板中北高点储气库自控系统及现场总线的应用.docx

板中北高点储气库自控系统及现场总线的应用张正友 周 亮 戴 滨中国石油天然气管道工程有限公司天津分公司 天津 300280摘要：本文简要叙述了板中北高点储气库现场总线的组成，着重介绍了各部分的功能、主要仪表选型及几点认识。关键词：板中北高点 自控系统 现场总线 仪表选型一、概述板中北高点地下储气库是继大张坨地下储气库和板876储气库后，分别于2003年及2004年分两期建成了第三个调峰储气库，该储气库由集注站、A、B两个井场共15口采注井组成。随着这几个地下储气库的建成投产，形成了18.86亿方的总有效工作气量，标志着储气库的调峰能力达到一个新的高度，为北京乃至整个华北地区的供气安全提供了可靠保障，具有显著的社会及经济效益。二、自控系统组成我国气田地面建设经过几十年的发展已形成了一整套配套完善、工艺成熟、先进可靠的技术，随着大张坨地下储气库和板876地下储气库的建成投产，在地下储气库建设上已取得了许多成功的经验，对储气库注采分期进行、运行参数变化频繁、波动范围宽等特点有了更进一步的认识；自控系统的设计，本着安全可靠、满足工艺操作、方便管理的原则进行，从生产调度及管理上与目前已建陕-京输气管线的自控系统连成一体。由于近年现场总线技术在仪表及控制系统上的应用日趋成熟，为此在本工程中进行了一次有益的尝试。板中北高点地下储气库(一期)自控系统由集注站站控系统、机组控制系统、A井组RTU等部分组成，详见控制系统配置图，系统规模见下表。板中北高点地下储气库I//O统计表名 称AIAOFFHARTDIDORTDTE∑集注站一期(FCS,ESD)78197522194注气机组(两台)304783420166A井组RTU31493119130小 计684819202871920490其中FF总线设备81台分别挂在了8条FF H1总线上。1、集注站站控系统板中北高点集注站站控系统包括FCS（现场总线控制系统）、ESD及火气报警装置三部分，其中FCS采用EMERSON的DeltaV ，设两台操作站，两台操作站用以太网连接，其中一台兼做工程师站；配置一台激光打印机A3、一台针式报警打印机。采用A-B公司的CONTROLOGIX作为独立的ESD系统，安全等级为SIL2，当有联锁关断信号时，ESD系统按照关断逻辑发出关断命令，关闭相关的紧急切断阀、打开放空阀，按要求启动消防设备，使生产装置处于保护状态。ESD系统与FCS通讯，由FCS实现数据存储、报警打印，未设独立操作站，设独立的声、光报警装置。独立设置火气报警系统FG，当有可燃气体高浓度（20%）、超高浓度报警信号（40%）、火焰等报警信号时，进行声光报警，同时将报警信号传至ESD系统，由ESD进行相应地控制。FCS对储气库采气、分离、脱水、外输、注气机组状态、注气动态等整个生产过程实时监控，进行动态流程画面显示、参数报警、历史数据存储、趋势显示、报表打印、人机交互操作和设备管理。在操作站上显示工艺过程参数值以及工艺设备的运行情况，多画面动态模拟显示生产流程及主要设备运行状态、工艺变量的历史趋势，操作员能够修改工艺参数的设定点，并进行机泵设备的启停操作。除监控集注站的生产数据外，还要采集A井口阀组的工艺参数，对井口阀组实施遥测、遥控。陕京线SCADA系统北京总调度中心通过卫星与站控系统通讯，调取储气库所有数据，亦可下达一些远程控制指令，由站控系统完成相应操作。此外，另设一拨号MODEM为备用路由。为确保与陕京输气管道北京调度中心的通讯，专门配备了一台MODICON公司的E984-275，由此 PLC完成与北京调度中心所有数据通讯。管理站设一套独立的远程终端，集注站FCS通过光纤与之通讯，管理人员可在远程终端上获取与FCS操作站相同的信息，具有与操作站上相同的操作画面，但不具备修改参数的权限。通过FCS上的设备管理系统AMS，可以对所有FF总线仪表和HART仪表进行有效的管理，包括定期维护、故障诊断、量程调整、参数设定、仪表型号、生产日期等信息，使设备管理达到了一个新的高度，大大减轻了维护人员的工作量。由于做到了仪表故障的及时报警与处理，大大降低了由此引发的故障停车和操作不稳定性对安全生产的影响。2、压缩机组控制系统注气压缩机组就地控制盘LCP由机组成套提供，LCP设有彩色触摸操作屏，采用A-B公司PLC SLC-504，负责监控机组所有的运行参数，完成转速监测换算控制、启动停车控制、加载卸载控制、机组保护报警并实施紧急停车，保证机组安全平稳运行。另外，LCP接受站控PLC的远方紧急停车命令，实施紧急停车。为保证命令可靠执行，停车命令未采用通讯方式，而是通过外部连线完成。设远程操作终端及主PLC，远程操作终端显示动态画面、实时及历史趋势图并打印，故障报警/事件记录打印、