1.項目背景介紹
為了提升港區的貨物吞吐能力,提高裝卸效率,增強碼頭作業的可操作性及安全性,滿足安全、可靠地控制管理高要求石化油品生產和管理的需求,湛江港石化碼頭有限責任公司需要為新建的油碼頭配套高標準的自動化控制系統。
新建的油碼頭包含8萬噸級石油化工碼頭1個;5000噸級成品油碼頭泊位2個;20000噸級成品油碼頭泊位1個。
2.系統構成
2.1構成:新建油碼頭項目自控系統安裝工程包含:
——PLC計算機控制系統
——上位計算機監控系統
——計算機管理系統
——激光靠泊監測系統(BAS)
——自控儀表及儀器設備接地系統。
2.2控制對象:系統通過上位計算機監控系統實現對碼頭整個工藝作業流程進行監控,主要包括:
——工藝管線電動閥門
——管道壓力
——溫度
——流量自動檢測
——監控和超限報警;
——消防管線電動閥門上位監控;
——可燃氣體報警裝置上位自動檢測、報警;
——火災手動報警信號上位檢測、報警。
還包括將工藝作業流程監控信號及激光靠泊系統信號和消防報警信號與碼頭后方調度中心通訊,實現后方調度中心可適時監察碼頭主要設備工作狀態及消防系統監控狀態。
3.系統架構設計
湛江港碼頭項目自控系統采用符合國際標準的開放系統的要求進行設計和建設,系統的結構圖如下:
3.1系統硬件架構
系統由一個中央監控和多個過程控制單元構成,其中兩個冗余數據服務器、2個互為冗余的操作員站布置在中央監控中心。
2臺互為冗余的數據采集服務器中安裝B&R無限點運行版上位監控軟件授權負責與過程控制PLC發生數據通訊,實時采集過程數據并對數據進行處理、存儲、轉發。同時數據采集服務器兼具操作員站所有功能。
2臺N:1冗余的操作員站計算機中安裝B&R無限點客戶版上位監控軟件授權,它們不與過程控制PLC發生數據通訊,只是將數據請求發給數據采集服務器,由數據采集服務器提供所需的數據,是典型的C/S架構。
多個過程控制站配置了高性能PLC放在綜合樓控制室、碼頭工作房和棧橋根部的防爆電柜內。
3.2功能設計
通過位于中控室的服務器和監控計算機實現將工藝作業流程監控信號及激光靠泊系統信號和消防報警信號實時傳送到后方調度中心,碼頭主要設備工作狀態及消防系統監控狀態在后方調度中心可以實現實時監察。同時通過局域網或廣域網,授權客戶可以遠程在線瀏覽油碼頭的運行狀況。
3.2.1數據采集服務器
主要實現數據的處理、存儲、轉發功能,并具有操作員站的所有功能設計;
3.2.2操作員站功能
操作員站的主要功能用于操作人員進行實際作業和生產的界面,通過它們操作人員監控現場設備的運行狀況、設備的啟動和停止、故障的查找、報警信息顯示、報表圖標流程瀏覽等。
4.系統選型
根據技術先進、性能優良、功能完備、質量可靠、運行穩定和具有良好擴展能力的選型原則,本工程的自動化控制系統選用奧地利貝加萊公司的2005控制系統。
4.1中央監控站
系統由監控站和過程控制站構成,分別配置如下:
監控站位于碼頭綜合樓的中央控制室,安裝一套完整的帶有標準硬件與軟件的計算機系統:
4.1.1冗余數據采集服務器-2臺1:1配置工控機
——IntelCore2 Duo 7400 CPU-高性能CPU
——2G大容量內存
——320G大量硬盤存儲
——16X DVD光驅
——21”LCD彩色屏
4.1.2按照1:1冗余的操作員站;
操作員站計算機2臺
IntelCore2 Duo 3.0GHz
1GB RAM
160G ATA硬盤
16X DVD
21”LCD寬屏彩色液晶顯示單元;
4.1.3校方系統上位監控計算機1臺
4.2過程控制站
系統PLC采用B&R 2005系列高性能PLC,如下性能
——主頻:Pentium 266MHz
——工作內存:32MB
——典型指令周期:0.02uS
——最短程序掃描周期:400uS
——擴展內存:512MB
——MTBF: 50萬小時
——IO模塊:4000點輸入輸出點
——電源模塊
——豐富的通訊模塊
監控站和過程控制站通過雙光纖以太環網連接,組成一個監控網絡。
5.結語
B&R 2005監控系統是奧地利貝加萊工業自動化有限公司在總結公司二十多年工業自動化經驗和原有控制系統基礎上發展起來的最新的企業自動化解決方案。在技術上充分體現了貝加萊公司首創并領導的工業信息技術嶄新潮流。作為貝加萊公司推出的一種具世界領先水平的全能綜合型開放控制系統,該系統融傳統的DCS、PC和PLC優點于一體。它既具備DCS的復雜模擬回路調節能力、友好的人機界面(HMI)及方便的工程軟件;又同時具有與高端PLC指標相當的高速邏輯和順序控制性能;更為可貴的是其汲取了PC定時間片多任務的特點,保證任務執行的確定性和任務的并行執行。系統既可連接常規I/O,又可連接Profibus、CAN、Modbus、Ethernet IP、DeviceNet等各種現場總線設備。系統具備高度的靈活性和極好的擴展性。這諸多突出的系統優點為碼頭自控系統與庫區自控系統的連接、為系統將來的擴容以及進一步接入管理信息系統等高級應用系統預留了充分的接口;同時保護了用戶的投資。高性能/價格比的貝加萊工業自動化產品得到了湛江港石化碼頭有限責任公司的認可。