【摘要】

本文通過對大慶南三油庫站控系統(tǒng)的介紹，向讀者描述了 GEIP 智能平臺 PAC3i 系統(tǒng)在油庫站控系統(tǒng)中成功應(yīng)用的一套完整解決方案。

【應(yīng)用背景】

位于黑龍江省大慶市林源的南三油庫隸屬于中國石油天然氣集團公司，是大慶油田的原油儲備庫和中轉(zhuǎn)樞紐。同時，南三油庫也是我國從陸路進(jìn)口俄羅斯原油的重要戰(zhàn)略儲備庫，2004年至今南三油庫已累計接卸俄油 3000 余萬噸。坐落在南三油庫的生產(chǎn)運行庫是為提高油庫原油集中輸送與儲運能力而修建的大型儲運工程，主要發(fā)揮將南一油庫和北油庫的原油集中存儲并擇機向下游林源泵站外輸，并最終外運的功能。

【解決方案】

南三油庫的主要作用是完成大慶油田原油和俄羅斯進(jìn)口原油的收、發(fā)、輸轉(zhuǎn)和儲存任務(wù)。油庫的站控系統(tǒng)則是使整個油庫儲運系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)有機結(jié)合起來，并保證各個環(huán)節(jié)正常運轉(zhuǎn)，以達(dá)到及時、保質(zhì)、保量、安全地完成原油的收、發(fā)、輸轉(zhuǎn)和儲存任務(wù)。為此，南三油庫站控系統(tǒng)需要一套可靠性高、易于操作、維護(hù)方便、性價比高的一套自動化控制系統(tǒng)。北京中佳榮盛科技有限公司結(jié)合多年以來石油化工領(lǐng)域應(yīng)用經(jīng)驗，并結(jié)合 GE 智能平臺的先進(jìn)控制器產(chǎn)品，給出了一套適合于用戶需求的自動化控制系統(tǒng)方案。

根據(jù)南三油庫工藝流程和結(jié)構(gòu)，油庫站控系統(tǒng)主要由三個流程部分組成。這三個流程具體是儲運流程、冷凝水流程、給排水流程。這三個流程由一套 GE 智能平臺的 PACSystems RX3i高性能、先進(jìn)控制系統(tǒng)來實現(xiàn)控制。解決方案可大致分為以下三個部分。

● 高速以太通訊網(wǎng)絡(luò)。

● PACSystemsRX3i 高性能、先進(jìn)控制控制器及其本地 I/O 系統(tǒng)。

● 上位機操作員站和工程師維護(hù)工作。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖可以參見圖 1 所示。

圖 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1、高速以太通訊網(wǎng)絡(luò)

以太網(wǎng)通訊快速地發(fā)展與廣泛地普及，其無可比擬的高速與互聯(lián)互通的優(yōu)勢，使以太網(wǎng)通訊成為目前世界上工業(yè)控制領(lǐng)域高速通訊的事實標(biāo)準(zhǔn)與未來通訊的發(fā)展趨勢。

工業(yè)以太網(wǎng)以其特有的低成本，高實效，高擴展性及高智能的魅力，吸引著越來越多的制造業(yè)的廠商。

GE 智能平臺自動化產(chǎn)品很好地支持工業(yè)以太網(wǎng)通訊，可以用于控制層設(shè)備之間、控制層與遠(yuǎn)程 I/O 之間、控制層與人機界面 HMI/觸摸屏之間的通訊。GE 智能平臺工業(yè)以太網(wǎng)通訊產(chǎn)品支持以下工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議：

    ● SRTP TCP/IP 協(xié)議

    ● EGD 協(xié)議

    ● Modbus TCP/IP 協(xié)議

在本列應(yīng)用中，主要采用 SRTP TCP/IP 協(xié)議。SRTP TCP/IP 協(xié)議，即 Service Request Transport Protocol，其基于Client/Server 結(jié)構(gòu)、Request/Reply 方式進(jìn)行以太網(wǎng)通訊，Client 對Server 發(fā)出讀/寫數(shù)據(jù)Request，Server 對Client 返回相應(yīng) Reply。SRTP TCP/IP 協(xié)議可以用于 GE智能平臺產(chǎn)品的控制器間數(shù)據(jù)通訊、編程組態(tài)下載、控制器與 HMI/觸摸屏通訊等。

SRTP TCP/IP協(xié)議支持通用的 Hub、Switch、Router 產(chǎn)品。

2、PACSystems RX3i 高性能、先進(jìn)控制控制器及其本地I/O 系統(tǒng)

作為 GE智能平臺新一代的過程自動化控制器，PACSystems 系統(tǒng)在操作系統(tǒng)之上設(shè)計了一個通用的、適合于多平臺的(包括硬件平臺和操作系統(tǒng)平臺)、便于移植的、輕便的控制引擎(control engine)，集成了包括邏輯控制、運動控制、過程控制和人機界面在內(nèi)的多領(lǐng)域解決方案，從而保證使用 PAC 系統(tǒng)的用戶可以使其編制的應(yīng)用程序獲得最大的應(yīng)用收益，并且還可以方便地優(yōu)化其自動化平臺，從而不需重新設(shè)計整個系統(tǒng)，就可以不斷獲得越升的系統(tǒng)性能。

此外,GE智能平臺的 PACSystems RX3i 控制系統(tǒng)還具有以下的應(yīng)用優(yōu)點：標(biāo)配 Intel Pentium III 300 和 1000MHz CPU 處理器，CPU 內(nèi)部集成 10M 或64M 用戶內(nèi)存,應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè) PCI 總線標(biāo)準(zhǔn)，使用12 或 16 槽 PCI 機架，底板速度提高到 27M,真正支持熱插拔使用。使用 PCI 總線底板來支持高速 PCI 數(shù)據(jù)傳輸率，支持標(biāo)準(zhǔn)底板使第三方可以方便的開發(fā) I/O、通信、動作控制、可視和其它模塊。RX3i 底板也可匹配90?-30系列 I/O模塊。    

PACSystemsRX3i 控制系統(tǒng)提供了豐富的 I/O 接口模塊（包括智能型 I/O接口模塊和非智能型 I/O 接口模塊）,適合于從簡單到復(fù)雜的應(yīng)用。此外系統(tǒng)還提供了多種網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，如以太網(wǎng)通訊模塊 IC695ETM001。

3、上位機操作員站和工程師維護(hù)工作站

此系統(tǒng)中設(shè)立了一臺機操作員站 HMI站和一臺工程師維護(hù)工作站。

操作員站上安裝并運行 Proficy HMI/SCADA-iFIX 軟件的強大的 VBA 腳本功能和靈活易學(xué)的特點，使得其在國內(nèi)外有著廣泛的用戶群。其真正的分布式、客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)包括可靈活構(gòu)造的服務(wù)器（SCADA Server）和客戶端（iClient 、iClientTS 和iWebServer），無論是客戶端應(yīng)用，還是第三方或用戶自定義應(yīng)用均可讀取 SCADA Server 實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時動態(tài)畫面、趨勢、報表、批次控制、MES 等應(yīng)用。這些應(yīng)用既可以與 SCADA Server 運行在同一臺計算機；也可通過 Intranet、Internet 分布在網(wǎng)絡(luò)中不同的 Server 或 Client 節(jié)點上運行，十分適合多節(jié)點系統(tǒng)的應(yīng)用。無論是 Server 和 Client 功能運行在單一計算機，實現(xiàn)簡單的單機人機界面(HMI)，還是網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的分布式多 Server 和多 Client 數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，iFIX 都表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。該產(chǎn)品非常易于使用，同時又適合于實時控制和監(jiān)視，可以將它配置成從單個節(jié)點到多節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)形成不同的規(guī)模，具有很強的可擴展性。

ProficyHMI/SCADA- iFIX 軟件能夠應(yīng)用在各種不同類型的工業(yè)生產(chǎn)過程中，諸如汽車，航天，石油與天然氣，化工，石化，食品加工，飲料，制藥，紙漿與造紙，管線，金屬，水與廢水處理，交通以及其它行業(yè)。

工程師站上除安裝了 Proficy HMI/SCADA- iFIX 軟件，還安裝了控制器編程組態(tài)軟件：ProficyLogic Developer-PLC。用來開發(fā)和維護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件。

系統(tǒng)應(yīng)用軟件的工藝流程圖為用戶提供了簡單直接的可視化生產(chǎn)過程，為用戶對生產(chǎn)進(jìn)行實時監(jiān)督控制與參數(shù)修改提供了方便。

在流程圖上，操作員可以方便的查看主要的參數(shù)（如：液位、流量）以及系統(tǒng)各設(shè)備當(dāng)前的運行狀態(tài)，同時通過點擊系統(tǒng)流程圖上的各個可控設(shè)備實現(xiàn)生產(chǎn)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的 HMI 應(yīng)用軟件界面如圖 2、圖 3、圖 4 所示。

【實施結(jié)果】

通過 GE 智能平臺的 PACSystems RX3i 高性能、先進(jìn)控制系統(tǒng)，南三油庫的站控系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠。油庫能夠及時、保質(zhì)、保量、安全地完成原油的收、發(fā)、輸轉(zhuǎn)和儲存任務(wù)，達(dá)到了系統(tǒng)的設(shè)計目的。系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行，給用戶帶來更大的收益。同時 GE 智能平臺將以其先進(jìn)的技術(shù)，卓越的知名度，良好的口碑為石油化工行業(yè)提供更快、更強、更安全的控制系統(tǒng)，不斷促進(jìn)中國石油化工行業(yè)控制水平提高。