林石化公司乙烯廠LLDPE裝置采用德國林德工藝技術，年產30萬噸低密度聚乙烯，裝置1993年開工，1996年投運。LLDPE裝置原進口DCS系統經過22年的運行，系統硬件性能下降、故障率增高、系統維護成本增加，已經不能滿足安全生產及裝置發展需要。2018年吉林石化公司利用三年一次大檢修的契機，將LLDPE裝置DCS升級改造列為技改攻關項目。

本次改造的LLDPE裝置，采用UCC工藝包。憑借過硬的技術水平與嚴謹的實施組織，工程高質量地完成裝置的改造項目，實現國產的控制系統實現化工關鍵主裝置突破，打破國外在大型煉化裝置DCS上的壟斷。

1 項目硬件和軟件改造方案

該項目改造方案異常復雜，涉及5套通訊、3000多個信號回路、拆接線、系統調試工作量極大。

硬件方面：資深硬件設計工程師和項目組成員，與業主儀表和工藝人員一起，通過查看回路接線圖、結合PLC、ESD邏輯，逐個梳理確認需求，部分設備重新再選型。在DCS系統IO分配參考老系統卡件分配時盡量保證現有IO的接線位置不變，利于系統拆除后的恢復工作。

軟件方面：行業專家與用戶儀表、工藝人員一起對現有控制系統進行程序解讀，對原控制方案中的不足和缺陷給予改進和優化，共同制定符合裝置運行要求的控制方案，對于用戶的個性控制功能和原有操作習慣均能達到最大限度地滿足。

2 項目國產化自主研發方案

LLDPE裝置中采用ECS-700系統替換原來的國外控制系統。經過現場替換和使用，與原系統相比，國產系統毫不遜色。

網絡優化：原系統通過UCN及LCN網絡形式，由T型接頭連接各個節點，通訊速率較低，故障率較大。ECS-700過程控制網采用100Mbps 全雙工的RJ45（網口）接口，極大地提升了DCS通訊速率。掃描周期控制在500ms內。

圖1 ECS-700框架圖

自主研發，安全可控：ECS-700硬件采用自主研發的嵌入式微內核，控制器的內核不基于通用系統，內部協議和接口是私有的、受限的，病毒和黑客無法侵入及攻擊。另外ECS-700采用封裝好的模塊，替換掉原系統的大卡，小巧且防靜電。

便捷且完善的第三方通訊：該項目第三方通訊包含鍋爐單元2套，低密度聚乙烯單元5套MODBUS通訊。原系統的通訊編程組態復雜，維護性較差，且未實現冗余通訊。而ECS-700采用的冗余的通訊，通訊安全性大大提升，組態便捷易維護。與工廠局域網MES通訊采用OPC通訊協議，設置簡單，數據刷新周期最小能支持1s。

HART設備管理系統：與原系統相比，此次改造新增了AMS系統，實現HART儀表集中控制、與DCS的數據監控通訊功能。

圖2 ECS-700系統硬件圖

時鐘同步優化：ECS-700系統的時鐘同步機制，采用的是硬件時鐘同步服務器GPS和軟時鐘電腦兩個同步源，默認按GPS與衛星時鐘對時，當GPS故障切為軟時鐘同步。同步的不僅僅是電腦，控制器等硬件也可得到時鐘同步。時鐘同步不僅可同步本系統，多口的GPS還可直連GPS或者通過脈沖DO的方式同步其他系統。設置簡單，無需原來的語言編程。

友好的人機界面：全中文系統、趨勢多種樣式且保存時間由原來的30天增加為幾年、面板關聯全面（邏輯圖、流程圖、報警、趨勢）、報警類型齊全（彈出報警、過程報警、系統報警、歷史報警、狀態表）、全面且步進式故障診斷。

圖3 ECS-700狀態診斷圖

3 結語

吉林石化公司乙烯廠LLDPE裝置是乙烯工藝內的關鍵流程，改造項目圓滿成功，同時改造的鍋爐是110T燃油鍋爐，也屬于國內實施較少。ECS-700系統的成功實施，為后續的乙烯工段主裝置的大規模項目改造奠定了堅實基礎。