多裝置控制系統(tǒng)同期改造經(jīng)驗

【摘要】在較短的檢修期內(nèi)，一次同時完成七套裝置控制系統(tǒng)的改造，是一項復雜艱巨而又有挑戰(zhàn)性的工作。我們將先進的項目管理理念引入該項目中、并在實施過程中自主創(chuàng)建有效措施，高效地完成了所有工作任務。改造后的7套裝置在開工期間沒有出現(xiàn)控制系統(tǒng)問題，都達到了一次開車成功。

【關鍵詞】系統(tǒng)改造；項目管理；檢修

為可持續(xù)發(fā)展的需要，公司安排利用停工檢修的機會對我廠老區(qū)七套裝置已使用近20年的控制系統(tǒng)進行改造。對七套裝置的DCS系統(tǒng)和聯(lián)鎖保護系統(tǒng)進行徹底更新。即由一個廠家更換為另外一個廠家的產(chǎn)品，包括端子柜、安全柵柜、系統(tǒng)柜在內(nèi)全部進行更換。七套裝置中包括乙烯龍頭裝置和聚乙烯、乙二醇等關鍵裝置，該項目是第一次同時進行7套裝置控制系統(tǒng)的改造；第一次同時對乙烯、聚乙烯等這樣超過5000點的大型控制系統(tǒng)進行徹底改造；在沒有專利商支持和相同經(jīng)驗借鑒的情況下，第一次由業(yè)主自主的實施聚乙烯裝置的順控和復雜控制移植。這是一次技術水平和管理能力的挑戰(zhàn)。為此，我們引用了先進的項目管理手段，實踐于7套控制系統(tǒng)改造中，并在具體的改造工作中，創(chuàng)建開發(fā)了一些有效地舉措，極大地提高了工作效率。

從實施的效果來看七套裝置控制系統(tǒng)改造項目全部按計劃達到關鍵節(jié)點，在檢修期內(nèi)完成了所有改造工作，具備開工條件。開工期間，沒有出現(xiàn)控制系統(tǒng)的問題，七套裝置都達到了一次開車成功。截止目前控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)改造取得圓滿成功。

1.控制系統(tǒng)項目改造的難點

七套裝置為上世紀九十年代初，從外國專利公司成套引進，九五年投產(chǎn)后，二OO二年再次擴建。乙烯裝置DCS采用的是ADVANT 500和MOD300，另外還有兩套ESD系統(tǒng)。95年開工時裝置采用的是AUGUST安全聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，擴建時裝置采用的是TRICONEX安全聯(lián)鎖控制系統(tǒng)?，F(xiàn)各系統(tǒng)內(nèi)控制方案復雜多樣，邏輯關系很復雜，相互關聯(lián)地方多，各系統(tǒng)之間存在復雜的軟硬點通訊情況。

聚乙烯置DCS是HONEYWELL TDC3000系統(tǒng)，在2O02年擴建時做了擴容和局部改造，安全聯(lián)鎖系統(tǒng)有一套莫迪康PLC和一套HONEYWELL FSC組成。聚乙烯裝置工藝過程復雜，控制復雜。據(jù)統(tǒng)計，聚乙烯裝置DCS中有372個邏輯控制，260多個順控塊，還有近五十個復雜控制。裝置已經(jīng)運行16年了，期間經(jīng)歷了一次大型改造。最初的資料已和實際存在很大差異，且許多修改都沒有說明，系統(tǒng)改造需要完全和準確解讀所有邏輯控制、順序控制和復雜計算及復雜控制，并且完整移植到新的YOKOGAWA CS3000DCS系統(tǒng)中，所以資料收集、分析、解讀、轉換和組態(tài)編程的工作量和難度極大。

空分、原料等裝置屬于系統(tǒng)裝置，雖然控制系統(tǒng)的規(guī)模比乙烯、聚乙烯要小，但是停工最晚，開工最早，留給控制系統(tǒng)改造的時間很短。比如空分、原料等裝置都是要求在一周內(nèi)完成從舊系統(tǒng)拆除、新系統(tǒng)安裝、接線、單校和儀表聯(lián)校工作，且要保證百分百準確，百分之百可靠。

本次改造涉及多個專業(yè)，包括儀表、工藝、設備、電氣、消防、IT、土建等，需要工藝車間、儀表車間、電氣車間、DCS廠家、SIS廠家、機組控制系統(tǒng)廠家、設計單位、安裝單位、裝修單位、采購部門、機關各管理部門通力協(xié)調(diào)合作。涉及到各種不同的管理界面，需要相互適應的管理流程和協(xié)調(diào)機制。

2.項目管理理念在控制系統(tǒng)改造中的應用

項目管理是通過項目組織，運用系統(tǒng)理論和方法對項目及其資源進行計劃、組織、協(xié)調(diào)、控制，旨在實現(xiàn)項目的特定目標的管理方法體系。項目的實現(xiàn)是由一系列項目階段或工作過程構成。在控制系統(tǒng)改造項目當中，主要有以下幾方面的應用：

2.1 項目范圍管理

早在2010年就開始準備，對項目的工作內(nèi)容進行統(tǒng)計梳理，確定項目管理范圍。

控制系統(tǒng)改造工作范圍：拆卸機柜及底座基礎；拆卸操作臺及底座基礎；安裝底座基礎及機柜；安裝底座基礎及操作臺；機柜柜間電纜敷設、校線、接線、調(diào)試；機柜至操作臺電纜敷設、校線、接線、調(diào)試；槽盒敷設；操作室及機柜間土建施工及裝修。

本特利3300系統(tǒng)的改造：拆除原3300系統(tǒng)；安裝3500系統(tǒng)；機柜利舊、涉及機柜前面板堵孔、開孔、接線、組態(tài)、調(diào)試。

可燃氣報警儀表系統(tǒng)改造：拆除可燃氣報警儀表系統(tǒng)盤柜；控制室新機柜安裝及盤間線接線。拆除現(xiàn)場舊報警器；安裝新的可燃氣報警儀表；立柱安裝、電纜絕緣測試、查線、接線、標氣標定、調(diào)試；

在線分析儀表改造：將相關分析儀的電源電纜連接到UPS電源柜中；整合色譜儀電子單元和分析單元；色譜網(wǎng)絡布線；色譜工作站組態(tài)、分析儀調(diào)試。

各改造裝置回路聯(lián)校、聯(lián)鎖測試、儀表調(diào)試。

2.2 項目時間、質(zhì)量、風險管理

對7個裝置的項目按照檢修時間點進行了細分，制定了時間點控制計劃。在承包商確定以后，車間與設計部門、生產(chǎn)廠家進行了溝通，并做了大量的預制工作。

建立了項目質(zhì)量控制機制，制定質(zhì)量規(guī)劃，在項目實施中對質(zhì)量進行控制。涉及項目可能遇到各種不確定因素，包括風險識別，風險量化，制訂對策和風險控制。在施工過程中，對控制系統(tǒng)的每一個節(jié)點進行隱患排除工作。

2.3 人力資源和項目溝通管理

在2010年我們就開始進行組織的規(guī)劃、團隊的建設、人員的選用和項目責任的劃分等一系列工作。車間先后與主管處室、工藝車間、承包商和施工單位多次進行磋商，對施工中的每一個細節(jié)都進行了討論和交底。

2.4 項目集成管理

項目集成管理，包括集成計劃的制定、實施，項目變動的總體控制等。建立了自上而下的管控機制，在項目實施期間每天召開視頻協(xié)調(diào)會議，把握項目的進展和實施，及時協(xié)調(diào)解決各種資源的充分利用，解決制約項目進展的瓶頸問題。

3.有效舉措在控制系統(tǒng)改造中的實施

3.1 開發(fā)程序、創(chuàng)建平臺、確保準確詳細地搜整資料信息

3.1.1 建立各類信息統(tǒng)計標準格式和流程步驟

在統(tǒng)計初期，我們首先制定了所要統(tǒng)計信息的一個標準表格，然后將該表格分配到各單元，每個單元專人統(tǒng)計該部分的信息，統(tǒng)計完后相互交換再次進行交叉確認，最后匯總，再次安排專人進行全面的核查，所有的信息必須經(jīng)過文檔和現(xiàn)場實際的核對，主要開展了以下幾方面的工作：

（1）原系統(tǒng)點數(shù)統(tǒng)計；為確保每個點都被統(tǒng)計在內(nèi)，對實際應用的控制系統(tǒng)每個卡件下掛的點數(shù)位號進行了詳細的統(tǒng)計，然后和統(tǒng)計的各類點數(shù)進行對比、核對，確認系統(tǒng)內(nèi)位號和點數(shù)吻合。

（2）原系統(tǒng)I/O點數(shù)信息統(tǒng)計：在組態(tài)的過程中需要每個點的詳細信息，所以我們從原系統(tǒng)中統(tǒng)計了以下參數(shù)：測量部位（位號描述）、回路位號、回路類型說明（如單回路、串級控制回路，純顯示等信息）、儀表位號、儀表名稱、信號類別（如4—20mA、接點等）、分度號（針對熱電偶）、回路供電（220V、24V）、I/O類別（AI、AO、DI等）、測量范圍、工程單位、偏差范圍、高高報警、高報警、低報警、低低報警、偏差高報警、偏差低報警、輸入正反作用、PID正反作用、輸出正反作用、輸入源、輸出源、調(diào)節(jié)閥正反作用及作用形式（氣開或氣關）、手自動信號是否跟蹤、是否開方、運算形式（穩(wěn)壓補償）、控制算法及比例積分微分時間等。

（3）原系統(tǒng)安全柵種類及數(shù)量統(tǒng)計：為了保證信息的全面性，我們把每個位號所對應的安全柵種類一一列出。

（4）控制回路說明編制：裝置工藝較復雜，涉及的復雜控制回路也較多，復雜控制回路一般比較重要，為保證改造后能正常使用，我們對每個復雜控制回路內(nèi)的所有位號信息抓屏保存，便于老系統(tǒng)拆除后進行查詢，也對每個復雜控制回路進行了詳細的說明。

（5）原流程圖畫面要求分析：應工藝的要求，所有流程圖畫面中的內(nèi)容保留和以前的一樣，畫面中管線、設備、物料、儀表等的顏色保持現(xiàn)狀，為保證此項工作的順利完成，對現(xiàn)有的所有畫面進行抓屏保存。

（6）原主電纜及中間接線箱統(tǒng)計：中間接線箱電纜及主電纜的統(tǒng)計方法和I＼O表信息統(tǒng)計方法一樣，分發(fā)統(tǒng)計核對，然后匯總到一起再進行核對。確認利舊電纜長度，然后對所有的電纜進行了標識，并且在統(tǒng)計表上標注了哪些是去SIS的哪些是去DCS的，對不清楚地電纜用特別的顏色標注。

（7）原機柜間、機柜內(nèi)布局圖分析：參考原機柜間的面積及機柜布局尺寸，可以很好的完成改造后機柜的擺放，所以保證所測量參數(shù)的正確性很重要，并且參考原系統(tǒng)柜、安全柵柜、端子柜等的位置來合理布局改造后系統(tǒng)柜、安全柵柜、端子柜的位置，可以保證電纜的長度夠用。機柜內(nèi)的布局圖細致到具體的位號。

（8）原順控方案的統(tǒng)計：聚乙烯裝置的工藝包專利技術復雜，其涉及的順控程序模塊達260個，必須與工藝技術人員，認真溝通、消化資料及將現(xiàn)有的順控方案全部拷貝存檔；

（9）原輔操臺布局統(tǒng)計：對（下轉第251頁）（上接第249頁）輔操臺的布局進行拍照，并統(tǒng)計輔操臺上開關的位號、功能、開關形式、接線方式、去向以及信號類型；

（10）原系統(tǒng)控制組及長短趨勢組統(tǒng)計：根據(jù)工藝的操作習慣，新系統(tǒng)中所有的控制組還有趨勢組都保留和老系統(tǒng)的一樣，所以對老系統(tǒng)的所有控制組及趨勢組進行了統(tǒng)計。在統(tǒng)計的過程中，和工藝人員不斷的確認，對趨勢組的分組進行了微小的改動，改動的部分作標記并注釋；

（11）其他：成套控制系統(tǒng)點數(shù)統(tǒng)計、先進控制點數(shù)統(tǒng)計和先進控制說明分析、先進控制流程圖畫面統(tǒng)計、聯(lián)鎖邏輯I/O點的統(tǒng)計、MCC（電氣）信號統(tǒng)計、DCS部分MCC點大多都是些現(xiàn)場泵的運行信號和泵故障信號顯示，從隔離場所、節(jié)點類型（有源或無源）、觸點類型（常開或常閉）等方面進行統(tǒng)計。

3.1.2 自主開發(fā)程序，提高組態(tài)信息的準確導出和轉換效率

每套裝置的系統(tǒng)改造需要統(tǒng)計的信息種類繁多，數(shù)千臺設備，每臺設備需要統(tǒng)計多種參數(shù)和信息，累計起來是一個龐大的數(shù)據(jù)庫。我們自己編程開發(fā)程序，導出原系統(tǒng)組態(tài)信息；參考現(xiàn)有資料；徹底解讀原系統(tǒng)控制邏輯（順序控制、邏輯控制、復雜控制和復雜計算等）。同時轉換部分組態(tài)信息到新系統(tǒng)，然后人工對轉換好的組態(tài)進行增補和修改，完成全部系統(tǒng)組態(tài)，極大的提高了工作效率。

3.2 建立測試平臺，提前測試、反復驗證

本次系統(tǒng)改造項目尤其是聚乙烯DCS改造，涉及大量的程序、復雜控制和復雜計算，這三者的功能實現(xiàn)是此次項目改造中的重點和難點。

在前期資料整理出來后，我們就搭建好測試平臺，組織人員對畫面進行組態(tài)并由工藝確認；為了精確測試廠家的組態(tài)，我們對HONEYWELL的TDC3000和橫河的CS3000系統(tǒng)進行了深入研究，通過OPC編程，實現(xiàn)了實際運行的DCS實時數(shù)據(jù)到測試平臺傳輸，用實際數(shù)據(jù)測試新的組態(tài)，驗證復雜計算和復雜控制的正確性。這種測試方法是我們的首創(chuàng)，這在任何廠家都沒有應用過。

通過對控制組態(tài)提前測試、反復測試，不斷查找問題，一步步的改進。在FAT前我們和系統(tǒng)廠家一起對復雜計算、復雜控制、邏輯控制及順控做了一次全面測試和改進；在FAT中又做了一次測試和改進，F(xiàn)AT后，廠家又到獨山子和我們做了多次測試后改進，直到達到預期目標為止。

3.3 管理精細，使項目質(zhì)量全程受控

在控制系統(tǒng)改造項目中，不僅有全局觀，還要對系統(tǒng)的每一個步驟，每一個細節(jié)做得絲絲相扣。我們將系統(tǒng)工作量進行分解，將每一個控制機柜都責任到人。系統(tǒng)負責人首先向內(nèi)部各單元負責人進行對接，使他們在整個施工過程中明白要干什么、怎么做。然后由各單元負責人向施工單位人員一一進行對接。原則上從藍圖核對、下線和上線由一人負責到底，以減少人為犯錯的機會。

3.4 確定以儀表車間為主體的項目體制，發(fā)揮主導作用

儀表車間針對系統(tǒng)操作畫面與工藝車間一一對接，工藝車間提出了500多條修改建議，全部進行整改。接下來與施工單位進行對接，儀表車間對施工過程中的每一個細節(jié)，包括作業(yè)面如何展開、工具如何定位、工業(yè)垃圾如何處置都做了明確的要求，并且以規(guī)范的文本形式交予施工單位。

在施工前儀表維護人員以小組為單位，與施工單位對藍圖進行核對，對照藍圖對系統(tǒng)電纜一一進行核對，在項目實施前解決500多個問題。在機柜下線和上線過程中，按照事先分配好的人員進行監(jiān)護，一般每個柜子里有兩名儀表人員監(jiān)護，施工單位按照我方的要求，拆一組信號套一個線標，并且將舊的線標保留，拆完一個端子排后監(jiān)護人員根據(jù)前期的電纜統(tǒng)計表再一一進行確認，保證電纜標示無誤。在電纜上線時，在按照下線時做好的標示一一在新機柜中轉移，施工人員按照我方制定的質(zhì)量控制程序穩(wěn)步進行，忙而不亂。

4.結束語

七套裝置控制系統(tǒng)改造是全廠儀表檢修的著眼點，其中乙烯和聚乙烯裝置改造涉及近100面機柜拆裝，4萬點接線，現(xiàn)場1萬臺儀表設備的控制方案、邏輯、參數(shù)經(jīng)過逐一解讀、轉化、移植，實現(xiàn)了百分之百準確對接。七套裝置順利開工，控制系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運行，未出現(xiàn)任何控制系統(tǒng)故障，裝置檢修后一次投料成功。

系統(tǒng)改造后得到進一步優(yōu)化，消除了7套裝置控制系統(tǒng)存在的隱患，老區(qū)控制系統(tǒng)與新區(qū)各裝置型號統(tǒng)一，極大的降低了備件費用。