基于國產DCS系統在原油處理站自動化控制中的應用研究

呂維臣

（青島越洋工程咨詢有限公司伊拉克米桑油田項目部，山東 青島 266071）

基于國產DCS系統在原油處理站自動化控制中的應用研究

呂維臣

（青島越洋工程咨詢有限公司伊拉克米桑油田項目部，山東 青島 266071）

近年來，我國原油化工產業發展迅速，且為推動國民經濟的發展做出了較大貢獻。作為原油化工生產管理工作的重要組成部分，原油處理站的自動化控制工作不僅關系著原油生產和管理效率，而且對于原油產業的整體發展也具有重要影響。基于此，本文以國產ECS700 DCS系統作為主要研究對象，通過對DCS系統結構與聯合站站控系統參數進行分析，進而對該系統架構及其在原油處理站自動化控制中的應用展開了深入研究。

國產DCS系統；原有處理站；自動化控制

0 前言

原油化工產業規模的不斷擴大使得原有的以人為操作為主的原有處理站控制難以滿足原油處理的自動化和智能化需求，而近年來國內DCS系統，即分布式控制系統的不斷發展為原油處理站自動化控制的實現提供了可能。在此背景下，如何在掌握DCS系統結構和DCS站控系統整體架構的基礎上，加強對國產DCS系統在原油處理站中的應用已成為當前原油化工企業需要著重開展的關鍵工作。

1 DCS系統結構與聯合站站控系統參數

原油處理站的站控系統主要由現場層、控制層和管理層三層控制結構共同構成，進而實現對原油處理站的實時監控與管理。原油處理站自動化控制的實現實際上就是使中控操作人員能夠在第一時間對處理站相關設備的溫度、壓力以及流量與液位等予以全面了解，同時，通過獲取機械泵門閥啟閉及運行狀態，并隨時注意是否有遠程停泵報警發生，進而根據處理站作業的實際情況通過對中央控制室的計算機進行相應操作，實現對各類設備參數的調節與控制［1］。

2 國產ECS700 DCS站控系統架構

（1）系統組成架構。以浙江中控技術有限公司研發生產的ECS700 DCS系統為例，對其在原油處理站自動控制中的應用予以分析。對該DCS系統進行分析可知，其主要由控制節點、操作節點和系統網絡共同構成，其中，控制節點主要包括了與異構系統相連的控制站和過程控制網中的通信接口，操作節點則主要以操作員站、數據服務器以及組態服務器和工程師站為主，系統網絡則由I/O總線以及過程信息網與控制網和企業管理網共同組成。

（2）系統硬件構成。ECS700 DCS系統在硬件方面屬于模塊化設計結構，不同模塊間的能夠根據實際需要進行組合與擴展，且各部件均支持冗余，即在某一部件發生故障時，系統仍然能夠正常運行。以配置4個工控機柜的原油處理站為例，其中，兩個工控機柜為PCS過程控制系統，主要負責對原油處理時各類參數的監控；另外兩個為火氣系統，負責對原油生產過程中的各類安全隱患進行監控，并在發現相關隱患的第一時間內發出警報。兩系統在硬件方面彼此獨立，但通過交換機的作用能夠較好地實現數據統一，其柜內部件主要包括了電源、RS485通訊模塊、輸入輸出模塊、控制器以及E-BUS交換機等相關模塊共同構成。

（3）系統軟件構成。在軟件方面，該系統在管理層，即工控計算機中安裝了visual Field相關的配套軟件，主要包括了結構組態軟件、組態管理軟件和監控軟件。其中，結構組態軟件主要負責搭建系統的硬件框架并構建網絡組態；組態管理軟件則在工程師站和組態服務器進行聯機的基礎上，實現各控制站的組點、程序編寫等具體組態工作；監控軟件則主要用于對實時數據庫啟閉狀態的控制，同時，將從原油處理站方面采集到的完整監控畫面和相關參數顯示在管理層的工控計算機上面，實現對原油處理站的實時監控［2］。

3 國產ECS700 DCS站控系統在原油處理站中的具體應用

3.1 單點監測、調節閥及變頻器的閉環控制

對大型原油處理站進行分析可知，其站內各個管線中均配置了溫度、流量以及壓力等參數的現場一次表，由此輸出的標準電流信號在4-20mΑ的工況量程顯示于上位機中，而對于站分離器和緩沖罐等站內生產的相關壓力容器則需要以一恒定液位確保其生產的安全和質量，這一液位既不能冒罐，也不能空罐，故可借助站內的氣動調節閥來實現液位的閉環PID控制，液位上升時，閥門開度增加，液位下降時，閥門開度下降，故可通過控制閥門來實現對液位的精準控制。需要說明的是，上述一系列原油處理站的控制工作均是以DCS系統I/O模塊對各數字信號與電流信號的連續接收與發送完成的，通過實現基于DCS系統的自動化控制，在有效節約了人工成本的同時，也促使原油處理站的能耗得以大幅降低。

3.2 聯合站的連鎖控制

對原油處理站進行分析可知，其處理的物料為原油以及原油處理相關的其他物料，因此，原油處理站在運行過程中已存在易燃易爆等安全隱患，故在生產過程中，應特別重視安全防范。DCS系統還能以強大的軟件編程功能為依托，在管理層的計算機方面添加了軟連鎖，只需通過電腦操作便能夠實現對處理站中火焰粒子濃度的檢測，同時，控制氣動蝶閥遠開和消防泵遠啟，確保站內全部機泵都能夠實現超壓鎖停以及低位液連鎖，從整體上確保原油處理站的運行安全。

4 結論

本文以浙江中控有限公司研發生產的ECS700 DCS系統為例，通過對DCS系統結構與原油處理站站內控制參數進說明，進而對該系統的整體架構以及軟、硬件的構成予以詳細闡述和分析，在此基礎上，對這一國產DCS系統在原油處理站自動化控制中的應用做出了系統探究。研究結果表明，國產DCS系統在原油處理站中的應用能夠有效提高原油處理站的工作效率并提高處理站的運行安全，未來，還需進一步加強對國產DCS系統的研究及其在原油處理站中的應用，為促進原油處理站自動化水平的提升和原油化工產業的健康、穩定發展奠定良好基礎。

［1］王迎旭，郭志軍.國產DCS分散控制系統應用中存在的問題及解決辦法［J］.陜西電力，2013，2（24）∶55-58.

［2］王靖.國產DCS系統在能源管控中心建設中的通訊接口設計［J］.電腦知識與技術，2015，2（26）∶28-30.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.047

呂維臣（1983-），男，本科，工程師。