西固油库是中国石油销售公司西北分公司的一座成品油油库,其主要担负确保兰州石化后路畅通及15家省区成品油资源稳定供应的产销衔接、物流发运职能,是中国石油“西油东送”、“北油南调”的重要节点和西部地区重要的成品油集散枢纽。
兰州分公司西固油库管控一体化项目,是基于油库生产运行,安全控制一体化;设备运行状态,人员操作行为为控制点;解决油库原控制系统数据分散、操作复杂、信息独立、风险集中等问题而实施的一项油库自动化控制与信息化管理为一体的改造项目。
此次管控一体化改造工艺自控系统主要采用了霍尼韦尔 MasterLogic-200R 控制器和PKS系统(过程知识系统)组成的SCADA系统,实现生产工艺(阀门、机泵)、消防工艺(阀门、机泵)、液位监测、可燃气体和火警报警二次表信息采集输出进行集中控制,达到了油库远程操作控制的目的。
主要的工艺流程为通过兰炼管输到油库的油罐进行原料的储存,再由油罐通过管输到公路铁路发油台进行发油的生产流程(见图1)。
控制系统构成
本项目以HONEYWELL EPKS 系统为平台,以Masterlogic-200R PLC为基础,集成了HONEYWELL 油品移动系统(MA),公路、铁路装车系统(TAS)、历史数据报表系统(MES)、视频周界监控系统(DVM),液位监控系统(Minireciever),并配备了无线传感器控制工程网版权所有,无线操作站,实现了整个油库的自动化控制。
在本项目中,为了保证系统的高可靠性和可用性,控制系统硬件配置选用Masterlogic-200R 完全冗余系统,配置为冗余电源,冗余CPU,冗余IO卡件,冗余IO总线。 Masterlogic-200R PLC具有体积小,功能强大的特点,CPU处理速度达到42ns/步,支持Profibus现场总线。通讯卡选用FEnet卡,支持MLDP和MODBUS TCP通讯协议,通过MLDP通讯协议可实现与PKS系统的集成,实现PKS SCADA系统直接读写PLC内存地址数据www.cechina.cn,实现PLC系统报警与PKS报警的集成,即PLC的卡件,通道,网路故障都可以在PKS系统的报警页面上显示,方便操作和维护人员查找故障。在本系统中还选用了11块PROFIBUS通讯卡,实现约300台现场阀门的远程控制控制工程网版权所有,并大大节约了项目成本。
PKS SCADA系统配置为DELL R710冗余服务器,保证系统平台能够稳定运行,并为其他系统分别配置了服务器,如MA服务器,TAS服务器等。
系统结构图如图2所示。
图3为使用系统诊断工具在线监控所得的Masterlogic PLC 的系统结构图。
控制系统完成的功能
根据管控一体化的要求,要实现从业务管理到生产控制的全流程的管控一体化,HONEYWELL应用了先进的 EPKS 系统平台,以Masterlogic-200R PLC为基础,实现具体的操作控制。在此平台上集成了油品移动系统,公路铁路装车系统,液位监控系统,可燃气体报警系统,视频周界监控系统,无线传感器和无线工作站,消防系统等,实现了全库生产工艺、阀门、泵组、压力等作业情况的在线集中实时监控。
系统根据油品发运业务单,由MA系统自动生成油品移动路径和任务,实现流程的贯通,通过TAS汽车、铁路装车系统实现油品的发运,阀门的开关和泵的启停通过MA系统发送命令到PKS SCADA 系统,然后通过Maserlogic PLC实现阀门的开关和泵的启停,并在Maserlogic PLC中实现所有的逻辑和ESD联锁保护功能。油品的发运情况和消防报警等可通过DVM系统集成到操作站上的操作画面的视频监控画面进行实时监视见(图4和图5)。
由于此项目是改造项目,时间短,专业领域多,生产业务不能停,霍尼韦尔在兼顾生产和项目执行的条件下,与客户进行了很好的合作,同时投入了SCADA,MA,TAS,DVM,MES,无线等专业团队进行并行协同工作,在规定的时间内很好的完成了调试工作。
项目运行
本项目于2010年8月1日顺利完成调试并投入正常使用。
应用体会
·应用Masterlogic PLC的MLDP通讯协议,实现Masterlogic PLC与PKS系统的高度集成控制工程网版权所有,通过此协议SCADA系统可直接读写Masterlogic PLC的内存地址,使得SCADA系统在调试时非常方便与Masterlogic PLC一同进行调试;
·Masterlogic PLC具备梯形图和功能图编辑方式,非常便于组态,并且具备在线编辑功能,可实时进行逻辑的修改,便于调试;
·Masterlogic PLC具备硬件更换向导控制工程网版权所有,可带电进行硬件的更换,不影响系统的运行;
·Profibus通讯组态简单,并可对在线设备进行自动搜索,诊断;
·Masterlogic PLC具备强大的系统诊断功能,可在PLC中监视系统和网络状态,卡件状态等,由于使用MLDP通讯协议,系统状态和卡件状态可在PKS操作站中进行查看和报警。
FEnet卡通讯诊断如图6所示。
PLC卡件在PKS操作站上的报警如图7所示。