DCS系统在长输管道输油站的应用

摘 要：该文主要介绍了宜君长输管道输油站DCS自动化控制系统的七大功能和六大特点，同时对合理确定的控制方案、DCS自动化控制调试工作、投运和运行情况、系统维护做了简要阐述。综合说明先进的DCS控制系统极大地方便了操作人员对整个生产工艺过程的全方位监控，提高了人员、设备的综合利用率，阐述了DCS系统在输油装置中的应用情況。

关键词：DCS 输油站 集散控制 系统组态

中图分类号：P274 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（c）-0023-02

1 宜君输油站概况

宜君输油站是输油管道洛川-咸阳段的中间加压站，由于地理环境的限制，需对上站来油通过3台输油泵加压后外输，具有水击泄放，接收发送清管器功能，事故状态下对油罐内具有一定温度的原油实现反输，该站设计加剂热处理最小启输量为90.1×104 t/a，最大输量270×104 t/a，对输油管道的安全运行起着承上启下的作用。

2 集散控制系统概述

仪表自动化系统对保证输油站的工艺装置、设备安全连续平稳运行起着重要的作用。当正常生产投运后，日常过程的监视、控制、操作主要是利用控制室的计算机控制系统或仪表来实现，以达到数据采集、控制输出、参数调节以及信号报警等各项功能。

为满足工艺过程的监视、控制、联锁保护等要求，我们采用以计算机技术为核心的集散控制系统（DCS）。DCS系统具有较强的监视、控制功能，人/机界面友好，扩展方便，可满足输油生产过程要求，提高管理水平，减少岗位生产人员。经过验证，证明DCS系统具有先进可靠的硬件设备和功能强大的软件。

系统组成：DCS系统包括操作员/工程师站、打印机、过程控制站、通信设备及相关软件，系统硬件有控制网络、控制器处理模块、电源模块、通讯模块等。现场仪表信号通过电缆传输到DCS过程控制站。

3 DCS功能特点

宜君输油站的DCS集散控制系统采用ABB公司的AC800F系统，该系统具有以下功能及特点。

3.1 系统功能

（1）数据采集和存储功能：现场控制器AC800F通过4种现场总线对各种信号进行数据采集及处理，它扩展了“传统的”单一传输回路，通过Freelance2000系统的标准通讯接口以太网，与Freelance2000系统进行通讯，为用户提供了方便、可靠的运行平台，AC800F现场控制器还可以提供各种级别的冗余设置。

（2）控制功能：具备完整的监测、调节、顺序控制及设备联锁保护等功能。

（3）显示功能：显示画面包括总貌画面、流程图画面、控制分组画面、调整画面、趋势画面、过程报警画面、系统报警画面、系统状态画面、操作日志画面、历史查询画面等，并具有窗口（多个、拉伸、重叠）显示功能、汉字功能以及触屏功能。

（4）报警功能：模拟输入/输出信号报警（绝对报警、变化率报警），数字输入/输出信号报警，仪表停用（校验、停扫描）报警，系统部件（卡件、网络）故障报警，相邻报警时间分辨率，报警管理功能（如历史查询过滤、报警组设置、报警点组的优先级、报警抑制功能等）。

（5）报表和屏幕拷贝功能：即时报表功能，定时报表功能，报警汇总记录，操作记录报表，操作或参数修改打印，打印屏幕拷贝功能。

（6）操作安全：操作权限口令询问功能，工程师、操作员钥匙键功能，MAN/AUT/CAS切换无扰动功能，冗余措施。

（7）系统的灵活性：系统扩展方便，冗余冗错，新老产品兼容性强，与上位机通信接口及软件的实用可靠。

3.2 特点

（1）站内各种参数、报警数据保存120天。

（2）满足用户数据曲线、历史数据曲线动态分析、报表自动生成要求。

（3）操作系统平台采用WINDOWS2000，美观易用。

（4）控制系统采用模块化结构，更换灵活。

（5）上位机与过程管理控制器都采用双机热备，全面冗余。

（6）为后续扩建装置留有扩展余地，留有RS232/485和其他接口，便于站内其它控制（见图1）。

4 DCS系统的应用

宜君输油站设计监控工艺参数（压力、液位、温度、流量）42个，自保控制回路33个，控制精度要求高，所以我们做了以下几方面的工作来确保DCS运行平稳，控制准确。

4.1 根据工艺要求合理确定控制方案

利用掌握的DCS组态方法，对工艺进行组态，达到工况实用、操作方便的要求，并通过实际运行发现不足，逐步对组态设计进行完善、修改。力争满足工艺操作要求，提高DCS利用效果。

4.2 做好DCS调试工作

（1）DCS单机调试和系统调试。

①做好硬件检查和单机调试：各设备通过诊断程序完成功能测试；对电源的电压进行测量和检查；对I/O卡件的零点、量程及精度进行校准；对信号调整卡的零点、量程及精度进行调试检查。

②功能检查和调试：包括通信、显示、打印等。用户画面的检查，自动格式报表检查，控制方案检查和调试，联锁逻辑顺序控制方案检查和调试，其他用户组态的程序检查。

（2）DCS与现场信号的联调，包括仪表输入信号显示准确，DCS输出与执行机构的联调，现场联锁功能的联调，顺控功能的联调等。

4.3 DCS运行情况

投产后我们根据生产实际工况制定先进控制方法，使控制系统和联锁保护投入自动状态，达到应有的使用效果。现在所有显示数据准确，控制回路全部投入自动状态进行控制，保证了工艺生产的平稳安全，提高了设备运行的可靠性，也降低了员工的劳动强度。

4.4 系统的维护

主要对工作站运行状况、系统环境状况进行检查，及时发现、处理设备隐患，确保系统平稳运行。

5 结语

宜君输油站通过使用先进的DCS集散控制系统，极大地方便了操作人员对整个生产工艺过程的全方位监控，特别是对实时反映出的生产中出现的异常状况的预警，使操作人员能够及时对预警信息进行分析判断及处理，遏制了事故的发生，降低了事故发生率；同时DCS的应用，实现了人机对话，在计算机上通过DCS系统就可实现生产工艺动态的调整，降低了人员的劳动强度，提高了人员、设备的综合利用率，具有显著的经济效益和社会效益。

6 下一步的工作方向

（1）继续加强DCS控制系统对设备运行参数、电机运行状态的监控。将泵出口电动阀的开度数据和蒸汽锅炉的各项参数（压力、温度等）纳入DCS系统，进行实时在线监控，做到对全站生产参数、设备运行等的全方位监控，利于岗位操作人员对设备运行情况的了解和设备出现故障的及时处理，以及对故障原因的分析、判断。

（2）从站控计算机实现自动控制保证管道密闭输油的节流控制入手，通过自控工艺的要求及与变频器电路的对接，设计合理控制逻辑，修改站控PLC控制程序。使计算机通过自动调节转速跟踪压力值达到进站压力闭环调节，操作员可实时监控泵的运行状态和工作模式，实现在切换不同的泵运行时始终由变频器进行驱动，并且通过自动调节转速实现进站压力闭环调节，从而保证密闭输油安全运行。

参考文献

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