現場總線在油料儲運環節中的應用
隨著4C技術的發展,特別是其中的微處理器技術和集成電路技術的飛速發展以及市場競爭和用戶需求的呼喚,過程控制系統由50多年前的基地式氣動控制儀表系統PCS(Pneumatic Control System)的第一代過程控制系統,經歷了電動單元組合式模擬儀表控制系統ACS(Analogous Control System)、集中式數字控制系統CCS(Computer Control System)和集散式控制系統DCS(Distributed Control System)而發展至今天的第五代過程控制系統—現場總線控制系統FCS(Fieldbus Control System)。自20世紀80年代末以來,有幾種現場總線技術已經逐漸發展成熟,并在一些特定的應用領域顯示了自己的影響和優勢,如: HART(Highway Addressable Remote Transducer)協議、CAN(Controller Area Network)總線、局部操作網絡LON(Local Operating Network)、過程現場總線PROFIBUS(Process Fieldbus)等。這些現場總線在各自應用的領域里各具特色,作為全面開放的具有PNO組織認證的PROFIBUS總線,PROFIBUS定義了串行現場總線系統的技術和功能特征,可以將較低層的分布式自動化設備聯網到中高的性能范圍。在世界范圍內,已有500多家制造廠商能提供種類繁多的帶有PROFIBUS-DP接口的現場設備。在總線的應用中占有40%的成分,特別是在現場級有為數眾多的傳感器、執行器作為成束電纜的低成本的替代品AS-I線的引入。使現場儀表的安裝、擴展、檢修都顯得十分輕松。
2 方案背景
目前我國石油化工行業在作業管理系統、安全監控系統、發油系統、消防系統等方面的自動化程度都比較低下。而隨著我國石油化工市場的進一步開放,跟國外先進的自動化設備與管理機制相比較起來。國內油庫自動化程度的提高迫在眉睫,在中國石化總公司對標準化油庫的推出和倡導下,我們充分考慮油庫的行業特點以及目前國內油庫的狀況,在臨洪油庫安全監控系統上采用PROFIBUS總線對現場設備實時監視,集中控制。江蘇省連云港市臨洪油庫自動化改造,是中國石化的試點工程,示范工程,下面具體談談在它在監控系統上的具體應用。
3 系統設計方案
油庫的監控系統是標準化油庫自動化的一個重要方面, 整個系統分4個層次:
(1) 管控中心層
包括工程師站、操作員站、計量站、服務器、發油站,相互之間通過工業以太網連接。在工程師站、操作員站上的監控數據通過西門子WINCC來實現,通過交換機與外部網絡隔離,數據安全可靠;
(2) 主站層
主站層全部采用西門子PLC模塊,CPU為315-2DP,通過CP343模塊與網絡通訊;
(3) 庫區主干網層
庫區主干網層采用的現場總線是PROFIBUS總線,由于庫區范圍大,路線遠,傳輸介質選為4芯光纖,冗余連接。現場所有分站數據通過PROFIBUS總線接入主站。根據目前設備位置,以及今后視頻、管道壁壓力傳感器、電動閥等的增加,我們共建四個分站,兩個現已投入使用,兩個備用;
(4) 執行器、傳感器層
所有現場執行器、傳感器均通過AS-I總線接入分站。根據現場設備分布特點我們建有兩條AS-I總線,在適當的地方考慮預留。設備的接入和拆卸十分方便。
系統網絡圖如圖1所示。
3.1 分站結構
(1) 分站1號結構圖如圖2所示
圖2中接入的點:
a) 15路火災報警信號 5DI
b) 5路可燃氣報警信號 2AI
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