摘要：PAC8000控製係統以其在石油化工行業中的獨特特點，在西南油氣田廣安輕烴回收裝置中承擔了DCS
、ESD
、F&G
、RTU以及天然氣流量計量任務
，實現了用戶在同一平台上完成全部功能的初衷。

關鍵詞：天然氣


，流量計量，PAC8000,GE, SIL2，DCS
，ESD, F&G

    西南油氣田廣安輕烴回收裝置生產規模為100X104m3/D，主要工藝裝置包括分子篩脫水裝置、輕烴回收裝置、產品氣增壓裝置、液化氣、輕油罐區以及裝車設施等。為保證全廠安全、可靠、平穩、高效、經濟地運行
，用戶要求對全廠的控製係統采用分散控製係統DCS，緊急停車聯鎖和可燃氣體/火災檢測報警各采用一套獨立的安全儀表係統SIS，對於遠離裝置區的生活區汙水處理裝置的控製采用遠程終端裝置RTU
，同時實現滿足GB/T21446-2008標準的天然氣流量計量功能。

    PAC8000係統的硬件設計可以達到防爆2區直接安裝，工作溫度在-40~70攝氏度之間，G3防腐認證。同時，PAC8000係統可以在同一硬件平台上實現DCS、ESD

、F&G、RTU以及天然氣流量計量功能，用戶隻需要使用一個軟件平台就可以對所有的控製功能單元進行組態、編程和維護，大大簡化了維護的工作量，同時減少了備件的種類和數量。

1. 係統構成

    由於整個係統采用了統一的硬件平台，所以所有的控製單元均可以接入同一個網絡，簡化了係統結構。係統結構如圖1所示。

    整個係統中DCS部分主要負責裝置的正常生產和操作，其中控製器、電源、網絡和關鍵IO部分采用冗餘配置。ESD係統承擔裝置緊急停車任務，係統采用SIL2（IEC61508）安全等級標準配置和設計。F&G係統負責裝置區可燃氣體/火災和消防報警，采用SIL2（IEC61508）安全等級標準配置和設計。RTU部分負責倒班生活區汙水處理裝置的控製。流量計量模塊按照GB2008標準實現4路天然氣管路流量計量功能。DCS、ESD、F&G、RTU控製站和流量計量模塊共享同一冗餘網絡，采用統一的係統組態和編程軟件，構成一個麵向全廠的
、完整的、統一的控製係統，工廠內成套設備自帶PLC 現場控製設備的相關信息
，通過RS485 串口通信上傳至DCS 係統。

1.1控製器

    根據裝置生產的特點和控製要求，DCS部分控製器選擇了冗餘的PAC8000 混合控製器，該控製器具有高度靈活的數據采集輸入輸出和控製功能
，可實現常規控

圖1  係統結構圖

製、邏輯控製和順序控製。ESD和F&G部分控製器采用冗餘的PAC8000安全控製器，該控製器內置狀態檢測回路，采用1OO1D表決方式

，單控製器即可滿足SIL2安全等級要求，為提高係統可靠性和可利用率

，本係統采用了冗餘配置。RTU部分控製器采用PAC8000邏輯控製器，該控製器具有高度靈活的數據采集輸入輸出和控製功能，可實現常規控製
、邏輯控製和順序控製，同時支持DNP3.0以太網協議。所有型號的控製器均采用IBM PowerPC 266MHz 32 位微處理器，  25M 內存，雙以太網和雙串行通訊接口
，支持API、現場總線

、ModBus、HART、點對點通訊以及OPC，可以實現冗餘配置
，可直接安裝在危險2 區，滿足G3防腐認證要求。一個控製器最多可安裝64 個I/O 模塊
，支持熱插拔。雙路電源供電。

 rongyukongzhiqipeizhizhong，rongyukongzhiqihuweibeiyong，tongbujieshoushuruxinhaoshuju，tongbuzhixingkongzhijisuan，tongshihuxiangchuansongjisuanjieguo。dangyigekongzhiqijiancedaocuowushi，wuguzhangdekongzhiqikeyilikejiezhejinxingkongzhi，shixianwuraodongqiehuan。

1.2 IO模塊

PAC8000係統的電源、控製器和I/O 模塊可以直接安裝危險2 區，部分I/O 模塊內置本質安全型安全柵
，無需額外安裝安全柵，通道隔離、監測以及LED 指示，支持多種信號類型，支持在線熱插拔。模擬量輸入A/D 轉換分辨率達到16 位，模擬量輸出A/D轉換分辨率達到12 位，能夠對現場回路進行檢測
，內置輸入變量線性化、工程單位轉換、開平方濾波
、報警及冷端溫度補償運算功能。IO 卡件具備最快20ms 模擬量調節功能，10ms 數字量控製功能和1msSOE 控製功能。

1.3   流量計量單元

流量計量單元屬於PAC8000係統中的特殊模塊

，可同時實現最多8路的天然氣流量計量功能。流量計量單元的所有參數和計算結果均可以通過以太網直接上傳至操作站HMI軟件顯示，同時也可以從操作站修改天然氣計量參數和組分參數。流量計量顯示畫麵如圖2所示。
 

圖2 流量計量顯示畫麵

2. 係統軟件設計

    GE公司提供本裝置係統所需的全部軟件
，包括係統組態
、控製策略組態軟件WorkBench和人機界麵HMI軟件Cimplicity。

2.1 係統組態和控製軟件

    係統使用Workbench 進行係統硬件和控製策略的組態。整個控製軟件涵蓋了關鍵控製回路IO冗餘
、單回路PID控製、串級控製回路
、比值控製回路
、報警聯鎖回路、計算累積回路，馬達控製回路等全部的生產自控程序。

2.2 人機界麵軟件

    操作站人機界麵(HMI)軟件Cimplicity是基於Windows XP 操作係統的軟件。可以創建強大的、功能齊全的監控係統
，充分利用Microsoft Windows 的先進功能，包括ActiveX 控件、OLE、圖形、網絡等。還可以通過添加自定義ActiveX 控件、向導
、常規對象、以及創建來擴充的功能。操作站人機界麵(HMI)軟件主要完成實時監控、曆史記錄，數據采集、係統報警及打印報表等重要功能。采用高性能計算機作為監控係統支撐硬件平台，以Windows XP 和組態軟件構成監控係統運行平台。提供友好的人機交互界麵功能、圖形處理功能
、報表處理功能、報警處理功能、查詢功能、用戶權限管理功能等。操作畫麵如圖3和圖4所示。

圖3 DCS係統操作畫麵
 

圖4 DCS係統操作畫麵

3. 結論

    廣安輕烴回收裝置采用GE公司PAC8000控製平台實現了DCS控製係統、ESD緊急停車係統
、F&G火氣係統
、RTU遠程終端單元係統以及天然氣流量計量
，統一的控製平台大大簡化工程實施、係統維護以及用戶備件種類和數量，為裝置順利開車和穩定長周期運行打下了牢固的基礎。

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，超可靠的技術基礎，使得他們在包括能源、水處理、消費品、國防和防禦
，以及通訊等產業領域獲得持續的優勢。GE智能平台是一家總部設在美國弗吉尼亞州的夏洛茨維爾的全球性企業，是GE企業解決方案集團公司的一員。想獲取更多信息，請訪問：www.ge-ip.com/cn。