ECS-700型DCS在吉林石化公司LLDPE裝置上的應(yīng)用

牛光遠(yuǎn)，劉憲利

（吉林石化公司乙烯廠，吉林 吉林 132022）

吉林石化公司乙烯廠LLDPE裝置采用德國林德工藝技術(shù)，年產(chǎn)30萬噸低密度聚乙烯，裝置1993年開工，1996年投運。LLDPE裝置原進口DCS系統(tǒng)經(jīng)過22年的運行，系統(tǒng)硬件性能下降、故障率增高、系統(tǒng)維護成本增加，已經(jīng)不能滿足安全生產(chǎn)及裝置發(fā)展需要。2018年吉林石化公司利用三年一次大檢修的契機，將LLDPE裝置DCS升級改造列為技改攻關(guān)項目。

本次改造的LLDPE裝置，采用UCC工藝包。憑借過硬的技術(shù)水平與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嵤┙M織，工程高質(zhì)量地完成裝置的改造項目，實現(xiàn)國產(chǎn)的控制系統(tǒng)實現(xiàn)化工關(guān)鍵主裝置突破，打破國外在大型煉化裝置DCS上的壟斷。

1 項目硬件和軟件改造方案

該項目改造方案異常復(fù)雜，涉及5套通訊、3000多個信號回路、拆接線、系統(tǒng)調(diào)試工作量極大。

硬件方面：資深硬件設(shè)計工程師和項目組成員，與業(yè)主儀表和工藝人員一起，通過查看回路接線圖、結(jié)合PLC、ESD邏輯，逐個梳理確認(rèn)需求，部分設(shè)備重新再選型。在DCS系統(tǒng)IO分配參考老系統(tǒng)卡件分配時盡量保證現(xiàn)有IO的接線位置不變，利于系統(tǒng)拆除后的恢復(fù)工作。

軟件方面：行業(yè)專家與用戶儀表、工藝人員一起對現(xiàn)有控制系統(tǒng)進行程序解讀，對原控制方案中的不足和缺陷給予改進和優(yōu)化，共同制定符合裝置運行要求的控制方案，對于用戶的個性控制功能和原有操作習(xí)慣均能達(dá)到最大限度地滿足。

2 項目國產(chǎn)化自主研發(fā)方案

LLDPE裝置中采用ECS-700系統(tǒng)替換原來的國外控制系統(tǒng)。經(jīng)過現(xiàn)場替換和使用，與原系統(tǒng)相比，國產(chǎn)系統(tǒng)毫不遜色。

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化：原系統(tǒng)通過UCN及LCN網(wǎng)絡(luò)形式，由T型接頭連接各個節(jié)點，通訊速率較低，故障率較大。ECS-700過程控制網(wǎng)采用100Mbps 全雙工的RJ45（網(wǎng)口）接口，極大地提升了DCS通訊速率。掃描周期控制在500ms內(nèi)。

圖1 ECS-700框架圖

自主研發(fā)，安全可控：ECS-700硬件采用自主研發(fā)的嵌入式微內(nèi)核，控制器的內(nèi)核不基于通用系統(tǒng)，內(nèi)部協(xié)議和接口是私有的、受限的，病毒和黑客無法侵入及攻擊。另外ECS-700采用封裝好的模塊，替換掉原系統(tǒng)的大卡，小巧且防靜電。

便捷且完善的第三方通訊：該項目第三方通訊包含鍋爐單元2套，低密度聚乙烯單元5套MODBUS通訊。原系統(tǒng)的通訊編程組態(tài)復(fù)雜，維護性較差，且未實現(xiàn)冗余通訊。而ECS-700采用的冗余的通訊，通訊安全性大大提升，組態(tài)便捷易維護。與工廠局域網(wǎng)MES通訊采用OPC通訊協(xié)議，設(shè)置簡單，數(shù)據(jù)刷新周期最小能支持1s。

HART設(shè)備管理系統(tǒng)：與原系統(tǒng)相比，此次改造新增了AMS系統(tǒng)，實現(xiàn)HART儀表集中控制、與DCS的數(shù)據(jù)監(jiān)控通訊功能。

圖2 ECS-700系統(tǒng)硬件圖

時鐘同步優(yōu)化：ECS-700系統(tǒng)的時鐘同步機制，采用的是硬件時鐘同步服務(wù)器GPS和軟時鐘電腦兩個同步源，默認(rèn)按GPS與衛(wèi)星時鐘對時，當(dāng)GPS故障切為軟時鐘同步。同步的不僅僅是電腦，控制器等硬件也可得到時鐘同步。時鐘同步不僅可同步本系統(tǒng)，多口的GPS還可直連GPS或者通過脈沖DO的方式同步其他系統(tǒng)。設(shè)置簡單，無需原來的語言編程。

友好的人機界面：全中文系統(tǒng)、趨勢多種樣式且保存時間由原來的30天增加為幾年、面板關(guān)聯(lián)全面（邏輯圖、流程圖、報警、趨勢）、報警類型齊全（彈出報警、過程報警、系統(tǒng)報警、歷史報警、狀態(tài)表）、全面且步進式故障診斷。

圖3 ECS-700狀態(tài)診斷圖

3 結(jié)語

吉林石化公司乙烯廠LLDPE裝置是乙烯工藝內(nèi)的關(guān)鍵流程，改造項目圓滿成功，同時改造的鍋爐是110T燃油鍋爐，也屬于國內(nèi)實施較少。ECS-700系統(tǒng)的成功實施，為后續(xù)的乙烯工段主裝置的大規(guī)模項目改造奠定了堅實基礎(chǔ)。