ECS-700型DCS在吉林石化公司LLDPE装置上的应用

2018-11-19牛光远刘宪利

中国设备工程 2018年20期

牛光远，刘宪利

（吉林石化公司乙烯厂，吉林吉林 132022）

吉林石化公司乙烯厂LLDPE装置采用德国林德工艺技术，年产30万吨低密度聚乙烯，装置1993年开工，1996年投运。LLDPE装置原进口DCS系统经过22年的运行，系统硬件性能下降、故障率增高、系统维护成本增加，已经不能满足安全生产及装置发展需要。2018年吉林石化公司利用三年一次大检修的契机，将LLDPE装置DCS升级改造列为技改攻关项目。

本次改造的LLDPE装置，采用UCC工艺包。凭借过硬的技术水平与严谨的实施组织，工程高质量地完成装置的改造项目，实现国产的控制系统实现化工关键主装置突破，打破国外在大型炼化装置DCS上的垄断。

1 项目硬件和软件改造方案

该项目改造方案异常复杂，涉及5套通讯、3000多个信号回路、拆接线、系统调试工作量极大。

硬件方面：资深硬件设计工程师和项目组成员，与业主仪表和工艺人员一起，通过查看回路接线图、结合PLC、ESD逻辑，逐个梳理确认需求，部分设备重新再选型。在DCS系统IO分配参考老系统卡件分配时尽量保证现有IO的接线位置不变，利于系统拆除后的恢复工作。

软件方面：行业专家与用户仪表、工艺人员一起对现有控制系统进行程序解读，对原控制方案中的不足和缺陷给予改进和优化，共同制定符合装置运行要求的控制方案，对于用户的个性控制功能和原有操作习惯均能达到最大限度地满足。

2 项目国产化自主研发方案

LLDPE装置中采用ECS-700系统替换原来的国外控制系统。经过现场替换和使用，与原系统相比，国产系统毫不逊色。

网络优化：原系统通过UCN及LCN网络形式，由T型接头连接各个节点，通讯速率较低，故障率较大。ECS-700过程控制网采用100Mbps 全双工的RJ45（网口）接口，极大地提升了DCS通讯速率。扫描周期控制在500ms内。

图1 ECS-700框架图

自主研发，安全可控：ECS-700硬件采用自主研发的嵌入式微内核，控制器的内核不基于通用系统，内部协议和接口是私有的、受限的，病毒和黑客无法侵入及攻击。另外ECS-700采用封装好的模块，替换掉原系统的大卡，小巧且防静电。

便捷且完善的第三方通讯：该项目第三方通讯包含锅炉单元2套，低密度聚乙烯单元5套MODBUS通讯。原系统的通讯编程组态复杂，维护性较差，且未实现冗余通讯。而ECS-700采用的冗余的通讯，通讯安全性大大提升，组态便捷易维护。与工厂局域网MES通讯采用OPC通讯协议，设置简单，数据刷新周期最小能支持1s。

HART设备管理系统：与原系统相比，此次改造新增了AMS系统，实现HART仪表集中控制、与DCS的数据监控通讯功能。

图2 ECS-700系统硬件图

时钟同步优化：ECS-700系统的时钟同步机制，采用的是硬件时钟同步服务器GPS和软时钟电脑两个同步源，默认按GPS与卫星时钟对时，当GPS故障切为软时钟同步。同步的不仅仅是电脑，控制器等硬件也可得到时钟同步。时钟同步不仅可同步本系统，多口的GPS还可直连GPS或者通过脉冲DO的方式同步其他系统。设置简单，无需原来的语言编程。

友好的人机界面：全中文系统、趋势多种样式且保存时间由原来的30天增加为几年、面板关联全面（逻辑图、流程图、报警、趋势）、报警类型齐全（弹出报警、过程报警、系统报警、历史报警、状态表）、全面且步进式故障诊断。