基于DeltaV SIS组态实现南堡1-3人工岛紧急关断系统 陈小辉 杨辉 .DOC

基于DeltaV SIS组态实现南堡1-3人工岛紧急关断系统 冀东油田南堡作业区 摘要:冀东油田南堡1-3人工岛采用气举方式进行采油，由于其工作环境恶劣，必须确保平台处于危险情况时，系统可以立即检测出来，并作出相应的响应，以保证人员及设备的安全。故设计了紧急关断系统（ESD），本文对其典型的关断功能进行分析，利用DeltaV SIS的高级功能块组态实现其功能。高级功能块的组态利用，节省了组态的复杂性且提高了其组态的正确性。在运行的过程中，管理人员必须认识清楚旁路、工程师站及操作站等概念，以避免误操作引起的生产关断而造成的不必要的损失。 关键字：紧急关断系统SIS；气举采油；高级功能块 0 引言 由于海上采油平台工作环境恶劣实现生产，确保平台操作人员、设备的安全及海洋环境的保护，人们设计相关的。过去安全关断系统都是由继电器线路构成逻辑控制实现的，由于继电器存在可靠性不高、无自诊断功能等缺点，于是近年来出了一电子器件核心的紧急关断系统（）火气探测系统（DeltaV控制系统是艾默生过程控制有限公司推出的一种新型的全数字的、规模可变的控制系统。DeltaV SIS是艾默生推出TüV认证的新型整体回路的安全仪表系统，它以工厂管控为基础，了新的中央逻辑单元。DeltaV SIS与DeltaV分离集成的SIS处于静态，无需人工干预，当有风险触发时，SIS权限高于DCS触发关断[4]。SIS系统提供的高级功能块，设计并组态相应的功能模块，实现了冀东油田南堡1-3人工岛气举采油ESD系统工艺要求的关断逻辑功能。 1 关断工艺模型的建立 1.1 生产工艺简介 西北部 1-3人工岛距离1-1人工岛6.7km，距离1-5导管架平台岛共有，注水井219混管线与人工岛生产的油气进入计量系统，后的油气水分离器，天然气压缩机，举升生产。多余天然气与分离器分离的产液混合，进入加热炉进行加热经外输管汇，进入406混输管线输送到-1人工岛转油站处理。逻辑 基于海上石油生产特点，结合1-3人工岛生产工艺，依据危险和可操作性研究（HAZOP）和仪表保护功能研究(IPF study)评估[3]，关断个等级。权限最大，表 人工岛关断逻辑表 报警状态灯红色 泄漏状态灯黄色 火灾音响报警 泄漏音响报警 收球筒入口紧急切断阀 发球筒出口紧急切断阀 压缩机紧急停车 气举装置出口紧急切断阀 加热炉紧急停车 井控盘关断控制 YD-0001R YD-0001Y YA-0011R YA-0011Y ESDV-1532 ESDV-1647 ESD-2031 ESDV-2045 ESD-5004 HSC-1010 ESD2 气液分离器火灾按钮 AN-0511 ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ 压缩机房火灾按钮 PB-0521 ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ESD3 外输压力超低压小于0.5MPa PI1001 PI1002 ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ 外输压力超高压大于1.6 MPa PI1001 PI1002 ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ 注：表中字母数字的组合表示该触的仪表位号，╳为信号触发2 关断逻辑功能的组态 2.1 逻辑解算器器Logic Solver）是SIS系统器件的关断逻辑Logic Solver具有逻辑算术运算能力，并IO通道提供接口这IO通道可组态为离散输入、离散输出、模拟输入和HART双态输出通道DeltaV组态工作室完成，通过在面板栏选取需要的功能块，对功能块参数进行设置与连接，设计出满足工艺要求的控制策略，下载到Logic Solver执行其功能。分析表1的关断逻辑关系，充分利用高级功能块如表决功能块（LSDVTR）、因果矩阵功能块（LSCEM）Module1-1、Module1-2）组态以实现其关断逻辑。Module1-1、Module1-2通过两个非安全参数ESD2、ESD3通信连接，实现数据交换，组态如图1。 图2 人工岛关断逻辑2.2.1 Module1-1模块功能设计与分析 PI1001、PI1002为模拟输入功能块，在硬件上Logic Solver通道连接海管外输管汇上两个压力变送器，采用冗余设计判断。该功能块组态变送器量程，即可计算出外输管汇的实际压力值。其输出参数OUT分别连接限值功能块LSLIM1、LSLIM2，限值功能块组态其限值范围0.5-1.6 MPa，其输出参数OUT_LO_ACT在输入值不小于0.5MPa时输出逻辑值为0，当小于0.5MPa时，输出逻辑值为1；OUT_HI_ACT则是输入值不大于1.6MPa输出逻辑值为0，当大于1.6MPa时，输出逻辑值为1。 LSAND1、LSAND1为与逻辑功能块，只且输入都为逻辑1时，输出才为逻辑1，其余为条件下输出为逻辑0。LSNOT1、LSNOT