大慶石化公司化肥廠

1、大慶石化公司化肥廠 天津易萊寧自動(dòng)化工程咨詢有限公司 PAGE 6大慶石化公司化肥廠DCS系統(tǒng)評(píng)估與優(yōu)化總結(jié)報(bào)告天津易萊寧自動(dòng)化工程咨詢有限公司2011年4月在大慶石化公司化肥廠檢修期間，天津易萊寧公司對(duì)尿素裝置和合成裝置的DCS系統(tǒng)進(jìn)行了評(píng)估和優(yōu)化，解決了系統(tǒng)中存在的一些問(wèn)題，并對(duì)將來(lái)系統(tǒng)的正常運(yùn)行提出了合理化建議。尿素裝置系統(tǒng)描述尿素裝置的DCS系統(tǒng)上共有9臺(tái)設(shè)備，其中GUS操作站5臺(tái)，NIM網(wǎng)絡(luò)接口模件一對(duì)，HM歷史模件1套和APP數(shù)據(jù)采集設(shè)備一臺(tái)。所有設(shè)備軟硬件工作正常，狀態(tài)為OK。網(wǎng)絡(luò)評(píng)估LCN網(wǎng)絡(luò)是DCS系統(tǒng)里的上層監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，為A、B冗余設(shè)置，B網(wǎng)工作穩(wěn)定正常，A網(wǎng)有時(shí)候

2、狀態(tài)為SUSPECT，掛起，無(wú)法正常通行，一段時(shí)間后又恢復(fù)正常。通過(guò)在LCN診斷畫(huà)面上查看各節(jié)點(diǎn)噪音，發(fā)現(xiàn)GUS06處噪音數(shù)量為56，其他節(jié)點(diǎn)處噪音均為0。懷疑GUS06處LCN A網(wǎng)有問(wèn)題，建議檢查GUS06的MAU接線盒、T型頭的連接以及LCN電纜的連接。UCN網(wǎng)絡(luò)是DCS系統(tǒng)里的控制網(wǎng)絡(luò)，連接HPM控制器并負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)的傳輸。UCN網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)良好，各節(jié)點(diǎn)處噪音均為0。軟件及卡件版本評(píng)估TPS系統(tǒng)軟件分為GUS上層軟件和TPN下層軟件，目前版本分別為R350和R660。操作站GUS的操作系統(tǒng)是Windows 2000 Professional，GUS的主機(jī)為Dell公司的GX240。目前

3、系統(tǒng)存在的風(fēng)險(xiǎn)為操作站機(jī)型比較老，一旦損壞，無(wú)法從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)到相同機(jī)型的主機(jī)，而新的主機(jī)無(wú)法安裝老版本的軟件，需要考慮相關(guān)的替代方案。如果操作站軟件升級(jí)，新軟件與原來(lái)軟件和硬件的匹配關(guān)系如下：操作站軟件新版本當(dāng)前下層控制軟件GUS主機(jī)GUS主板HMNIM控制器R4XX（XP操作系統(tǒng)）不匹配不匹配不匹配匹配匹配匹配升級(jí)操作站軟件需要將整個(gè)系統(tǒng)的下層控制軟件、操作站主機(jī)、操作站主板全面升級(jí)?？刂破髫?fù)荷評(píng)估尿素裝置一共有3套HPM控制器，控制器所帶的IOP數(shù)量、軟硬點(diǎn)的數(shù)量以及負(fù)荷如下圖所示，經(jīng)評(píng)估，控制器的控制和通訊負(fù)荷處于中等水平，具備增加I/O卡件和控制、聯(lián)鎖回路的容量?？刂破鞯刂房己隧?xiàng)目最大

4、負(fù)荷最小負(fù)荷平均負(fù)荷IOP數(shù)量點(diǎn)數(shù)15/16通訊負(fù)荷62.50%22.90%35.20%19763控制負(fù)荷53.70%9.70%17.20%17/18通訊負(fù)荷59.20%31.20%34%16420控制負(fù)荷23.90%6.30%12.30%19/20通訊負(fù)荷72.70%30.20%32.30%17539控制負(fù)荷24.90%7.30%13%歷史采集負(fù)荷評(píng)估HM中歷史組一共定義了75個(gè)，其中5秒鐘的歷史組1個(gè)，20秒鐘的歷史組22個(gè)，60秒鐘的歷史組52個(gè)，經(jīng)核算，HM采集歷史數(shù)據(jù)的負(fù)荷為47個(gè)參數(shù)/秒，而HM的安全負(fù)荷為40個(gè)參數(shù)/秒，超出安全負(fù)荷將近20%，這會(huì)導(dǎo)致HM運(yùn)行中超載，使得歷史數(shù)據(jù)

5、丟失，操作員無(wú)法調(diào)出趨勢(shì)，HM也無(wú)法對(duì)其他設(shè)備的請(qǐng)求作出響應(yīng)，此HM已出現(xiàn)過(guò)幾次過(guò)載的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了裝置的安全運(yùn)行。另外歷史數(shù)據(jù)只能保存15天，無(wú)法滿足工藝的需求。已完成的系統(tǒng)優(yōu)化對(duì)HM的數(shù)據(jù)采集進(jìn)行了優(yōu)化，經(jīng)與工藝人員核實(shí)，將5秒鐘的歷史組改為20秒，一部分20秒鐘的歷史組改為60秒，并對(duì)歷史組內(nèi)點(diǎn)的分配做了合理的調(diào)整。通過(guò)這個(gè)措施將HM的數(shù)據(jù)采集負(fù)荷從47個(gè)參數(shù)/秒降為36個(gè)參數(shù)/秒，保證了HM的正常運(yùn)行。增加歷史數(shù)據(jù)采集的容量，為每個(gè)單元增加了40個(gè)歷史數(shù)據(jù)采集的容量。延長(zhǎng)了歷史數(shù)據(jù)的保存時(shí)間，從15天延長(zhǎng)至30天。改變了操作站的不合理分配，將工程師站GUS06從Console上遷移到

6、Console1，方便了工程師站與其他操作站對(duì)虛擬盤(pán)等外設(shè)的共享。增加了報(bào)警畫(huà)面凍結(jié)功能，方便操作人員在特定情況下鎖定某一報(bào)警信息進(jìn)行查看，并設(shè)定10秒鐘后自動(dòng)解除鎖定功能，恢復(fù)報(bào)警頁(yè)面的刷新。取消了打印機(jī)離線的報(bào)警。合理規(guī)劃了安全權(quán)限的劃分，將對(duì)報(bào)警畫(huà)面的操作權(quán)限分配給操作人員，將APP(AM)設(shè)備的啟動(dòng)權(quán)限分配給工程師。對(duì)RPV（運(yùn)算點(diǎn)）和邏輯點(diǎn)的容量進(jìn)行擴(kuò)充，RPV從120點(diǎn)擴(kuò)為125點(diǎn)（上限），邏輯點(diǎn)從80點(diǎn)擴(kuò)為120點(diǎn)（200點(diǎn)為上限）為將來(lái)的組態(tài)工作預(yù)留合理的余量。評(píng)估總結(jié) 經(jīng)過(guò)對(duì)尿素裝置TPS系統(tǒng)的全面評(píng)估，系統(tǒng)整體運(yùn)行狀態(tài)良好，特別是控制器，負(fù)荷比較輕，具備繼續(xù)添加I/O卡件和

7、控制回路的能力。需要注意的是，由于使用時(shí)間較長(zhǎng)，HM的托盤(pán)與五槽卡件箱背板之間的連接已有些不牢固，應(yīng)減少托盤(pán)的插拔次數(shù)，如果有預(yù)算，可考慮在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)更換為單板HM。合成裝置系統(tǒng)描述合成裝置的TPS系統(tǒng)上共有11臺(tái)設(shè)備，其中GUS操作站7臺(tái)，NIM網(wǎng)絡(luò)接口模件一對(duì)，HM歷史模件1套和APP數(shù)據(jù)采集設(shè)備一臺(tái)。所有設(shè)備軟硬件工作正常，狀態(tài)為OK。網(wǎng)絡(luò)評(píng)估LCN網(wǎng)絡(luò)是DCS系統(tǒng)里的上層監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，分為A、B冗余設(shè)置，各節(jié)點(diǎn)處噪音為0，網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)良好。UCN網(wǎng)絡(luò)是DCS系統(tǒng)里的控制網(wǎng)絡(luò)，連接HPM控制器并負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)的傳輸。UCN網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)良好，各節(jié)點(diǎn)處噪音均為0。軟件及卡件版本評(píng)估TPS

8、系統(tǒng)軟件分為GUS上層軟件和TPN下層軟件，目前版本分別為R350和R660。操作站GUS的操作系統(tǒng)是Windows 2000 Professional，GUS的主機(jī)為Dell公司的GX240目前系統(tǒng)存在的風(fēng)險(xiǎn)為操作站機(jī)型比較老，一旦損壞，無(wú)法從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)到相同機(jī)型的主機(jī)，而新的主機(jī)無(wú)法安裝老版本的軟件，需要考慮相關(guān)的替代方案。如果操作站軟件升級(jí)，新軟件與原來(lái)軟件和硬件的匹配關(guān)系如下：操作站軟件新版本當(dāng)前下層控制軟件GUS主機(jī)GUS主板HMNIM控制器R4XX（XP操作系統(tǒng)）不匹配不匹配不匹配匹配匹配匹配升級(jí)操作站軟件需要將整個(gè)系統(tǒng)的下層控制軟件和操作站主機(jī)全面升級(jí)。4、控制器負(fù)荷評(píng)估尿素裝置

9、一共有3套HPM控制器，控制器所帶的IOP數(shù)量、軟硬點(diǎn)的數(shù)量以及負(fù)荷如下圖所示，可以看出，HPM05/06控制器通訊負(fù)荷過(guò)重，通訊過(guò)載的風(fēng)險(xiǎn)很大，導(dǎo)致控制器OVERRUN，數(shù)據(jù)傳輸擁塞，操作員無(wú)法監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，最終導(dǎo)致裝置停車(chē)。HPM07/08和HPM09/10的通訊負(fù)荷也偏高，給控制器的正常工作帶來(lái)隱患?？刂破鞯刂房己隧?xiàng)目最大負(fù)荷最小負(fù)荷平均負(fù)荷IOP數(shù)量點(diǎn)數(shù)05/06通訊負(fù)荷95.70%37.00%64.00%29869控制負(fù)荷28.10%4.00%20.30%07/08通訊負(fù)荷87.70%28.40%58%26596控制負(fù)荷26.70%2.70%15.00%09/10通訊負(fù)荷91.80%50

10、.50%62.00%371248控制負(fù)荷22.70%4.00%13%經(jīng)分析，HPM05/06控制器通訊負(fù)荷過(guò)重的原因有以下幾點(diǎn)：快速掃描點(diǎn)（1秒鐘掃描4次）的使用不合理所有的邏輯點(diǎn)均采用了1/2秒得掃描頻率，增加了控制和通訊的負(fù)荷控制回路和邏輯回路數(shù)量比較多，且比較復(fù)雜Array通訊點(diǎn)絕大多數(shù)采用的是浮點(diǎn)量類(lèi)型，通訊量大CL程序比較多歷史采集負(fù)荷評(píng)估HM中歷史組一共定義了99個(gè)，其中20秒鐘的歷史組20個(gè)，60秒鐘的歷史組79個(gè)，經(jīng)核算，HM采集歷史數(shù)據(jù)的負(fù)荷為46個(gè)參數(shù)/秒，而HM的安全負(fù)荷為40個(gè)參數(shù)/秒，超出安全負(fù)荷將近20%，這會(huì)導(dǎo)致HM運(yùn)行中超載，使得歷史數(shù)據(jù)丟失，操作員無(wú)法調(diào)出趨勢(shì)

11、，HM也無(wú)法對(duì)其他設(shè)備的請(qǐng)求作出響應(yīng)，此HM已出現(xiàn)過(guò)幾次過(guò)載的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了裝置的安全運(yùn)行。已完成的系統(tǒng)優(yōu)化對(duì)HM的數(shù)據(jù)采集進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)與工藝人員核實(shí)，將一部分不使用的20秒鐘的歷史組改為60秒，并對(duì)歷史組內(nèi)點(diǎn)的分配做了合理的調(diào)整。通過(guò)這個(gè)措施將HM的數(shù)據(jù)采集負(fù)荷從46個(gè)參數(shù)/秒降為40個(gè)參數(shù)/秒，保證了HM的正常運(yùn)行。為A4單元增加了20個(gè)歷史數(shù)據(jù)采集的容量。考慮到合成的數(shù)據(jù)文件比較多，將HM的存儲(chǔ)空間進(jìn)行擴(kuò)充，從80%擴(kuò)充至96%，充分利用了HM的硬盤(pán)空間。減少了HPM05/06中的快速掃描點(diǎn)的數(shù)量，RC快速點(diǎn)從10個(gè)降為3個(gè)，RPV快速點(diǎn)從10個(gè)降為1個(gè)，DC快速點(diǎn)從10個(gè)降為2個(gè)，在一定程度上降低了通訊負(fù)荷。7、評(píng)估總結(jié)經(jīng)過(guò)對(duì)合成裝置TPS系統(tǒng)的全面評(píng)估，系統(tǒng)的上層設(shè)備運(yùn)行良好，但是控制器部分，3個(gè)控制器負(fù)荷都比較重，特別是05/06控制器，負(fù)荷尤為偏高，有Overrun過(guò)載的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致控制