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GE Fanuc MOST控制系统在油码头中的应用

作者:刘丛山,中交四航院 云明、王传芳,海南炼化信息与自动化部2009.05.24阅读 5358

  专门针对危险区域设计的GE Fanuc MTL MOST开放式控制系统可直接安装于装置现场危险区域,本文介绍了GE Fanuc  MOST控制系统的特点及其在油码头中的应用。

  海南炼化30万吨级原油码头和10万吨级成品油码头由1个原油泊位和4个成品油泊位组成,是目前国内规模最大,技术水平最高的输油码头www.cechina.cn,承担了海南炼化原材料输入和最终产品输出的任务。输油码头属于危险防爆2区装置,设备分布非常分散,主要控制的对象有温度、压力、流量、阀门等,这就要求其控制方案必须有一套完善的控制、联锁、报警和急停系统去完成工艺参数的采集与监控。
  海南炼化在新建油品码头过程中,针对装置的防火防爆要求,以及设备分布较分散,控制对象要求较高等情况,选用了GE Fanuc公司的MOST开放式控制系统,收到控制效果好、精度高和投资省的较好结果,满足了海南炼化油口码头的生产要求。

  控制系统硬件配置设计
  海南炼化原油和成品油码头各自采用独立的控制系统,共由5个现场控制站组成。其中原油码头占用2个控制站,成品油码头占用3个控制站,原油和成品油码头控制室各设1个操作站和1个工程师站组成。控制站

与操作站相互之间采用百兆级冗余以太网连接,组成一个完整的控制系统。

控制系统硬件配置

  控制站
  原油码头控制系统中包括2个控制站、1台操作站、1台工程师站兼操作员站。其中1#控制站放置在1#原油泊位现场控制室内,原油引桥控制站则直接放置在距离控制室两千米左右的装置现场,因此对硬件系统的防爆性能、通讯系统、工作范围、可靠性、鲁棒性以及防腐蚀能力要求较高。每个控制站均采用冗余控制器、冗余电源、冗余网络的原则进行配置,其中1#控制站由4个电源模块、2个控制器、24个I/O模块组成,原油引桥控制站由2个电源模块、2个控制器、8个I/O模块组成。
  成品油码头控制系统中包括3个控制站、1台操作站、1台工程师站兼操作员站。其中2#泊位控制站放置在2#泊位现场控制室内,4#泊位控制站放置在4#泊位控制室成品油码头控制系统中包括3个控制站、1台操作站、1台工程师站兼操作员站。其中2#泊位控制站放置在2#泊位现场控制室内,4#泊位控制站放置在4#泊位控制室小、2个控制器、24个I/O模块组成,4#泊位控制站由2个电源模块、2个控制器、60个I/O模块组成,消防泵房控制站由2个电源模块、2个控制器、16个I/O模块组成。
  其中原油码头1#泊位控制站与成品油码头2#泊位控制站提供冗余的Modbus接口与海南炼化罐区DCS系统进行通讯,便于罐区操作人员及时掌握码头生产操作的运行状态。
  成品油码头装船时需要对油品进行计量,因此对计量系统的要求非常高,因此2#泊位控制站和4#泊位控制站除了接收现场质量流量计的4~20mA瞬时流量信号,同时提供冗余的Modbus接口与质量流量计进行RS485通讯,接收瞬时流量、密度、累积量等信息。正常情况下以通讯值为准,通讯中断时以4~20mA信号为准,实现多方案对油口输出装船计量进行监控。

  控制器
  根据码头装置生产的特点,CPU模块选择了MOST混合控制器,该控制器具有高度灵活的数据采集输入输出和控制功能,可实现常规控制、逻辑控制和顺序控制。控制器采用266MHz 32位微处理器,25M内存,双以太网和双串行通讯接口,支持API、现场总线、ModBus、HART、点对点通讯以及OPC控制工程网版权所有,可以实现冗余配置,可直接安装在危险2区。一个控制器最多可安装64个I/O模块,支持热插拔,双路电源供电。
  冗余控制器配置中,冗余控制器互为备用,同步接收输入信号数据,同步执行控制计算,同时互相传送计算结果。当一个控制器监测到错误时www.cechina.cn,无故障的控制器可以立刻接着进行控制,实现无扰动切换。

  IO模块
  MOST系统的电源、控制器和I/O模块可以直接安装危险2区,部分I/O模块内置本质安全型安全栅,无需额外安装安全栅,通道隔离、监测以及LED指示,支持多种信号类型,支持在线热插拔。模拟量输入A/D转换分辨率达到16位,模拟量输出A/D转换分辨率达到12位控制工程网版权所有,能够对现场回路进行检测,内置输入变量线性化、工程单位转换、开平方滤波、报警及冷端温度补偿运算功能。IO卡件具备最快20ms模拟量调节功能,10ms数字量控制功能和1msSOE控制功能。

  DCS系统软件设计
  MTL公司提供整个区域的系统软件www.cechina.cn,主要包括MOST系统组态、控制策略软件WorkBench和人机界面HMI软件。

  系统组态和控制软件
  系统使用Workbench进行系统硬件和控制策略的组态。整个控制软件涵盖了阀门控制回路、报警联锁回路、计量累积回路,马达控制回路等全部的油品码头生产自控程序。
  所有的回路控制和联锁功能在现场控制站独立运行。通过控制站的网络功能,控制站与控制室的操作站进行

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