横河DCS系统在线升级在动力装置的应用
CENTUM-CS3000在80万吨 年催化裂化装置中的应用

CENTUM-CS3000在80万吨年催化裂化装置中的应用摘要:本文根据催化裂化装置的特点和工艺要求,选用日本横河电机新一代的生产综合控制系统CENTUM-CS3000作为装置的控制系统,并对系统配置进行了简单的介绍。
该系统实现了对生产过程的自动控制,保证了生产过程的平稳控制。
关键词:CENTUM CS 3000,DCS随着计算机信息技术的发展、外界环境和市场需求的变化,实现生产过程的自动控制是炼化企业提高经济效益,提高市场竞争力的重要途径和措施。
为提高市场竞争力,永坪炼油厂新建了一套80万吨/年催化裂化装置。
该装置由洛阳设计院设计,两器采用同轴布置,装置公称能力80×104t/a,设计点加工量为100×104t/a。
该装置以生产高辛烷值、低烯烃含量汽油组分及液化石油气为主,同时兼顾轻柴油收率。
本装置由反应一再生、分馏、吸收稳定(含气压机)、主风机—烟机系统、余热锅炉、余热回收站组成。
该套装置工艺流程复杂,牵涉的设备较多,各工艺变量间又相互关联。
工艺设备规模较大,且作为被控对象,控制的难度较大。
因此,对该套装置采用传统的单元仪表进行控制,已较难达到预期的控制品质和节能目标,也不能适应新时期对控制系统有较好控制质量、高安全可靠性和采用先进控制策略等要求。
CENTUM CS3000是日本横河电子公司开发的一种较新型的集散控制系统,它将DCS的性能与PC完美结合,具用Windows 2000操作系统的开放性和友好的人机界面,在PC机上实现全部集散控制系统的功能,属于新一代开放型网络控制系统。
它采用了最新的“Open Network Technologies”,并经现场证明是具有高可靠性。
CS3000具有灵活的架构,可以构建大规模以及小规模的系统。
一直在过程自动化保持领先地位的横河电机立足于多年来的积累的过程控制业绩和技术诀窍,并最大限度地综合利用这些业绩和诀窍,推出了该控制系统。
同时,本系统采用了本公司的产品即CENTUM CS中备受好评的先进、高度灵活的控制功能和控制总线(V网)技术,所以该系统是继承并发展了CENTUM CS3000的高性能、高可靠性的控制系统。
横河DCS系统概述

横河DCS系统概述横河电机的DCS系统(Distributed Control System,分散控制系统)是一个先进的过程控制系统,旨在监控和控制复杂工业过程中的各个子系统。
DCS系统由多个分布式控制器组成,这些控制器通过网络连接,与各个子系统通信,并执行操作和控制任务。
本文将对横河DCS系统进行详细的概述,包括其系统架构、功能和优势。
系统架构:横河DCS系统由多个分布式控制器组成,这些控制器通过网络连接,与各个子系统通信。
每个分布式控制器都可以执行多个控制任务,并具有数据采集、处理和存储的能力。
横河DCS系统采用模块化设计,可以根据工艺过程的要求进行灵活的配置和定制。
功能:1.过程控制:横河DCS系统可以对各个子系统进行实时控制,包括温度、压力、流量等参数的调节。
它可以根据工艺要求自动执行相应的操作,保持过程状态的稳定和一致性。
2.数据采集和处理:横河DCS系统能够实时采集各个子系统的数据,并进行处理和分析。
它可以监测过程变量的变化,并生成趋势图和报表,帮助操作人员分析和优化工艺过程。
3.故障诊断和报警:横河DCS系统具有故障诊断和报警功能,可以监测和检测工艺过程中的异常情况。
一旦出现故障或异常,系统会发出警报,并提供详细的诊断信息,帮助操作人员及时采取措施。
4.资源管理:横河DCS系统可以有效管理和优化资源的使用,包括能源、原材料和人力资源。
它可以监测和控制能源的消耗、原材料的供应和使用情况,并提供相应的优化建议。
优势:1.灵活性:横河DCS系统采用模块化设计,可以根据工艺过程的要求进行灵活的配置和定制。
它可以与其他控制系统集成,实现更高级的控制和协调。
2.可靠性:横河DCS系统通过多个分布式控制器实现冗余和备份,以确保系统的可靠性和容错能力。
即使一些控制器故障,其他控制器仍然能够继续执行控制任务。
3.扩展性:横河DCS系统具有良好的扩展性,可以根据实际需求进行扩展和升级。
它可以支持多个子系统和设备的控制,并能够适应未来的工艺要求。
横河CS3000型DCS升级VP系统必要性

横河CS3000型DCS升级VP系统必要性作者:唐博来源:《科学与财富》2019年第16期摘要:横河CS3000型DCS控制系统是横河公司主推系统,DCS系统虽然大部分现在使用正常,但随着时间的推移也面临着一些维护和更新的问题,系统使用寿命到期。
譬如备件不易采购,无法使用系统新的功能等问题。
本文主要就横河CS3000型DCS控制系统升级vp系统先进性与必要性进行讨论。
关键词:CS3000;vp;系统升级中国石化股份有限公司天津分公司的1000万吨/年炼油装置于2008年建设,采用横河公司的CS3000型DCS控制系统,DCS系统现在使用正常,但随着使用时间推移,系统使用寿命到期维护现存很多问题。
CS3000系统维护现存主要问题LAN1的DCS系统虽然现在使用正常,但随着时间的推移也面临着一些维护和更新的问题,主要有:(1)计算机硬件老化,到2016年已经使用8年,超出了计算机一般使用5-6年的期限。
在未来的某个时刻有可能直接导致整机无法使用,而且按此型号的计算机各部件已经很难从市面上购买到。
(2)目前炼油部各操作站大部分所采用的操作系统为Windows XP,微软官方已经正式发布了XP停产的信息(到2014.4将停止所有支持),以后能购买的就是Windows 7了,而Windows 7不支持现在使用的横河软件。
现在,各大计算机硬件供应商或集成商已渐渐淘汰XP系统,现能购买到的计算机硬件已不再支持XP的驱动。
如果目前的某个操作站的计算机彻底故障,那么将无法购买到新的计算机用以代替,也就意味着操作站坏一台少一台。
(3)主工程师站和各种服务器的操作系统为Windows Server2003 R2,将于2015年停止支持,现在主流的服务器操作系统是Windows Server 2008,不支持现在使用的横河软件包。
支持2003的硬件也在逐渐减少,服务器和工程师站的更换也面临着和操作站相似的问题。
(4)作为过程控制网络通讯用的横河V网适配器VI701(用于PCI插槽)已经停产,升级替代品为VI702(用于PCI-E插槽)。
横河CS3000集散控制系统在Shell煤气化装置中的应用

出全部采 用 1:1冗 余 ,带 控制 和联 锁 的模拟 量输 入 、开关量输 入和开 关量输 出也采用 了 1:1冗余 , 提 高 了系统 的可靠性 。
控制 站
节点数 (NODE)
Io卡 件 数 模拟 量输入(hhl}43) 模 拟量 输 出 (AAI543) 开关量输人 (ADV151) 开 关 量输 出 (ADV551)
图 2 13FICA-0101 1 烧嘴 煤 流量 复杂控 制 2.2 联 锁逻辑 控 制
煤 气化联 锁有 200多 个 ,主要采 用 CS3000的 LC64逻辑 功 能 块 完成 ,按 功能 可 分 为过 压 保 护 、 过 热保 护 、回流保 护 、防爆 保护 、灭火 保护 、溢 流保 护 、液位 保护 、压力 保护 、空运 行保 护 、开 车联 锁及 停 车联 锁 等 。LC64逻 辑 功 能 块 主要 处 理 开 关 量 信 号 ,逻 辑块 含有 与 门 、或 门 、非 门 、脉 冲、延时 以 及 触发 器等很 多逻 辑运算 功 能 。煤 气化部 分 联锁 见表 3
成分分 析或小 区蒸汽产 量作 为 PID控制器 输 出进 行调整 ,并设置 高低 限限制 。当氧煤 比过高 时 ,气 化炉 温度 增 高 ,CO 增 多 ,小 区蒸 汽产 量增 加 ,容 易烧 坏煤烧 嘴 和烧 嘴罩 ,当氧煤 比过低 时 ,则煤 粉 未气 化就进 入 渣池 ,使 渣 池易 堵 塞 跳 车。氧 煤 比 的倒 数乘烧 嘴氧 流量 的给定值 即为煤嘴煤 流量 控 制的给定值 。
横河多项目软件包在DCS系统中的应用

图 1
2 软 件 配置 要想 实现 多项 目连 接 ,需 要 有横 河 软 件包 支持 ,横 河 有 两 个
多 项 目软 件 包 :①LHS4450 Multiple Project Connection Function Package:② LHS5450 Multiple Project Connection Builder。
Control BUS: lP地址 :172.16.1.64 子 网掩 码 :255.255.0.0 默认 网关 :不填 0pen Communication:lP地 址 :192.168.129.193 子 网掩 码 :255.255.255.0 默认 网关 :192.168.129.253
横 河 的 不 同 系 统 CENTUM CS、CENTUM CS 1000 和 CENTUM CS 3000都 可 以进 行 多 项 目连 接 ,但 连 接 时 CEN— TUM CS、CENTUM CS 1000只 能 作 为 下 位 项 目 ,CENTUM CS 3000既 可 以作 为 下 位 项 目 ,也 可 以作 为 上 位 项 目。 上 位 项 目可 以操 作 监 视 下 位 项 目,下位 项 目不 能 操 作 监 视 上位 项 目。如 图 1所 示 。
LHS5450是 多 项 目组 态 软 件 包 ,只 需 要 在 上 位 工 程 师 站 上 订 购 ,下 位 不 需 要 。通 过它 来 实 现 对 下 位 项 目的组 态 。
LHS4450多 项 目连 接 软 件 包 ,在 有 对 下 位 监 视需 求 的 上 位 工 程 师站 或 上 位 操 作 站 上 安 装 。 3 系 统硬 件 构 成
厂 区 、装 置 之 间 的相 互监 视 ,通过 最 小 的投 资 ,实现 效 益 的 最 大 化 。
《横河DCS操作》课件

功能模块介绍
横河DCS提供了多种功能模块, 如实时监控、数据查询、控 制操作和历史数据查询。每 个模块都具有特定的功能和 用途。
系统设置
横河DCS允许用户进行系统设 置,包括参数配置、报警设 置和用户管理。这些设置可 以根据实际需求进行个性化 定制。
系统操作
1
实时监控
横河DCS实时监控各个工艺参数和设备状态。用户可以通过监控界面获取实时数据, 并进行趋势分析和报警处理。
《横河DCS操作》PPT课 件
# 横河DCS操作
概述
什么是横河DCS
横河DCS是一种分散控制系统,用于监控和 控制工业过程中的各个部分。它集成了可编 程控制器(PLC),人机界面(HMI)和数据 采集功能,提供了全面而高效的自动化控制。
横河DCS的应用领域
横河DCS广泛应用于化工、电力、石油和天 然气等行业。它可以监测和控制各种工艺参 数如温度、压力、流量和液位,并优化生产 过程以提高效率、稳定性和安全性。
2
实时数据查询
横河DCS支持实时数据查询功能,用户可以按照时间、区域和参数等条件进行数据查 询。查询结果可以以图表或表格的形式呈现。
3
控制操作
横河DCS提供控制操作功能,包括设备启停、设定参数调整和模式切换等。用户可以 通过操作界面对工业过程进行精确控制。
4
历史数据查询
横河DCS支持历史数据查询功能,用户可以查询历史数据并进行分析。查询结果可以 导出到Excel或其他数据分析软件进行进一步处理。
应用前景和发展趋势
横河DCS在工业自动化领域有广阔的应用前景。随着技术的不断发展,横河DCS将更加智能 化、集成化和可靠化。
参考资料
参考书籍 参考网站 相关论文
横河DCS控制系统实践分析潘新远

横河DCS控制系统实践分析潘新远发布时间:2021-11-02T04:47:29.201Z 来源:《中国科技人才》2021年第20期作者:潘新远[导读] 简要介绍了DSC自动化系统的特点及其应用、维护相关技术,为DSC控制系统的日后改革与发展提供一些有用的经验。
云南锡业铜业分公司云南个旧 661000摘要:本文结合DSC控制系统的具体特点和实际应用展开分析,简要介绍了DSC自动化系统的特点及其应用、维护相关技术,为DSC 控制系统的日后改革与发展提供一些有用的经验。
关键词:DCS;运行维护;硬盘RAID1.DSC控制系统自身的特点横河DCS系统硬件结构由于现场控制站(FCS)、操作员站(HIS)和二层网络交换机组成。
DCS控制系统的具体特点包括可靠性、整体协调性还有自主性。
可靠性指的是DCS系统在最初的设计中就对体系结构当中,以及自动化控制期间可能产生的错误进行预估,并制定处理方案。
如果在DCS系统中产生错误或控制失败时,会使系统仍能保持完整性。
DCS控制系统的协调性,基本原理同上,该系统是由多项计算机程序集合而成的,故而人机交互界面也是十分友好协调的,工作人员的控制、维护工作可以完成得非常方便快捷;DCS控制系统的自主性,指的是其自身的合理控制与调配,由于该系统仅靠一个端口连接网络,需要一套完善的算法以及丰富的控制技术,才能够实现对工程的不间断控制。
2日常巡检与检修期间需要注的意事项仪表巡检人员有一项重要的日常工作,就是系统巡检,要求每天对DCS控制室做巡回检查。
巡检对象包括:2.1DCS机柜间①DCS机柜间内的环境温湿度。
要求环境温度在18~24℃之间,且温度变化率不允许超过5℃/h;要求相对湿度保持在40%~70%之间,无论何时,不得出现凝露。
②电源状态。
DCS系统所有节点(Node)都是双电源供电,一路来自市电,另一路则来自UPS供电。
对于每个节点均应查看其两个电源模块,确保其均处于正常工作状态,并检查UPS工作状态,现阶段UPS电源一般为在线工作模式,查看有无报警(我司DCS系统所用UPS电源乃是Castle系列。
DCS控制系统的升级改造

DCS控制系统的升级改造
牟克田;包庆山;杨明轩;王中军;蔡生吉;王海青;赵云峰;刘振兴
【期刊名称】《聚氯乙烯》
【年(卷),期】2017(45)10
【摘要】介绍了霍尼韦尔DCS控制系统升级改造的原因和改造方案,通过硬件和软件升级提升了自控设备的性能,并提高了DCS控制系统的操作稳定性和运行效率.【总页数】2页(P30-31)
【作者】牟克田;包庆山;杨明轩;王中军;蔡生吉;王海青;赵云峰;刘振兴
【作者单位】青海盐湖工业股份有限公司,青海格尔木816099;青海盐湖工业股份有限公司,青海格尔木816099;青海盐湖工业股份有限公司,青海格尔木816099;青海盐湖工业股份有限公司,青海格尔木816099;青海盐湖工业股份有限公司,青海格尔木816099;青海盐湖工业股份有限公司,青海格尔木816099;青海盐湖工业股份有限公司,青海格尔木816099;青海盐湖工业股份有限公司,青海格尔木816099【正文语种】中文
【中图分类】TQ056.8
【相关文献】
1.精馏装置DCS控制系统及评分软件升级改造方案 [J], 徐志勤
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横河DCS系统在线升级在动力装置的应用
摘要:本文介绍了动力装置横河DCS系统CENTUM-CS在线升级为CS3000系统
原因,结合现场实际情况和动力装置生产不能停车的要求,确定了分四个阶段分
步实施的在线升级方案; DCS系统升级实施过程中的准备工作和主要难点;升级
的具体步骤;升级后的CS3000系统性能稳定,故障率低,摆脱了备件不足,维
护困难的局面,满足了动力装置安全稳定运行。
关键词:DCS;升级;难点;CS3000
1 动力装置的重要性
动力装置配有3台220T/h锅炉和2台2.5万千瓦机组,是公司的关键生产装置,为整个公司提供蒸汽,如果动力装置整个停下来,将会导致整个化工装置停车,该装置的运行情况直接影响着全公司的生产。
2 原DCS系统概述
2.1 原DCS系统配置架构
原DCS控制系统采用的是横河CENTUM-CS系统,主要由6个FCS控制站、11台ICS操作站、1台EWS工程师站、冗余的V网(控制网)和不冗余的E网组成。
FCS控制站配置的型号是AFE20D,每个FCS站配有冗余的CPU卡CP332D,ICS操
作站配置的型号是AIH21D, EWS工程师站配置的型号是HP 715/100,两条冗余
的V网分别是BUS1网和BUS2网,ICS和EWS站操作系统是UNIX系统,DCS系
统版本是R2.14,数据备份是用磁带备份。
FCS0101~FCS0106控制站分别对应控制
1#锅炉、2#锅炉、3#锅炉、1#汽机、2#汽机、公用工程部分的设备。
ICS0153、ICS0154、ICS0160~ICS0163六台操作站监控3台锅炉运行;ICS0155~ICS0159五台
操作站监控2台汽机和公用部分设备运行;工程师站EWS0164用于DCS组态和
内容下装。
2.2存在的问题
动力装置DCS系统于1998年投用,随着时间的推移,系统的硬件部分已在
逐渐老化,性能下降,硬件故障率也在升高,维护费用日渐增多;而且横河公司
已于2007年10月停止对用户ICS的整机供货,虽然备件仍将提供服务,但购买
比较困难而且备件费用成本也比较高。
这已严重影响到动力装置的长周期安全运行,进而影响到整个公司化工装置的稳定运行。
为了确保动力装置的安全稳定运行,需要对该装置DCS系统进行升级改造,提升整个系统的安全可靠性。
3 DCS系统升级改造
3.1改造内容
为了提升原有系统的可靠性,同时降低升级成本,有效利用原有硬件,通过
更新部分硬件和使用最新系统软件版本的方法,将CS系统升级为当时横河最新
的CS3000系统。
6个控制站现场控制单元FCU(包含冗余的CPU卡、电源卡和通讯卡)部分、1台工程师站及11台操作站更新升级;11个操作台、网络电缆以
及打印机更新;增加1个操作台放置打印机。
工程师站升级为DELL Server服务器,CS3000系统中命名为HIS0164;FCS控制站型号升级为AFS20D,CPU卡升级为
CP345。
工程师站和操作站的操作系统升级为Windows XP中文版,DCS系统软件
版本升级为CS3000系统R3.08.70。
3.2升级方案
根据原CS系统结构和动力装置不能停车的要求,在不影响动力装置“二炉一机”正常运行的情况下,采用分步分站在线升级的方案,通过3台锅炉、2台汽机
的倒开和相对应DCS控制站的切换。
第一阶段从CS系统中切出FCS0101控制站
和ICS0156~ICS0159四台操作站,六个新操作台安装到位,构建FCS0101控制站、HIS0159~HIS0163五台操作站和工程师站HIS0164组成的新CS3000系统;第二阶
段从CS系统中切出FCS0102控制站然后接入新CS3000系统中;第三阶段从CS
系统中切出FCS0103、FCS0104控制站然后接入新CS3000系统中;第四阶段停运FCS0105、FCS0106控制站,拆除CS系统工程师站EWS0164和ICS0160~ICS0163、ICS0153~ICS0155七台操作站,六个新操作台安装到位,接入FCS0105、FCS0106
控制站和HIS0153~HIS0158六台操作站。
4 DCS系统升级改造
4.1 DCS升级前的准备
(1)升级前校对CS3000与CS系统流程图、联锁,两者不一致时,及时修改CS3000内容,该工作于设备出厂验收前完成;校对CS3000与CS系统组态参数,
不一致的根据现场情况及时修正CS3000数据库,参数校对于升级前一周完成,
参数修正于升级前完成。
(2)CS系统仪表参数、程序备份。
(3)FCS0101~FCS0106相应站在升级前所有顺控表、逻辑图状态、站间通讯
数据检查,对DCS升级有影响的,制定相应的措施。
(4)检查CS网络的安全性、模块、电缆的可靠性。
确认每个控制站、操作
站的冗余V网通讯电缆BUS1、BUS2的接口并标记,各站之间的连接顺序,临时
电缆长度。
(5)FCS0101~FCS0105相应站在升级前所涉及的电磁阀、电机马达、电动门
在停车状态。
(6)针对FCS0106控制的设备,在该站在线升级前做好可以停运半天无DCS
控制的准备措施。
4.2 DCS在线升级的主要难点
(1)在CS系统中在线切出一部分控制站和新操作站构成一个新CS3000系统,同时在切出这部分控制站时,要确保原CS系统的安全性,在作业过程中一个小
小的疏忽都可能导致CS系统出现问题,这样整个化工装置都将停车,这是非常
严重的后果。
(2)已存在CS、CS3000两套DCS系统,且都在运行的时候,还需要分步从CS系统中安全切出部分控制站,然后安全接入新的CS3000系统中。
此时CS系统
的切出与新CS3000系统的接入都必须保证安全,否则也会带来整个化工装置都
将停车的后果。
(3)为保证动力装置正常供汽,公用工程现场设备不能停止运行,FCS0106
站升级时,所有该站控制的设备在DCS上的监视操作都要转移到辅助表盘上或就
地监视控制,同时在完成FCS0106控制站升级后,还需要对临时现场监视、操作
的设备无缝接入新的CS3000系统中来控制。
4.3 DCS升级的具体步骤
第一阶段升级时,1#锅炉停运,CS系统监视2#锅炉、3#锅炉、1#汽机、公用部分运行。
从CS系统中切出1#锅炉对应的1#控制站FCS0101和ICS0156~ICS0159
四台操作站,CS3000系统的五台新操作站安装到位,建立新的CS和CS3000两套系统。
第二阶段升级时,1#锅炉运行,2#锅炉停运,CS3000系统监控1#锅炉运行,CS系统监视3#锅炉、1#汽机、公用部分运行。
从CS系统中切出FCS0102控制站
并入CS3000系统中。
第三阶段升级时,1#、2#锅炉运行,3#锅炉、1#汽机停运。
CS3000系统监控1#、2#锅炉运行,CS系统监视2#汽机、公用部分运行。
从CS系统中切出
FCS0103、FCS0104控制站并入CS3000系统中。
第四阶段升级是整个DCS升级过程中最关键的一步,1#汽机运行、公用工程运行,2#汽机停运,CS3000系统监控1#、2#锅炉、1#汽机运行。
公用工程现场设备在运行,但却不受DCS控制。
在FCS0106断电前,1~3#除氧器压力和水位调节已切换到BTG盘上手操器手动调节,并在BTG盘上加装水位显示数显表;FCS0106站控制的所有电动门停电;所有联锁已解除;已确保所有需要监控的运行设备已采取二次表或就地控制。
一切就绪后,从CS系统中切出FCS0105、FCS0106控制站并入CS3000系统中,DCS升级完成后把所有控制按步骤进行切换接入CS3000系统中控制,此时CS3000系统已全部构成。
5 DCS升级后的效果
(1)升级设备技术先进、性能稳定可靠、故障率低,与原有设备完全兼容。
(2)操作站与工程师站上位采用E太网通讯,通讯速率大为提高。
(3)操作员界面优越性显著,功能得到拓展。
(4)工程师站工作环境简化,功能齐全,系统维护方便。
(5)硬件故障率降低,维护量少,降低了维护费用。
(6)备件供应充足,维护方便,节约了高额度的备件费用。
6 结束语
此次DCS在线升级取得了圆满成功。
通过对DCS系统硬件和软件的更换和升级,解决了硬件老化、性能下降、故障率高、备件购买困难及维护费用高问题,增强了系统的稳定可靠性,为生产的长期稳定进行提供了保证。
参考文献
[1]《CENTUM-CS用户手册》.横河公司.
[2]《CENTUM-CS3000用户手册》.横河公司.
作者简介
陶桂霞(1974年2月),女,江苏南京人,中国石化集团南京化学工业有限公司高级工程师化动,中国石化集团力装置。