【正文】 ElopeⅡFactory軟件的編程語言為功能塊，下面介紹幾條此次編程中常用的ESD指令。電動閥的控制流程如圖4311所示。 開閥命令輸出執(zhí)行條件：程序自動開閥命令，故障狀態(tài)為非，全開到位為非，不能停閥中間命令，不能有超時報(bào)警，在遠(yuǎn)方控制狀態(tài)下。 編制程序分兩部分進(jìn)行流程介紹，首先是電動閥的控制，弄清楚一個電動閥的自動控制后，對后面整條線的ESD閥門控制就會很容易理解。在編程中，如果還需要全局變量，也可根據(jù)需要在VAR_GLOBAL中建立，完成上述工作后，在將VAR_GLOBAL中的變量標(biāo)簽名拉入編程區(qū)域，就可以開始編制程序。2. 將在3區(qū)中建好的變量名拉入1區(qū)中，在1區(qū)中的某個區(qū)域第一次使用，需要在該區(qū)域輸入一個名稱，如下圖:不輸名稱也可以，直接點(diǎn)擊OK，同樣把所有建好的變量都拉入1區(qū)，在編程時將用到，在3區(qū)中能看出變量的使用狀態(tài)，如下:上圖中CLOSE和XSH是在2區(qū)中沒有使用過的變量，OPEN雖然在2區(qū)中使用，但是沒有建立連接，STOP是在2區(qū)中使用并建立了連接關(guān)系的，拖入2區(qū)中的變量可以使用鼠標(biāo)改變它的尺寸，還可以在注釋區(qū)中輸入注釋，也可以將注釋區(qū)刪除，如下圖的STOP和OPEN變量:在1區(qū)中根據(jù)邏輯圖編制程序，在編制程序的過程中，你可以使用標(biāo)準(zhǔn)的功能塊，也可以使用你已經(jīng)建立的功能塊，使用功能塊的方法為：用鼠標(biāo)按住OR功能塊，然后移動鼠標(biāo)到編程區(qū)域，松開鼠標(biāo)，使用鼠標(biāo)可以將功能塊拉長，從而增加功能塊的輸入變量，如上圖的兩個OR功能塊，一個是2個輸入的，另一個是4個輸入變量的。 編程軟件(ELOP II Factory)應(yīng)用編程在使用ELOP II Factory進(jìn)行編程之前，首先要準(zhǔn)備好Hardlock，它是一種硬件加密技術(shù)。 本章小結(jié)輸氣站場的整個控制流程是很復(fù)雜的過程，本章首先從總體上介紹了站控系統(tǒng)的流程分區(qū)，然后著重介紹了ESD的硬件配置， I/O模塊，畫出了I/O模塊的接線原理圖，為現(xiàn)場接線提供了依據(jù)，介紹了ESD的容錯控制和安全控制，最后計(jì)算I/O點(diǎn)數(shù)，為下面的設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。 計(jì)算I/O點(diǎn)ESD的選型主要是選擇所用的處理器型號，I/O模塊個數(shù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，石油化工生產(chǎn)裝置一般采用ESD系統(tǒng)的安全等級為SIL3級，即相當(dāng)于T252。erwachungs Verein)將應(yīng)用在過程工業(yè)的安全系數(shù)定義為安全要求級別5。隨著安全標(biāo)準(zhǔn)的推出以及對安全系統(tǒng)重視度的不斷升級，安全系統(tǒng)的認(rèn)證也就變得越來越重要。2．安全系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)在安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，安全度等級是設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)裝置的安全度等級選擇合適的安全系統(tǒng)技術(shù)和配置方式。它不同于一般的冗余：一般的冗余僅僅是模塊或總線上簡單的雙熱備，一旦輸入模塊出現(xiàn)故障，處理器模塊也會出現(xiàn)故障，這時系統(tǒng)可能會因此而癱瘓；但是具有容錯功能的系統(tǒng)，除了模塊、總線、通信上的冗余設(shè)計(jì)外，還具有自診斷功能。于是一種能允許系統(tǒng)部分故障，而又不影響正常生產(chǎn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求擺到人們眼前。但由于處理器單元的出錯容易導(dǎo)致整個聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的失敗，從而使得基于處理器聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性相對于傳統(tǒng)聯(lián)鎖系統(tǒng)來說較差些。此外，F(xiàn)3包括8個數(shù)字量輸出和20個數(shù)字量輸入，用于數(shù)據(jù)采集和控制現(xiàn)場設(shè)備，它們的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理參見下圖：圖36 數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)處理圖. 數(shù)字量輸入:F3 DIO 20/8 01有20個數(shù)字量輸入，每個數(shù)字量輸入對應(yīng)一個狀態(tài)顯示燈，支持有源信號和無源信號兩種接線方式，接線方式參見下圖，其中左圖為無源信號的接線方式，右圖為有源信號的接線方式。此外，F(xiàn)30包括8個數(shù)字量輸出和20個數(shù)字量輸入，用于數(shù)據(jù)采集和控制現(xiàn)場設(shè)備，它們的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理參見下圖：圖33 ESD數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)處理圖. 數(shù)字量輸入:F30控制器有20個數(shù)字量輸入，每個數(shù)字量輸入對應(yīng)一個狀態(tài)顯示燈，支持有源信號和無源信號兩種接線方式，接線方式參見下圖，其中左圖為無源信號的接線方式，右圖為有源信號的接線方式。 ESD的硬件配置 ESD的選型此工程采用的是HIMA公司的F30 ESD控制器和HIMatrix F3 DIO 20/8 01（數(shù)字量輸入輸出模塊），下面對這兩類硬件分別進(jìn)行描述。站內(nèi)設(shè)置水套爐加熱裝置1套，用于加熱天然氣，防止壓力監(jiān)控的調(diào)壓器降壓時產(chǎn)生冰堵。計(jì)量后通過匯管H3至2路電控自力式壓力監(jiān)控系統(tǒng)，工作方式為1用1備。本章主要介紹了整個站控系統(tǒng)的組成和各部分的主要的控制功能，從而使讀者從整體上了解了壓氣站場的主要設(shè)備和功能，為以下集成設(shè)計(jì)安全儀表控制系統(tǒng)做了準(zhǔn)備。并可以實(shí)現(xiàn)本地的控制以及接受調(diào)度控制中心的控制指令；同時應(yīng)能與自發(fā)電設(shè)備的智能裝置、火災(zāi)檢測系統(tǒng)的智能裝置及其他控制設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 遠(yuǎn)程通訊接口RCIRCI(遠(yuǎn)程通訊接口)作為站控SCS系統(tǒng)的通訊服務(wù)器，它承接著與PLC控制系統(tǒng)和第三方設(shè)備間的通訊，其中第三方設(shè)備包括：流量計(jì)算機(jī)、色譜分析儀、低壓配電盤電力參數(shù)采集、UPS、發(fā)電機(jī)、空壓機(jī)等。但是對于較大規(guī)模的緊急停車系統(tǒng)應(yīng)按照安全獨(dú)立原則與DCS分開設(shè)置，這樣做主要有以下幾方面原因： （1）降低控制功能和安全功能同時失效的概率，當(dāng)維護(hù)DCS部分故障時也不會危及安全保護(hù)系統(tǒng)。它的優(yōu)先級在站控中是最高的，用于連鎖保護(hù)和緊急停車。該通訊協(xié)議的主要特點(diǎn)是，對于采集的數(shù)據(jù)采取逢變則報(bào)的方式，減少平時的數(shù)據(jù)傳送量，從而降低輪詢周期。同時，站控系統(tǒng)SCS還要與調(diào)度中心進(jìn)行通訊，向調(diào)度中心提供本站內(nèi)的工藝設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，并接受調(diào)度控制中心的調(diào)度指令和參數(shù)設(shè)置。操作員工作站用于對整個工藝站場運(yùn)行情況的監(jiān)視和控制，并對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔處理。中心與各SCS的主數(shù)據(jù)信道為專用光纖信道，雙向點(diǎn)對點(diǎn)通信[14]。首先熟悉輸氣管道壓氣站場工藝流程，掌握壓氣站場工藝控制要求，對天然氣管道站控SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置及原理進(jìn)行分析和研究，然后掌握Himatrix公司F30 ESD控制器的基本原理、配置及I/O模塊功能；最后運(yùn)用HIMA公司的ElopeⅡFactory編程組態(tài)軟件編制典型的站控系統(tǒng)控制程序。自動控制系統(tǒng)是由調(diào)度控制中心系統(tǒng)、站控系統(tǒng)、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集傳輸控制設(shè)備組成，共同完成系統(tǒng)控制，實(shí)現(xiàn)了三級控制。操作區(qū)管理處設(shè)SCADA系統(tǒng)遠(yuǎn)方只讀監(jiān)視終端，以便于區(qū)域管理部門掌握本區(qū)域及了解全線的運(yùn)行工況，保證對本區(qū)域管線與工藝站場的管理和維護(hù)。該動則動，不該動則不動，這是ESD系統(tǒng)的一個顯著特點(diǎn)[21]。作為安全保護(hù)系統(tǒng)，凌駕于生產(chǎn)過程控制之上，實(shí)時在線監(jiān)測裝置的安全性。 ESD的發(fā)展ESD是英文Emergency Shutdown Device緊急停車系統(tǒng)的縮寫。管道沿線的站場均處于調(diào)度控制中心的監(jiān)控之下；另外，重要部位的線路緊急截?cái)嚅y和高點(diǎn)壓力檢測點(diǎn)也直接納入調(diào)度控制中心的監(jiān)控范圍之內(nèi)。通常，沿線各站無須人工干預(yù)，各站的站控系統(tǒng)在調(diào)度控制中心的統(tǒng)一指揮下完成各自的工作?？刂浦行膶θ€進(jìn)行集中數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制和調(diào)度管理，站控級通過PLC/RTU控制器來實(shí)現(xiàn)對工藝站場進(jìn)行控制與監(jiān)視，設(shè)備控制級是對泵機(jī)組、加熱爐、壓縮機(jī)、閥門等工藝設(shè)備進(jìn)行本地控制。SCADA系統(tǒng)發(fā)展最快的階段，在電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用；第四代SCADA系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件已經(jīng)或即將具備。第一代是基于專用計(jì)算機(jī)和專用操作系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)，這一階段是從計(jì)算機(jī)運(yùn)用到SCADA系統(tǒng)時開始到70年代。它是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)，它可以對現(xiàn)場的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報(bào)警等各項(xiàng)功能。目前新建管道與國際接軌，并用光纜進(jìn)行通信，傳輸信息量大。由此可見，在講究高效安全生產(chǎn)的石油化工行業(yè)，如今投入ESD系統(tǒng)已是眾多企業(yè)的選擇，并是保證生產(chǎn)可靠性與安全性，提高經(jīng)濟(jì)效益的必要手段之一[12]。它是將安全系統(tǒng)的關(guān)鍵電路都實(shí)行三重化，每個通道各自獨(dú)立，但又同時完成同一功能。這樣，設(shè)備、人身及生產(chǎn)過程的安全可靠性就成為重要的保證。在過去幾年中，有的企業(yè)雖然配置了某種安全系統(tǒng)，但由于該系統(tǒng)并不提供所要求安全的完全性，而發(fā)生了許多大事故。過去，直接On/Off控制已經(jīng)可以滿足簡單的設(shè)備裝置要求，而現(xiàn)在，則需要更復(fù)雜的控制功能。SCADA系統(tǒng)作為石油和天然氣管道運(yùn)行的監(jiān)測和控制體系，在我國管道自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越多，極大地提高了管道運(yùn)行的自動化，保證了管道安全、可靠、平穩(wěn)的運(yùn)行。關(guān)鍵詞　 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)；自動控制；ESD；AbstractSupervisory Control and Data Acquisition SCADA systems and Emergency Shut Down system ESD controller used in oil and gas pipeline industry automation greatly enhance its safety、 operational and management automation.In this paper, the main use of ESD controller designed Zhengzhou Gas Compressor Station Extension field safety instrumented system, first introduced the paper station automatic control system for the development and meaning at home and abroad, SCADA Supervisory Control and Data Acquisition systems and ESD controller development, listed Zhengzhou station control system of a typical configuration, position and function of the system, and then introduced to control the flow station, ESD selection, hardware configuration and all I/O module, the last of the station control system for the preparation of a typical process flow, by controlling the valve opening and to achieve clearance of the different online, and ultimately pleted the station for the safety control, shows