目前, 自动化控制系统已经贯穿于在石油化工生产过程的每一个环节, 自控系统相关的技术人员为了更好地掌控现场, 需要对自动控制的基础知识进行掌握, 以下从自动控制系统的控制形式、管路及仪表图等方面进行介绍。
自动控制系统有两种最基本的控制形式:开环控制和闭环控制。
开环控制是一种最简单的控制方式, 其特点是:在控制器与被控对象之间只有顺向控制作用而没有反向联系, 即控制是单方向进行的, 系统的输出量对控制作用没有影响, 控制作用直接由系统的输入量经控制器产生。在开环控制系统中, 对于每一个参考输入量, 就有一个与之相对应控制作用和相应的工作状态及输出量。开环控制系统的缺点是:系统的控制精度取决于组成系统的元器件的精度和特性调整的精度, 因此对于元器件的要求比较高。开环控制系统示意图如图1所示。
闭环控制系统较为复杂, 其特点是:在控制器和被控对象之间, 不仅存在着顺向控制作用, 而且存在着反向作用, 即控制系统的输出量对控制作用有直接影响。闭环控制能够检测出输出量并将其送回到系统的输入端, 与输入量进行比较, 从而产生偏差信号, 偏差信号作用于控制器上, 使系统的输出量向着趋向于期望输出量而减少误差的方向变化。闭环控制实质就是利用系统的输出对控制器的作用来减少系统的偏差, 从而提高系统控制精度。闭环控制系统示意图如图2所示。
P&ID图是用线条、圆形和球形为基础的符号将平台上各设备橇块内的配管及仪表布局和外部接口进行综合描述, P&ID图中既表明了物料的流向又标明了所用现场仪表的类型、设点、安装位置及仪表的外接口情况。
(1) 管路及仪表图对仪表管路、气动管路、液动管路以及电路所做的标记如图3所示;
(2) 各类仪表的位置标记符号如图4所示;
与油气生产的管路及仪表图有关的常用符号如控制阀、减压阀等如图5所示。在仪表回路中, 操作标志的第一个字母应根据该回路所测变量来选择。如P代表压力、T代表温度、F代表流量、L代表液面。
DCS (Distributed control systems) :集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统, 综合了计算机 (Computer) 、通讯 (Communication) 、显示 ( (CCRRTT) ) 和控制 ( (CCoonnttrrooll) ) 等44CC技术, 其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
(1) 顺序/控制、逻辑、定时、记数; (2) 模拟控制功能, PID; (3) 算术运算; (4) 信息处理、计算机接口; (5) 历史趋势、报警记录; (6) 人机接口、数据库等。
(1) 高可靠性; (2) 开放性; (3) 灵活性; (4) 操作便捷; (5) 易于维护
(1) 预备易损件的备品:鼠标、键盘等。 (2) 定期更换CP硬盘或预备硬盘备件, 以确保硬盘出现故障能及时更换。 (3) 每年最少对CP、控制机柜吹扫一次。 (4) 定期对机柜卡件接线情况进行检查、对IO卡件指示灯状态进行检查。 (5) 每月对每个CP站做一个全硬盘备份, 每次修改组态后必须对工程师站做全硬盘备份。
故障现象:长时间操作站实时监控画面数据不刷新或蓝屏, 不能控制系统和设备运行, 按各种键均没有反应、其他操作站运行和监控正常等。
处理步骤:
首先, 将该计算机的相关运行监控操作改到其他的计算机进行, 直到该计算机恢复控制。
接着, 强行将故障CP站重新启动, 并启动DCS实时监控系统, 重启正常则投入正常使用。
若重启CP站不能迅速恢复中控控制, 则应及时对硬盘、显卡等部件进行检查, 检查到故障部件及时更换, 若现场检测不到问题点, 则需更换备用CP, 并于FOXBORO厂家沟通对故障CP进行检测。
故障现象:某控制点数据为负值或假数。
首先找出故障点对应的位号, 从对应机柜相应卡件的对应点进行检查, 若卡件接线松动或虚接, 及时紧固接线, 恢复生产数据。
若机柜卡件、现场仪表 (阀门) 均正常工作且接线没有问题, 则需要仪表 (阀门) 与机柜卡件之间电缆的通断情况进行检查。
埕海1-1人工岛自控系统工程师站蓝屏故障处理
2014年1月24日18点半左右, 埕海1-1人工岛工程师站突然蓝屏, 现场值班人员迅速和技术人员取得联系。在技术人员与值班人员电话沟通处理无果的情况下, 技术人员第一时间到现场进行故障处理。现场处理前首先确保两台操作员站工作正常, 然后对工程师站进行分析处理后 (设置修改、内存条更换等简单处理) , 排除内存条故障, 初步判断为工程师站硬盘等硬件故障, 计划用备用硬盘更换故障机自身硬盘。
发现问题到处理问题总共不到12小时, 其中还包括涨潮封路的时间和后半夜休息时间。此次故障若备品备件不足或全硬盘备份不及时都将会导致工程师站不能及时恢复。
DCS系统目前广泛地使用在诸多生产现场, 并且深入到生产现场的每一个环节。DCS系统使用大大降低了员工的劳动强度, 但是若维护不到位将会给扰乱生产秩序, 甚至导致停产。因此在生产过程中要想用好DCS系统, 不仅要会用, 还要定期对其做好维护保养, 同时也要对重要备件做好储存。
摘要：滩海开发公司主要生产区域分布在埕海油田, 埕海油田油气开采区域主要分布在浅海, 浅海开采面积小、难度大的特点, 直接决定着生产区域具有高安全可靠性和高自动化控制水平。目前埕海油田已经具备较高的自动化控制水平, 不仅从成撬装置到整个过程控制系统都有广泛应用着PLC控制系统, 并且在多功能站点采用DCS系统进行集中控制。本文从自动控制系统的基础知识、DCS系统基础知识、维护保养以及埕海油田现场应用实例等方面展开研究。
关键词：自动控制,DCS系统,埕海油田维护,故障处理
[1] 窦曰轩;自动控制原理;北京.机械工业出版社;2006年.
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