基金會現(xiàn)場總線FF技術在罐區(qū)管理控制系統(tǒng)中的應用
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從圖1可以看出，該遠程I/O系統(tǒng)由母板、電源模塊、支持不同總線協(xié)議的網(wǎng)關模塊、各種處理開關量輸入和輸出、模擬量輸入和輸出以及溫度輸入信號的I/O模塊所組成。系統(tǒng)的工作原理為：現(xiàn)場的各類儀表通過電線電纜與遠程I/O的I/O接口點對點地連接，信號進入系統(tǒng)后即被I/O模塊轉換為數(shù)字信號，再經(jīng)過系統(tǒng)內部總線（位于母板內部）傳送到網(wǎng)關，然后由網(wǎng)關經(jīng)母板上的總線接口將信號傳送到上一層的現(xiàn)場總線上去，最后經(jīng)總線到達控制系統(tǒng)（DCS/PLC）。而由控制系統(tǒng)發(fā)出的信號則經(jīng)過相反的路徑進行傳輸。整個遠程I/O的供電由系統(tǒng)母板上連接的電源模塊提供，電源模塊的電源由外部的24V直流電經(jīng)增安型的接線端子供給。
該遠程I/O具有如下的幾個突出的特點：（1）可以直接應用于危險1區(qū)，從而可節(jié)省大量的線纜；（2）通過現(xiàn)場總線進行通信，系統(tǒng)易于擴展。而且電源、網(wǎng)關、內部/外部總線均為冗余，確保了系統(tǒng)的高度安全；（3）所有模塊均可在線插拔，極大地方便了系統(tǒng)的施工及維護；（4）無需安全柵和DCS/PLC的I/O模塊并可省去大量的電纜及附件，使系統(tǒng)的初期投資大大降低；（5）強大的診斷與自診斷功能，高效的數(shù)字化通訊，大大地提升了系統(tǒng)的先進性；（6）可連接傳統(tǒng)的現(xiàn)場設備且無需改變傳統(tǒng)的安裝連接方式以及支持HART協(xié)議的傳輸?shù)鹊忍攸c，為對現(xiàn)有系統(tǒng)的改造和擴展鋪平了道路。
從上面的特點可以看出，應用該遠程I/O構成系統(tǒng)時，既發(fā)揮了現(xiàn)場總線的諸多優(yōu)點，又克服了現(xiàn)場總線在危險區(qū)應用時所面臨的問題。
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對于石油制品的需求量也在大幅度地增長。因此，為了快速提高煉油能力，更好地滿足這些要求，我國近些年來在各地建立起了為數(shù)眾多的煉油企業(yè)，原有的煉油企業(yè)也在不斷提高其自身的煉油能力。為了生產(chǎn)的高效與安全，煉油企業(yè)對各煉油裝置以及罐區(qū)等公用工程的自動化管理水平提出了更高的要求。但是，對于國內各大煉油廠的調查顯示，各罐區(qū)的自動化管理水平普遍很低，而且長期以來普遍存在著重視煉油裝置控制自動化水平的不斷提高而輕視對罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)自動化水平提高的情況， 油罐的“冒頂”及爆炸的事故率明顯高于各裝置的事故率。近年來，特別是近一、二年以來各裝置的“DCS”化改造已基本完成的情況下，對于提高各罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的自動化水平的呼聲和要求也越來越高。為此，國內主要從事煉油生產(chǎn)的“中石化”和“中石油”兩大公司準備拿出大量的專項資金來對各煉油廠的罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)進行改造和升級。而采用DCS作為罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)存在上面提到的諸多的問題，國外應用現(xiàn)場總線來解決這些問題時又遇到了諸多的困難。因此，如何設計出一套適合于罐區(qū)的、先進的、高效的、功能齊全的、經(jīng)濟性好的監(jiān)控系統(tǒng)是目前國內外工程技術人員們急需解決的一個問題。
該問題的圓滿解決必將對于提高罐區(qū)的自動化管理水平進而提高整個工廠的管理水平，降低工人的勞動強度，改善工人的工作條件，避免事故的發(fā)生，減少系統(tǒng)改造的初期投資及今后的運行費用等等方面具有十分重要的意義。
新型罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)具有如下的優(yōu)勢：
1、分層控制及多重冗余技術的應用，系統(tǒng)更加高效、安全。
2、系統(tǒng)軟硬件均采用當今先進的主流產(chǎn)品，用戶無今后改造升級及二次開發(fā)的后顧之憂。
3、人機界面友好，操作簡單而直觀。
4、現(xiàn)場總線技術、遠程I/O技術、安全柵技術的完美應用，使系統(tǒng)今后的擴展十分方便。
5、I/O接口單元可直接放置在危險1區(qū)，從而節(jié)省大量線纜及端子、槽盒、橋架等相關的材料。
6、大量硬件材料的節(jié)省，使施工變得非常簡單，從而節(jié)省大量的人工費用。
7、接線點數(shù)的減少，勢必使故障點數(shù)大為減少，從而使系統(tǒng)的維護費用顯著減少。
8、多種診斷與自診斷功能，使系統(tǒng)的故障診斷及定位十分快捷。
9、I/O層及現(xiàn)場層支持“在線插拔”，系統(tǒng)檢修及更換缺損部件時無需停機，極大地提高了系統(tǒng)連續(xù)運轉的能力。
10、多級安全管理措施，詳細的操作記錄功能，使系統(tǒng)的管理工作更加科學、有效。
NCS3000網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)是具有良好的性能價格比的商品化、工業(yè)級的產(chǎn)品構件系統(tǒng)硬件平臺，保證了系統(tǒng)的可靠性和易于操作性，系統(tǒng)規(guī)模也易于擴展。由一臺數(shù)據(jù)庫服務器和若干臺管理用計算機組成，來自于各個控制系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)（儲油庫區(qū)自動控制系統(tǒng)一級外場加油自動控制系統(tǒng)）經(jīng)過各個控制系統(tǒng)的網(wǎng)關實時的存儲到數(shù)據(jù)庫服務其中，保證數(shù)據(jù)的準確和完整，由數(shù)據(jù)庫服務器提供對這些數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計、分析功能，并可生成各種報表，供管理分析使用。另外，通過使用專用保密線路，還可以將各個油庫、場站的數(shù)據(jù)定期自動傳送到位于油料處的中心服務其中，是油料處的管理人員直接明了的了解各個油庫、場站的各種數(shù)據(jù)。真正實現(xiàn)讓“高新技術提升部隊綜合保證能力”。由于利用了先進的現(xiàn)場總線技術、OPC技術、信息集成技術和分布式技術，極大的減少了現(xiàn)場設備對電纜、接線端子的需求以及后期維護的工作量，并且保證了采集信號的完整性以及信號的精度，使原有的互相孤立的各種信息資源有機的集成到中心數(shù)據(jù)庫中，從而在整個庫區(qū)形成一個綜合自動化系統(tǒng)，取得良好的社會效益及經(jīng)濟效益，受到用戶好評。
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