摘要：專門針對危險區域設計的GE Fanuc MTL MOST開放式控製係統可直接安裝於裝置現場危險區域
，本文介紹了GE Fanuc  MOST控製係統的特點及其在油碼頭中的應用。

    關鍵詞：碼頭，危險區域，本質安全，控製係統
，浪湧保護器

　　GE Fanuc MOST Control System and Application In Oil Dock

　　Abstract: GE Fanuc MTL MOST open control system is designed to directly installed in dangerous area. This article introduces the features and application in oil dock of GE Fanuc MOST control system.

　　Keywords: oil dock, dangerous area, intrinsic safety, control system

　　海南煉化30萬噸級原油碼頭和10萬噸級成品油碼頭由1個原油泊位和4gechengpinyouboweizucheng，shimuqianguoneiguimozuida
，jishushuipingzuigaodeshuyoumatou
，chengdanlehainanlianhuayuancailiaoshuruhezuizhongchanpinshuchuderenwu。shuyoumatoushuyuweixianfangbao2區裝置
，設備分布非常分散，主要控製的對象有溫度、壓力、流量
、閥門等，這就要求其控製方案必須有一套完善的控製、聯鎖、報警和急停係統去完成工藝參數的采集與監控。

　　海南煉化在新建油品碼頭過程中，針對裝置的防火防爆要求，以及設備分布較分散，控製對象要求較高等情況
，選用了GE Fanuc公司的MOST開放式控製係統，收到控製效果好、精度高和投資省的較好結果
，滿足了海南煉化油口碼頭的生產要求。

　　2. 控製係統硬件配置設計

　　海南煉化原油和成品油碼頭各自采用獨立的控製係統，共由5個現場控製站組成。其中原油碼頭占用2個控製站，成品油碼頭占用3個控製站，原油和成品油碼頭控製室各設1個操作站和1個工程師站組成。控製站與操作站相互之間采用百兆級冗餘以太網連接，組成一個完整的控製係統，如圖1所示。

　　2.1控製站

　　原油碼頭控製係統中包括2個控製站、1台操作站、1台工程師站兼操作員站。其中1#控製站放置在1#原油泊位現場控製室內，原油引橋控製站則直接放置在距離控製室兩千米左右的裝置現場，因此對硬件係統的防爆性能、通訊係統、工作範圍、可靠性、魯棒性以及防腐蝕能力要求較高。每個控製站均采用冗餘控製器
、冗餘電源、冗餘網絡的原則進行配置，其中1#控製站由4個電源模塊

、2個控製器、24個I/O模塊組成，原油引橋控製站由2個電源模塊、2個控製器
、8個I/O模塊組成。

　　成品油碼頭控製係統中包括3個控製站
、1台操作站
、1台工程師站兼操作員站。其中2#泊位控製站放置在2#泊位現場控製室內，4#泊位控製站放置在4#泊位控製室成品油碼頭控製係統中包括3個控製站
、1台操作站、1台工程師站兼操作員站。其中2#泊位控製站放置在2#泊位現場控製室內，4#泊位控製站放置在4#泊位控製室小、2個控製器、24個I/O模塊組成
，4#泊位控製站由2個電源模塊、2個控製器、60個I/O模塊組成，消防泵房控製站由2個電源模塊、2個控製器、16個I/O模塊組成。

　　其中原油碼頭1#泊位控製站與成品油碼頭2#泊位控製站提供冗餘的Modbus接口與海南煉化罐區DCS係統進行通訊，便於罐區操作人員及時掌握碼頭生產操作的運行狀態。

　　成品油碼頭裝船時需要對油品進行計量
，因此對計量係統的要求非常高
，因此2#泊位控製站和4#泊位控製站除了接收現場質量流量計的4~20mA瞬時流量信號
，同時提供冗餘的Modbus接口與質量流量計進行RS485通訊，接收瞬時流量
、密度、累積量等信息。正常情況下以通訊值為準，通訊中斷時以4~20mA信號為準，實現多方案對油口輸出裝船計量進行監控。

　　2.2 控製器

　　根據碼頭裝置生產的特點
，CPU模塊選擇了MOST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
，可實現常規控製、邏輯控製和順序控製。控製器采用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。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。

　　2.3 IO模塊

　　MOST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。

　　3. DCS係統軟件設計

　　    MTL公司提供整個區域的係統軟件，主要包括MOST係統組態、控製策略軟件WorkBench和人機界麵HMI軟件。

　　3.1 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閥門控製回路
、報警聯鎖回路
、計量累積回路，馬達控製回路等全部的油品碼頭生產自控程序。

　　suoyoudehuilukongzhiheliansuogongnengzaixianchangkongzhizhanduliyunxing。tongguokongzhizhandewangluogongneng
，kongzhizhanyukongzhishidecaozuozhanjinxingtongxunlianxi。caozuorenyuandecaozuokongzhizhilingyoucaozuozhantongguowangluoxiadazhikongzhizhan。

　　3.2 人機界麵軟件

　　操作站人機界麵(HMI)軟件應是基於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。

　　3.3 文件資料

　　    整個DCS係統文件資料包括：係統結構圖、係統配置圖
、IO清單、機櫃布置圖、電源分配圖
、接線圖、控製回路圖
、邏輯聯鎖圖等。

　　4. 控製係統實施

　　通過對DCS係統配置的審查，最終確定以上整體方案。DCS係統的組態、現場設備安裝、調試和投用過程大約花費了60個工作日。由於使用了Workbench的Strategy進行組態
，整個組態過程相當方便、快捷。出錯率也相當低。整個係統一次開車成功。

　　5. 控製係統性能分析與改進

　　對於使用於防爆2區的控製係統，MOST控製係統相比其他廠商的DCS係統來說相對較便宜。其節省投資的部分主要來自於節省了危險／安an全quan區qu安an全quan柵zha的de設she備bei投tou資zi。其qi次ci，由you於yu控kong製zhi站zhan可ke以yi安an裝zhuang在zai控kong製zhi現xian場chang，一yi次ci儀yi表biao隻zhi須xu連lian接jie到dao現xian場chang控kong製zhi站zhan而er非fei全quan部bu連lian接jie到dao中zhong央yang控kong製zhi室shi。這zhe樣yang就jiu節jie省sheng了le信xin號hao電dian纜lan，這zhe對dui控kong製zhi裝zhuang置zhi分fen布bu較jiao散san
、區域較大的控製係統來說，就顯得尤為重要
，可節省大量的電纜投資。碼頭裝置屬於典型的分散性裝置

　　原油碼頭和成品油碼頭控製係統自2006年7月開始投入運行，運行情況良好。迄今為止，DCS係統已經安全、無故障運行長達16000小時。其間經曆了一個夏季高溫的考驗。在夏季高溫時期，機櫃內部最高溫度62℃。經過三個夏季的考驗，證明MOST係統可耐較高的氣溫。沒有發生過控製器因高溫而中止運行或複位重啟等故障現象。

　　MOST係統的硬件結構簡潔
，安裝方便，接線故障率少，可靠性較高。軟件的組態也較方便，花費時間少
，維護方便
、zhiguan。tuxinghuadebianchengfangshigeiyonghudezutai，tiaoshiheweihuyouhendadebangzhu。zaixiantiaoshigongnengshijiankongshujuyimuleran，fangbianzhazhaobianchengcuowu。tigongdegongnengmokuainengmanzuzikongxitongdeyaoqiu
，zutaitiaoyonghenfangbian。

　　目(mu)前(qian)碼(ma)頭(tou)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)隻(zhi)能(neng)夠(gou)實(shi)現(xian)單(dan)純(chun)的(de)開(kai)關(guan)閥(fa)門(men)
，無(wu)法(fa)實(shi)現(xian)定(ding)量(liang)開(kai)閥(fa)和(he)定(ding)量(liang)裝(zhuang)船(chuan)。可(ke)以(yi)將(jiang)每(mei)條(tiao)輸(shu)油(you)管(guan)線(xian)的(de)最(zui)後(hou)一(yi)個(ge)閥(fa)門(men)改(gai)為(wei)調(tiao)節(jie)閥(fa)，即(ji)可(ke)實(shi)現(xian)定(ding)量(liang)開(kai)閥(fa)和(he)定(ding)量(liang)裝(zhuang)船(chuan)。此(ci)外(wai)
，整(zheng)個(ge)碼(ma)頭(tou)的(de)調(tiao)度(du)位(wei)於(yu)成(cheng)品(pin)油(you)碼(ma)頭(tou)
，無(wu)法(fa)從(cong)操(cao)作(zuo)站(zhan)看(kan)到(dao)原(yuan)油(you)碼(ma)頭(tou)的(de)實(shi)時(shi)信(xin)息(xi)。如(ru)果(guo)能(neng)夠(gou)將(jiang)成(cheng)品(pin)油(you)和(he)原(yuan)油(you)碼(ma)頭(tou)網(wang)絡(luo)連(lian)成(cheng)一(yi)個(ge)網(wang)絡(luo)
，就(jiu)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)上(shang)述(shu)要(yao)求(qiu)。但(dan)是(shi)由(you)於(yu)兩(liang)個(ge)碼(ma)頭(tou)距(ju)離(li)在(zai)八(ba)千(qian)米(mi)左(zuo)右(you)
，光(guang)纜(lan)的(de)成(cheng)本(ben)會(hui)非(fei)常(chang)高(gao)。目(mu)前(qian)已(yi)有(you)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)安(an)裝(zhuang)在(zai)防(fang)爆(bao)2區的無線以太網交換機進入市場
，可以選擇無線交換機實現兩個碼頭網絡的互聯。

　　6. 結束語

　　經過近三年的運行，MOST係統在碼頭生產監控中扮演了重要角色，滿足了高溫
、高壓
、高危險介質的控製要求
，為今後油碼頭裝置的建設和生產積累了寶貴經驗。

　　參考文獻：

　　1.      陸德民，張振基，黃步餘等. 石油化工自動控製設計手冊. 北京: 化學工業出版社, 2001. 160~196

　　2.      樂嘉謙. 儀表工手冊. 北京: 化學工業出版社, 1998. 410~468