優(yōu)化天然氣處理廠的自控系統(tǒng)對磁翻板液位計進行聯(lián)校測試
返回列表發(fā)布日期：2020-01-06 14:50:55 |
摘要：文章通過蘇里格天然氣處理廠建設(shè)投產(chǎn)前期自控系統(tǒng)的測試與現(xiàn)場儀表聯(lián)校工作全面的介紹，提出系統(tǒng)測試工作所需要注意的問題，為系統(tǒng)投運后的正常運行與現(xiàn)場生產(chǎn)提供可靠保障。
蘇里格天然氣處理廠在施工建設(shè)時都配套建有自動控制系統(tǒng)，系統(tǒng)從功能上劃分為以下三部分：用于生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)監(jiān)視與控制的DCS系統(tǒng)、用于處理廠火災(zāi)與可燃氣體檢測的FGS系統(tǒng)、用于處理廠事故狀態(tài)下緊急關(guān)斷并安全停車的ESD系統(tǒng)。
系統(tǒng)測試即是對按照設(shè)計圖紙集成完畢的系統(tǒng)硬件、按照控制方案編寫出來的控制程序進行全面測試，確保整個系統(tǒng)各個部件良好運行，控制程序完全符合設(shè)計方案。
儀表聯(lián)校是在系統(tǒng)已進行過初步測試的基礎(chǔ)上，對整個自控系統(tǒng)進行現(xiàn)場儀表的聯(lián)動測試，并對人機交互界面的軟件組態(tài)進行檢測，以保證現(xiàn)場儀表工作正常、能夠按照控制方案的要求進行過程控制、故障報警及安全切斷。
自控系統(tǒng)的3個組成部分：檢測單元、處理單元、執(zhí)行單元分別在處理廠生產(chǎn)運行中承擔(dān)著眼睛、大腦及手的角色，即現(xiàn)場各類變送器將各物理參數(shù)遠傳回中心控制室，送入自控系統(tǒng)控制器參與控制邏輯的分析運算，并根據(jù)運算的結(jié)果，由各類執(zhí)行機構(gòu)對現(xiàn)場工藝過程進行調(diào)節(jié)與控制。
1 自控系統(tǒng)測試
1.1 FAT
FAT（Factory Acceptance Test）工廠驗收測試，是系統(tǒng)硬件在集成商的工廠內(nèi)集成完畢、發(fā)往安裝現(xiàn)場之前，針對系統(tǒng)控制單元，即自控系統(tǒng)機柜進行的初步測試。該項測試主要針對系統(tǒng)的功能、穩(wěn)定性以及可用性等各方面進行。
1.2 通訊網(wǎng)絡(luò)測試
通訊網(wǎng)絡(luò)是自控系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)著自控系統(tǒng)各個組成部件之間數(shù)據(jù)與指令的傳輸功能。
測試通訊網(wǎng)絡(luò)的目的在于明確各個設(shè)備的控制系統(tǒng)IP地址是否配置正確，通訊網(wǎng)絡(luò)工作是否可靠，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是否合理等。
1.3 軟件組態(tài)測試
軟件組態(tài)的測試需要與現(xiàn)場儀表聯(lián)校結(jié)合起來進行，通過聯(lián)校現(xiàn)場各類儀表、閥門、變送器時，查看人機交互界面（中空流程監(jiān)控畫面）上的數(shù)值、狀態(tài)、命令正確與否，從而對上位機系統(tǒng)組態(tài)和下位機系統(tǒng)組態(tài)進行全面的校對。
通過對系統(tǒng)組態(tài)軟件的測試，確保現(xiàn)場的儀表數(shù)據(jù)、閥門及閥門的動作情況與中控室顯示及發(fā)出的指令保持一致。軟件組態(tài)的測試是保證現(xiàn)場各類儀表閥門實現(xiàn)遠程監(jiān)控的必要條件。
1.4 故障響應(yīng)測試
處理廠自動控制系統(tǒng)需要滿足在系統(tǒng)故障的情況下，實現(xiàn)對現(xiàn)場生產(chǎn)運行的一定程度的保護。故障響應(yīng)測試即針對系統(tǒng)所可能發(fā)生的各種故障，人為地創(chuàng)造出故障情況，查看系統(tǒng)的工作狀況，了解在各種故障情況下系統(tǒng)是否對現(xiàn)場生產(chǎn)造成影響。
故障相應(yīng)測試目的在于查看自控系統(tǒng)是否具備設(shè)計所要求的容錯能力，并積累排查和解決問題的經(jīng)驗，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，保證系統(tǒng)維護人員盡快解決問題。
2 現(xiàn)場儀表聯(lián)校
儀表聯(lián)校的目的，在于確保現(xiàn)場儀表處于正常工作狀態(tài)，保證中控崗位人員得到的信息與現(xiàn)場生產(chǎn)情況一致，這是自動控制系統(tǒng)發(fā)揮其遠程中心控制的重要前提。
2.1 變送器聯(lián)校
變送器的聯(lián)校方法：由于蘇里格天然氣處理廠所使用的變送器均支持HART協(xié)議，可利用FLUKE 744的HART功能，在現(xiàn)場儀表表頭給出HART協(xié)議電流信號，由聯(lián)校人員在中控畫面上查看相應(yīng)控制點的顯示值，是否能與現(xiàn)場給出的模擬信號對應(yīng)得上，以此進行單個變送器的測試。
2.2 液位計聯(lián)校
磁翻板液位計的浮筒內(nèi)有一個帶有磁性的浮球，根據(jù)液位的高低上下浮動，浮筒旁的遠傳機構(gòu)感應(yīng)到磁性，通過電流變送模塊轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流信號回傳中控室。此類液位計的聯(lián)校方法為：將磁鐵放置在液位計的遠傳機構(gòu)某刻度處，以模擬磁性浮筒，中控室監(jiān)控畫面上可觀察顯示數(shù)值是否與現(xiàn)場一致，以此進行此類液位計的聯(lián)校。
2.3 執(zhí)行機構(gòu)聯(lián)校
處理廠的執(zhí)行機構(gòu)分為電動執(zhí)行機構(gòu)、氣動切斷閥執(zhí)行機構(gòu)、調(diào)節(jié)閥。執(zhí)行機構(gòu)的聯(lián)校主要在于查看中控畫面上閥門的開關(guān)狀態(tài)與開度狀態(tài)是否與現(xiàn)場一致，現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)的動作是否與中控所給出的命令一致。
因此，聯(lián)校方法為中控給某個執(zhí)行機構(gòu)給出開關(guān)命令或者閥門的開度命令，現(xiàn)場人員觀察相應(yīng)的閥是否發(fā)生了動作以及動作是否一致，現(xiàn)場閥門狀態(tài)與中控收到的反饋是否一致即可。
2.4 控制回路及聯(lián)鎖邏輯測試
處理廠的自動控制系統(tǒng)有大量的控制程序與邏輯，用于對各個控制回路與聯(lián)鎖進行控制，控制回路是確保生產(chǎn)運行過程正常控制回路與聯(lián)鎖邏輯測試的原則是創(chuàng)造出現(xiàn)場某個控制回路正常運行的條件，將執(zhí)行單元切換到正常運行狀態(tài)，然后將正常條件破壞掉，觀察執(zhí)行機構(gòu)是否依照控制方案的設(shè)計進行相應(yīng)的動作。
為測試聯(lián)鎖邏輯中的聯(lián)鎖值設(shè)置是否正確，可以使用FLUKE 744的區(qū)間連續(xù)給值功能“Ramp”進行測試。
3 結(jié)束語
系統(tǒng)測試與儀表聯(lián)校是自動控制系統(tǒng)投入運行前極為重要的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系著系統(tǒng)投入運行后的穩(wěn)定性與可靠性。因此，系統(tǒng)的測試與儀表聯(lián)校要提前做好計劃和各項準備工作，結(jié)合處理廠過程控制方案和緊急停車方案進行全面細致的測試，并收集和整理好測試記錄，為處理廠投產(chǎn)后自控系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行做好保障。
蘇里格天然氣處理廠在施工建設(shè)時都配套建有自動控制系統(tǒng)，系統(tǒng)從功能上劃分為以下三部分：用于生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)監(jiān)視與控制的DCS系統(tǒng)、用于處理廠火災(zāi)與可燃氣體檢測的FGS系統(tǒng)、用于處理廠事故狀態(tài)下緊急關(guān)斷并安全停車的ESD系統(tǒng)。
系統(tǒng)測試即是對按照設(shè)計圖紙集成完畢的系統(tǒng)硬件、按照控制方案編寫出來的控制程序進行全面測試，確保整個系統(tǒng)各個部件良好運行，控制程序完全符合設(shè)計方案。
儀表聯(lián)校是在系統(tǒng)已進行過初步測試的基礎(chǔ)上，對整個自控系統(tǒng)進行現(xiàn)場儀表的聯(lián)動測試，并對人機交互界面的軟件組態(tài)進行檢測，以保證現(xiàn)場儀表工作正常、能夠按照控制方案的要求進行過程控制、故障報警及安全切斷。
自控系統(tǒng)的3個組成部分：檢測單元、處理單元、執(zhí)行單元分別在處理廠生產(chǎn)運行中承擔(dān)著眼睛、大腦及手的角色，即現(xiàn)場各類變送器將各物理參數(shù)遠傳回中心控制室，送入自控系統(tǒng)控制器參與控制邏輯的分析運算，并根據(jù)運算的結(jié)果，由各類執(zhí)行機構(gòu)對現(xiàn)場工藝過程進行調(diào)節(jié)與控制。
1 自控系統(tǒng)測試
1.1 FAT
FAT（Factory Acceptance Test）工廠驗收測試，是系統(tǒng)硬件在集成商的工廠內(nèi)集成完畢、發(fā)往安裝現(xiàn)場之前，針對系統(tǒng)控制單元，即自控系統(tǒng)機柜進行的初步測試。該項測試主要針對系統(tǒng)的功能、穩(wěn)定性以及可用性等各方面進行。
1.2 通訊網(wǎng)絡(luò)測試
通訊網(wǎng)絡(luò)是自控系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)著自控系統(tǒng)各個組成部件之間數(shù)據(jù)與指令的傳輸功能。
測試通訊網(wǎng)絡(luò)的目的在于明確各個設(shè)備的控制系統(tǒng)IP地址是否配置正確，通訊網(wǎng)絡(luò)工作是否可靠，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是否合理等。
1.3 軟件組態(tài)測試
軟件組態(tài)的測試需要與現(xiàn)場儀表聯(lián)校結(jié)合起來進行，通過聯(lián)校現(xiàn)場各類儀表、閥門、變送器時，查看人機交互界面（中空流程監(jiān)控畫面）上的數(shù)值、狀態(tài)、命令正確與否，從而對上位機系統(tǒng)組態(tài)和下位機系統(tǒng)組態(tài)進行全面的校對。
通過對系統(tǒng)組態(tài)軟件的測試，確保現(xiàn)場的儀表數(shù)據(jù)、閥門及閥門的動作情況與中控室顯示及發(fā)出的指令保持一致。軟件組態(tài)的測試是保證現(xiàn)場各類儀表閥門實現(xiàn)遠程監(jiān)控的必要條件。
1.4 故障響應(yīng)測試
處理廠自動控制系統(tǒng)需要滿足在系統(tǒng)故障的情況下，實現(xiàn)對現(xiàn)場生產(chǎn)運行的一定程度的保護。故障響應(yīng)測試即針對系統(tǒng)所可能發(fā)生的各種故障，人為地創(chuàng)造出故障情況，查看系統(tǒng)的工作狀況，了解在各種故障情況下系統(tǒng)是否對現(xiàn)場生產(chǎn)造成影響。
故障相應(yīng)測試目的在于查看自控系統(tǒng)是否具備設(shè)計所要求的容錯能力，并積累排查和解決問題的經(jīng)驗，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，保證系統(tǒng)維護人員盡快解決問題。
2 現(xiàn)場儀表聯(lián)校
儀表聯(lián)校的目的，在于確保現(xiàn)場儀表處于正常工作狀態(tài)，保證中控崗位人員得到的信息與現(xiàn)場生產(chǎn)情況一致，這是自動控制系統(tǒng)發(fā)揮其遠程中心控制的重要前提。
2.1 變送器聯(lián)校
變送器的聯(lián)校方法：由于蘇里格天然氣處理廠所使用的變送器均支持HART協(xié)議，可利用FLUKE 744的HART功能，在現(xiàn)場儀表表頭給出HART協(xié)議電流信號，由聯(lián)校人員在中控畫面上查看相應(yīng)控制點的顯示值，是否能與現(xiàn)場給出的模擬信號對應(yīng)得上，以此進行單個變送器的測試。
2.2 液位計聯(lián)校
磁翻板液位計的浮筒內(nèi)有一個帶有磁性的浮球，根據(jù)液位的高低上下浮動，浮筒旁的遠傳機構(gòu)感應(yīng)到磁性，通過電流變送模塊轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流信號回傳中控室。此類液位計的聯(lián)校方法為：將磁鐵放置在液位計的遠傳機構(gòu)某刻度處，以模擬磁性浮筒，中控室監(jiān)控畫面上可觀察顯示數(shù)值是否與現(xiàn)場一致，以此進行此類液位計的聯(lián)校。
2.3 執(zhí)行機構(gòu)聯(lián)校
處理廠的執(zhí)行機構(gòu)分為電動執(zhí)行機構(gòu)、氣動切斷閥執(zhí)行機構(gòu)、調(diào)節(jié)閥。執(zhí)行機構(gòu)的聯(lián)校主要在于查看中控畫面上閥門的開關(guān)狀態(tài)與開度狀態(tài)是否與現(xiàn)場一致，現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)的動作是否與中控所給出的命令一致。
因此，聯(lián)校方法為中控給某個執(zhí)行機構(gòu)給出開關(guān)命令或者閥門的開度命令，現(xiàn)場人員觀察相應(yīng)的閥是否發(fā)生了動作以及動作是否一致，現(xiàn)場閥門狀態(tài)與中控收到的反饋是否一致即可。
2.4 控制回路及聯(lián)鎖邏輯測試
處理廠的自動控制系統(tǒng)有大量的控制程序與邏輯，用于對各個控制回路與聯(lián)鎖進行控制，控制回路是確保生產(chǎn)運行過程正常控制回路與聯(lián)鎖邏輯測試的原則是創(chuàng)造出現(xiàn)場某個控制回路正常運行的條件，將執(zhí)行單元切換到正常運行狀態(tài)，然后將正常條件破壞掉，觀察執(zhí)行機構(gòu)是否依照控制方案的設(shè)計進行相應(yīng)的動作。
為測試聯(lián)鎖邏輯中的聯(lián)鎖值設(shè)置是否正確，可以使用FLUKE 744的區(qū)間連續(xù)給值功能“Ramp”進行測試。
3 結(jié)束語
系統(tǒng)測試與儀表聯(lián)校是自動控制系統(tǒng)投入運行前極為重要的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系著系統(tǒng)投入運行后的穩(wěn)定性與可靠性。因此，系統(tǒng)的測試與儀表聯(lián)校要提前做好計劃和各項準備工作，結(jié)合處理廠過程控制方案和緊急停車方案進行全面細致的測試，并收集和整理好測試記錄，為處理廠投產(chǎn)后自控系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行做好保障。