某氣田集氣處理站DCS系統(tǒng)升級改造

王德貝（山東萊克工程設(shè)計有限公司，山東 東營 25700）

某氣田集氣處理站DCS系統(tǒng)升級改造

王德貝（山東萊克工程設(shè)計有限公司，山東 東營 25700）

某氣田集氣處理站DCS系統(tǒng)硬件已為停產(chǎn)產(chǎn)品，同時操作系統(tǒng)軟件停止服務(wù)，在升級過程中因時間因素制約，無法長時間停產(chǎn)，本文通過改變原有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化了DCS系統(tǒng)升級的方式，縮短了停產(chǎn)時間。

DCS系統(tǒng);在線升級

1 DCS系統(tǒng)現(xiàn)狀

某氣田09年建設(shè)投產(chǎn)，自控水平較高，基本符合現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動化、信息化的要求。集氣處理站采用集散型控制系統(tǒng)（DCS），DCS系統(tǒng)由一套過程控制子系統(tǒng)（PCS）、一套緊急關(guān)斷子系統(tǒng)（ESD）及火氣系統(tǒng)（F&G）組成組成。將全站所有的檢測點(diǎn)信號傳入控制系統(tǒng)，正常生產(chǎn)運(yùn)行的參數(shù)調(diào)節(jié)均由操作實(shí)現(xiàn)在中控室對全站進(jìn)行集中控制和管理，保證工藝裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行。

集氣處理站DCS系統(tǒng)包含一套Honeywell DCS系統(tǒng)和ESD系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)分為主站和遠(yuǎn)程I/O站兩部分。主控制站主要接收集氣計量區(qū)、外輸計量區(qū)、脫碳裝置區(qū)（2列）、脫水裝置區(qū)（2列）、二氧化碳液化裝置區(qū)以及共用工程裝置區(qū)的工藝參數(shù)信號。遠(yuǎn)程I/O站主要接收總配電室內(nèi)各種機(jī)泵的運(yùn)行狀態(tài)和控制信號、二氧化碳儲存裝置區(qū)及裝車區(qū)的工藝參數(shù)信號，并通過光纖與主控制站連接。集氣處理站DCS系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)示意見圖1。

圖1 集氣處理站DCS系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)示意圖

2 升級改造內(nèi)容

因上位機(jī)系統(tǒng)硬件連續(xù)運(yùn)行多年，存在設(shè)備老化現(xiàn)象，造成DCS系統(tǒng)故障風(fēng)險增大，且系統(tǒng)硬件為停產(chǎn)產(chǎn)品，操作系統(tǒng)軟件已停止服務(wù)，故障后難以維護(hù)，造成系統(tǒng)安全可靠性下降，考慮對DCS系統(tǒng)升級改造。主要升級內(nèi)容為：

①原系統(tǒng)數(shù)據(jù)全面?zhèn)浞?。②將目前?臺服務(wù)器Dell PE2900更換為目前主流產(chǎn)品。③將目前的6臺操作站DELL T5400更換為目前主流產(chǎn)品。④服務(wù)器及操作站的操作系統(tǒng)升級為目前主流操作系統(tǒng)軟件Windows 2008 Server和Windows 7。⑤由于目前DCS系統(tǒng)軟件EPKS及SM R無法運(yùn)行在新的操作系統(tǒng)平臺上，因此，需要將DCS系統(tǒng)軟件分別升級。⑥軟硬件更換完成后，將原組態(tài)進(jìn)行調(diào)整，把組態(tài)對應(yīng)到各自控制器中。⑦系統(tǒng)增加相應(yīng)的I/O卡件、機(jī)柜和軟件組態(tài)修改，預(yù)留一定的I/O點(diǎn)余量，便于后期站內(nèi)擴(kuò)容改造。

3 升級改造方式

正常DCS系統(tǒng)升級需全站停產(chǎn)，對原系統(tǒng)進(jìn)行必要的硬件更換、軟件升級和系統(tǒng)擴(kuò)容改造，鑒于該集氣處理站為城市的主要天然氣供應(yīng)源，停產(chǎn)時間較短，本次擬在原DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加1套PCS系統(tǒng)，負(fù)責(zé)東列或西列裝置的過程控制。此時，原PCS系統(tǒng)負(fù)責(zé)東單列裝置及集氣計量分離、外輸、火炬、消防、公用工程等單元的過程控制，1套只負(fù)責(zé)單列裝置的過程控制。

4 升級改造方法

對某氣田集氣處理站DCS系統(tǒng)升級改造，操作站和服務(wù)器的硬件和軟件進(jìn)行升級改造。改造后系統(tǒng)運(yùn)行速度提高，各性能大幅提升，穩(wěn)定性增強(qiáng)，東西兩條線控制器獨(dú)立后，兩條線獨(dú)立部分可在不停產(chǎn)的情況下檢修；系統(tǒng)的擴(kuò)容能力得到提高，故障率降低，風(fēng)險減??；不再受淘汰產(chǎn)品的制約，徹底解決目前備件難以采購的困難局面。

4.1 PKS系統(tǒng)

更換中控室的2臺PKS歷史服務(wù)器，5臺雙屏操作站、1臺單屏工程師站和2臺交換機(jī)，原有2臺4口終端服務(wù)器余量較低，此次更換至2臺16口終端服務(wù)器。所更換硬件應(yīng)與目前市面上的主流操作系統(tǒng)匹配。同時系統(tǒng)軟件升級為目前最新的版本。

新增1面系統(tǒng)機(jī)柜，安裝新擴(kuò)容的卡件及東/西線獨(dú)立的卡件，輔助設(shè)備安裝在原有輔助機(jī)柜內(nèi)。

4.2 SM系統(tǒng)

新增部分卡件，安裝至系統(tǒng)原有空槽位。在輔助機(jī)柜內(nèi)安裝新增輔助設(shè)備。升級系統(tǒng)軟件至最新的版本。

4.3 服務(wù)器和防病毒服務(wù)器

鑒于安全的需要，把原有服務(wù)器中存儲歷史數(shù)據(jù)和OPC功能剝離，在新增三層網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置OPC服務(wù)器和防病毒服務(wù)器，三層網(wǎng)絡(luò)和二層網(wǎng)絡(luò)通過路由交換機(jī)隔離，外界網(wǎng)絡(luò)只能訪問OPC服務(wù)器，避免歷史服務(wù)器直接被外界訪問。新增防病毒服務(wù)器可使防病毒工作更加實(shí)時、準(zhǔn)確。

改造后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 改造后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖