【正文】 PLC系統(tǒng)等控制手段在這方面表現(xiàn)出的薄弱性也就越來越明顯，這顯然不能滿足石油化工等危險場合的生產(chǎn)工藝要求。3. ESD系統(tǒng)投入的必要性由于當(dāng)今工業(yè)的高度發(fā)展，整個工業(yè)過程是在一種高強(qiáng)度、高度自控的環(huán)境下進(jìn)行，尤其是對于天然氣、石油化工、化工及電力行業(yè)來說，由于企業(yè)生產(chǎn)的性質(zhì)所決定，所處的生產(chǎn)環(huán)境是具有爆炸危險性的。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對安全系統(tǒng)的認(rèn)識也得到了提高，這就對安全系統(tǒng)提出了新的要求：(1)安全系統(tǒng)必須比繼電器控制或是固態(tài)邏輯控制更安全可靠；(2)必須減少安全系統(tǒng)誤動作或誤停車的次數(shù)和頻率；(3)系統(tǒng)必須易于維護(hù)和查找故障，并具有自診斷功能；(4)系統(tǒng)必須易于組態(tài)，并且有在線修改組態(tài)的功能；(5)安全系統(tǒng)必須可與DCS和其他計算機(jī)系統(tǒng)通信；(6)系統(tǒng)必須有硬件和軟件的權(quán)限保護(hù)；(7)必須提供第一次事故記錄(SOE)功能；(8)安全系統(tǒng)必須獨(dú)立于其他控制系統(tǒng)。2. 安全系統(tǒng)的要求隨著石油化工裝置的規(guī)模日趨大型化，設(shè)計操作指標(biāo)離安全臨界點(diǎn)越來越近，造成發(fā)生危險的可能性也增加，所以越來越多石化企業(yè)用戶非常重視生產(chǎn)過程的安全，同時又要不斷提高產(chǎn)品產(chǎn)量，以追求企業(yè)效益利潤最大化。由于過程的復(fù)雜性，原料的變化，最終產(chǎn)品的質(zhì)量要求，裝置規(guī)模以及設(shè)備、人身、環(huán)境的保護(hù)等因素，適當(dāng)?shù)倪^程控制以及安全系統(tǒng)的設(shè)置顯得尤為必要和重要。一 采用ESD系統(tǒng)的背景1. 安全系統(tǒng)的重要性隨著過程工業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展，過程控制系統(tǒng)顯得越來越重要。伴隨著SCADA系統(tǒng)在管道運(yùn)行應(yīng)用上的日益普及，產(chǎn)生了對管道運(yùn)行管理自動化的需求。開發(fā)管道運(yùn)行的自動化管理系統(tǒng)，在當(dāng)前具有相當(dāng)現(xiàn)實(shí)的意義。石油與天然氣作為方便與高效的能源，在我國的能源規(guī)劃中處于不可替代的重要的地位。本論文主要運(yùn)用ESD控制器設(shè)計了鄭州壓氣站場燃?xì)庵Ь€的安全儀表系統(tǒng)，論文首先介紹了站場自動控制系統(tǒng)的國內(nèi)外的發(fā)展和意義，SCADA數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)和ESD控制器的發(fā)展，列舉了鄭州典型站控系統(tǒng)的配置、組成以及各系統(tǒng)的功能作用，然后介紹站場的控制流程，ESD選型、硬件配置和各個I/O模塊的功能，最后對站控系統(tǒng)典型流程程序進(jìn)行編制，通過控制閥門的開、關(guān)來實(shí)現(xiàn)不同管線的導(dǎo)通，最終完成對整個站場安全的控制，體現(xiàn)出ESD在站場安全自動控制系統(tǒng)中的重要作用?；疽螅磿r答疑、匯報；，培養(yǎng)基本的科研能力；（不少于2萬字）及A1圖紙一張以上；；.參考資料1． 相應(yīng)的工程圖紙及設(shè)計要求資料；2． 徐春山 過程控制儀表 冶金工業(yè)出版社 1995；3． 德國HIMA公司的ESD系統(tǒng)及其指令集。(論文)天然氣管場安全儀表系統(tǒng)的研究設(shè)計XXX燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書學(xué)院：電氣工程學(xué)院 系級教學(xué)單位：測控技術(shù)與儀器學(xué)號學(xué)生姓名專 業(yè)班 級精密儀器及機(jī)械2班題目題目名稱天然氣管場安全儀表系統(tǒng)的研究設(shè)計題目性質(zhì)：工程設(shè)計 （ √ ）；工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究型（ ）；理論研究型（ ）；計算機(jī)軟件型（ ）；綜合型（ ）（ ）；（ ）；（ ）題目類型（ √ ） （ ）題目來源科研課題（ ） 生產(chǎn)實(shí)際（ ）自選題目（ √ ） 主要內(nèi)容1. 掌握天然氣管場安全儀表系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展概況及前景。2. 了解安全儀表系統(tǒng)在天然氣站場的應(yīng)用及其控制原則；3. 學(xué)習(xí)ESD系統(tǒng)的基本原理及應(yīng)用；4. 編寫程序，并進(jìn)行調(diào)試；5. 撰寫論文。周 次第1～4周第5～8周第9～12周第13～16周第17～18周應(yīng)完成的內(nèi)容明確設(shè)計內(nèi)容，調(diào)研，查閱相關(guān)資料相關(guān)理論的學(xué)習(xí)，編程語言的學(xué)習(xí)，總體方案的設(shè)計軟件編程實(shí)驗(yàn)；撰寫論文撰寫論文，畫圖，準(zhǔn)備答辯指導(dǎo)教師： 職稱：教授 2009年12月22日系級教學(xué)單位審批： 2010年3月2日 摘要SCADA數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)和ESD控制器應(yīng)用于石油天然氣管道自動化行業(yè)大大提高了其運(yùn)營和管理的安全性和自動化程度。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 ESD automatic control system in the station yard and the important role.Keywords　 Supervisory Control and Data Acquisition System；Automatic Control；ESD； 目 錄摘要 IAbstract II第1章 緒論 1 課題背景 1 國內(nèi)外的發(fā)展和意義 3 SCADA系統(tǒng)的發(fā)展 3 工程簡介 6 設(shè)計的主要內(nèi)容 6第2章 站場控制系統(tǒng) 8 站控系統(tǒng)的組成 8 各部分的功能 9 操作員工作站 9 站控ESD系統(tǒng) 10 遠(yuǎn)程通訊接口RCI 10 遠(yuǎn)程終端裝置RTU 10 本章小結(jié) 11第3章 系統(tǒng)的集成設(shè)計 12 站控系統(tǒng)流程 12 ESD的硬件配置 12 ESD的選型 12 容錯控制與安全系統(tǒng) 17 計算I/O點(diǎn) 19 本章小結(jié) 19第4章 程序的編制 20 編程軟件(ELOP II Factory) 20 分配地址 26 編制程序 29 流程圖 29 編程語言 35 程序 38 本章小結(jié) 42結(jié)論 43參考文獻(xiàn) 44致謝 46附錄1 開題報告 47附錄2 文獻(xiàn)綜述 51附錄3 中期檢查 55附錄4 外文翻譯 60附錄5 接線圖 72附錄6 程序 78第1章 緒論 課題背景隨著我國經(jīng)濟(jì)近年來的飛速發(fā)展，能源的開發(fā)與供應(yīng)將是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重心之一。石油和天然氣的管道運(yùn)輸，作為石油和天然氣的主要運(yùn)輸方式，在我國的建設(shè)步伐不斷加快。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。與此同時，它的普及，又為管道運(yùn)行管理的自動化提供了硬件體系和低層運(yùn)行自動化的基礎(chǔ)，為管道運(yùn)行管理信息系統(tǒng)在工程上的應(yīng)用提供了廣闊的市場和網(wǎng)絡(luò)體系的支持[1,2]。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。因此，許多企業(yè)運(yùn)用過程控制概念以保證人員安全的最佳可靠性、生產(chǎn)設(shè)備的壽命、環(huán)境保護(hù)、有關(guān)利潤和持續(xù)性的可應(yīng)用性。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。需要配置安全系統(tǒng)的典型設(shè)備、過程或系統(tǒng)有石油與天然氣平臺、化學(xué)系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)機(jī)械(汽輪機(jī)、壓縮機(jī)等)、發(fā)電廠與配電系統(tǒng)、電站鍋爐等。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。隨著現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，ESD系統(tǒng)的設(shè)備配置也在不斷地更新?lián)Q代，由低級到高級；由氣動邏輯到繼電器邏輯；由簡單的繼電器系統(tǒng)到以微處理器為主的ESD系統(tǒng)；由單回路聯(lián)鎖系統(tǒng)到三重模塊冗余系統(tǒng)，即TMR(Triple Modular Redundancy)。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。由于TMR系統(tǒng)具有滿足這些場合的生產(chǎn)工藝要求，它既可保證生產(chǎn)過程的連續(xù)可靠進(jìn)行，又可在如發(fā)生重大故障時確保設(shè)備、人身的安全，大大提高生產(chǎn)的可靠性與安全性。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]。特別是運(yùn)用高度自動化的計算機(jī)監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)系統(tǒng)，對全線主要參數(shù)采集監(jiān)控，在控制中心的調(diào)度人員通過計算機(jī)可實(shí)現(xiàn)管道流量、壓力及閥門開、關(guān)等設(shè)備的自動控制，清管器跟