西門子PCS7系統(tǒng)在石化油品罐區(qū)中的運(yùn)用分析

戚新華 薛麗英

新地能源工程技術(shù)有限公司 河北 廊坊 065000

對企業(yè)的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理是我國石化企業(yè)未來的發(fā)展趨勢，也是石化企業(yè)進(jìn)行工廠和工藝控制的主要工作方式之一，這就意味著需要從整體出發(fā)，對企業(yè)內(nèi)部的所有控制軟件進(jìn)行訪問，并建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行資源的數(shù)據(jù)共享和資源的數(shù)據(jù)流動。西門子PCS7系統(tǒng)能夠有效地實(shí)現(xiàn)這一工作目標(biāo)，從整體出發(fā)，對石化企業(yè)的油罐區(qū)以及其他裝置進(jìn)行自動化的控制和管理實(shí)現(xiàn)控制管理的一體化，降低工作人員的工作量，避免出現(xiàn)錯誤。因此，本文主要分析西門子PCS7系統(tǒng)，并提出相應(yīng)的應(yīng)用措施，更好地提高石化企業(yè)的運(yùn)行效率。

1 西門子PCS7 系統(tǒng)

西門子PCS7系統(tǒng)是先進(jìn)的、集成自動化解決方案，能夠有效地應(yīng)用所有工業(yè)領(lǐng)域，不僅包括石化企業(yè)，還包括工業(yè)制造、工業(yè)混合工業(yè)等，是涉及所有制造以及過程自動化的有效產(chǎn)品之一，作為先進(jìn)的過程控制系統(tǒng)對企業(yè)的相關(guān)信息設(shè)備以及相關(guān)信息進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源收集和數(shù)據(jù)存儲從而形成具有典型過程的組態(tài)特征?；谶^程自動化、信息技術(shù)等基礎(chǔ)，西門子PCS7系統(tǒng)從傳感器、執(zhí)行器到控制器等各個方面形成自上而下和自下而上的完整數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，形成完整的全集成自動化結(jié)構(gòu)，并形成自動化架構(gòu)，對石化企業(yè)以及鋼鐵企業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集和整理。西門子PCS7系統(tǒng)與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)不同，能夠?qū)υO(shè)備的變量記錄以及報(bào)警記錄進(jìn)行編譯和傳輸，將相關(guān)數(shù)據(jù)信息及時(shí)傳到Windows自動終端，不需要像其他的普通系統(tǒng)那樣，需手動的組態(tài)畫面，手動進(jìn)行變量記錄和報(bào)警記錄，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)優(yōu)勢，工作效率較高。西門子PCS7系統(tǒng)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，是基于標(biāo)準(zhǔn)軟件和硬件組成的架構(gòu)，可伸縮性較強(qiáng)，從小型的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)出發(fā)，能夠應(yīng)用到6000個過程的大工廠中，并且能對所有工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行連續(xù)和批量的處理和應(yīng)用，具有強(qiáng)大的系統(tǒng)，使用范圍相對較廣[1]。

石化企業(yè)內(nèi)部具有大量的油罐存儲，油品自身的化學(xué)特性危險(xiǎn)系數(shù)較高。因此，石化企業(yè)的油品罐區(qū)屬于比較危險(xiǎn)的工作區(qū)域，如果工作人員要深刻地了解石化企業(yè)罐區(qū)存儲的介質(zhì)，需要及時(shí)明確油品的液位以及溫度等重要相關(guān)數(shù)據(jù)信息，對油品罐區(qū)的各項(xiàng)動態(tài)參數(shù)，進(jìn)行及時(shí)的分析和處理。如何保障數(shù)據(jù)檢測的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，就需要安裝相應(yīng)的生產(chǎn)系統(tǒng)，利用先進(jìn)的信息技術(shù)進(jìn)行油罐液位的測量。我國傳統(tǒng)的工作方法是依靠傳統(tǒng)的人工操作，利用油尺等各種輔助工具進(jìn)行液位測量，并取得油罐區(qū)內(nèi)介質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，這種工作方式勞動強(qiáng)度較大，工作效率較低，并且容易出現(xiàn)人為誤差，導(dǎo)致數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性較低。同時(shí)，有害氣體以及危險(xiǎn)性，也會對操作工的生命健康造成一定的影響，會出現(xiàn)較為嚴(yán)重的安全事故。隨著我國自動化控制技術(shù)的不斷優(yōu)化和升級，石化企業(yè)可以采用先進(jìn)的西門子PCS7系統(tǒng)，對油品罐區(qū)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行動態(tài)的監(jiān)控和儲存，對數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)共享和傳遞，時(shí)刻監(jiān)視儲罐存儲位置的液位、體積、溫度等參數(shù)的變化情況，同時(shí)具有良好的人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)各個參數(shù)點(diǎn)的實(shí)時(shí)動態(tài)數(shù)據(jù)的顯示和分析，在出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)或異常狀態(tài)時(shí)發(fā)出報(bào)警記錄，進(jìn)行發(fā)光報(bào)警，提醒工作人員進(jìn)行針對性的優(yōu)化和升級。

2 石化油品罐區(qū)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

我國石化油品罐區(qū)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為主控制系統(tǒng)，這一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有管理監(jiān)視和數(shù)據(jù)收集的職能，從整體出發(fā)對石化企業(yè)各油罐區(qū)的操作站進(jìn)行統(tǒng)一的控制和協(xié)調(diào)，通過先進(jìn)的信息技術(shù)對所有現(xiàn)場操作站的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行動態(tài)的控制和管理，實(shí)現(xiàn)過程控制和管理的自動化和專業(yè)化。由于石化油品罐區(qū)生產(chǎn)具有一定的連續(xù)性和專業(yè)性，所有的系統(tǒng)以及相關(guān)數(shù)據(jù)信息需要具有一定的冗余功能，如果采用了其他系統(tǒng)，則會影響現(xiàn)場設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，可能會在數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)一定的失誤[2]。作為新一代的控制系統(tǒng)，西門子PCS7系統(tǒng)具有一定的技術(shù)優(yōu)勢，西門子PCS7系統(tǒng)能夠有效地結(jié)合網(wǎng)絡(luò)通訊、電子制造、圖像處理、計(jì)算機(jī)等新的信息技術(shù)，以老系列的PSC5系列為基礎(chǔ)，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)優(yōu)化和數(shù)據(jù)分析，利用集散系統(tǒng)的邏輯方式和行為方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成自動化管理。能夠從整體出發(fā)，涵蓋原料輸入到成品輸出等整個完整的生產(chǎn)過程，滿足石化油品罐區(qū)的硬性工作需求，并且也能與工廠管理機(jī)相連互通，達(dá)到了油品罐區(qū)的管理和控制要求。此外，完整的冗余服務(wù)器配置能夠優(yōu)化整體的使用性能，能夠?qū)χ匾绦蛞约败浖收线M(jìn)行密切的分析和監(jiān)視，如果監(jiān)測出故障問題，就會觸發(fā)到冗余系統(tǒng)的報(bào)警機(jī)制，冗余系統(tǒng)就會同步高速地進(jìn)行報(bào)警記錄，實(shí)現(xiàn)多個服務(wù)器之間的串行和連接，從而保障了冗余服務(wù)器的穩(wěn)定運(yùn)行，保障了穩(wěn)定的工作狀態(tài)，優(yōu)化了冗余系統(tǒng)之間的內(nèi)部通信，改善了與服務(wù)器之間的通信水平，切實(shí)提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可用性和可實(shí)性，能夠有效地對油罐區(qū)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時(shí)的傳輸和監(jiān)測。

3 將西門子PCS7 系統(tǒng)應(yīng)用于控制系統(tǒng)

西門子PCS7系統(tǒng)是一種環(huán)保且節(jié)能高效的自動化系統(tǒng)，有效地應(yīng)用于石化企業(yè)、現(xiàn)代工業(yè)、制造行業(yè)等各個領(lǐng)域，并且可編制控制器是冗余的，意味著該系統(tǒng)能夠應(yīng)用于更高要求的公共條件，并且具有先進(jìn)的工藝水平，西門子系統(tǒng)具有高可靠性的系統(tǒng)，即使發(fā)生了中斷事件，系統(tǒng)也立即切換到其他備用單元，讓備用單元立刻投入運(yùn)行和生產(chǎn)，保障系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性和穩(wěn)定性，從而在石化企業(yè)監(jiān)督油罐產(chǎn)品時(shí)，始終監(jiān)測油罐的運(yùn)行狀態(tài)，了解相關(guān)參數(shù)，增添了系統(tǒng)的冗余功能，正是這種冗余功能也為西門子系統(tǒng)的有效應(yīng)用提供了更高的可靠性和穩(wěn)定性。此外，西門子PCS7系統(tǒng)，也能夠有效應(yīng)用于石化企業(yè)罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)，時(shí)刻監(jiān)測相關(guān)數(shù)據(jù)信息的變化情況，在安裝監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，主要包括硬件、軟件等組成部分，充分發(fā)揮監(jiān)控系統(tǒng)的整體功能，監(jiān)測整個油罐區(qū)的運(yùn)行狀態(tài)，并通過現(xiàn)場總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和數(shù)據(jù)共享，進(jìn)行傳感器信號之間的數(shù)據(jù)連接。為了便于工作人員進(jìn)行管理操作，技術(shù)人員要對油罐區(qū)的主罐區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和分析，也要在各個控制站內(nèi)監(jiān)控計(jì)算機(jī)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，工作人員也要從整體出發(fā)，采用西門子系統(tǒng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，要在各控制站內(nèi)部建設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)，并利用Windows軟件作為數(shù)據(jù)庫管理的工具和主要的技術(shù)工具，采用強(qiáng)大的系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)歸類和報(bào)表管理等相關(guān)工作，實(shí)現(xiàn)對目前數(shù)據(jù)信息以及歷史數(shù)據(jù)信息的分類和歸檔，對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)查詢，分析動態(tài)畫面的組態(tài)程序，并實(shí)現(xiàn)報(bào)表趨勢等多種功能，從而更好地滿足用戶需要，實(shí)現(xiàn)季度報(bào)表的記錄和分析，大大地簡化了管理人員的工作內(nèi)容，為管理人員進(jìn)行后續(xù)的油罐分析，提供了豐富、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持[3]。

西門子系統(tǒng)在應(yīng)用過程中或具有較強(qiáng)的冗余功能，其中央處理器（CPU）硬件系統(tǒng)以及固化的內(nèi)部操作系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，用戶在選擇冗余系統(tǒng)后，要進(jìn)行簡單的參數(shù)設(shè)置，并根據(jù)石化企業(yè)目前的油罐情況進(jìn)行數(shù)據(jù)更改，要將相應(yīng)程序自動拷貝到另一個CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，從而在出現(xiàn)系統(tǒng)中斷或出現(xiàn)其他監(jiān)控問題時(shí)，能夠及時(shí)地保存和數(shù)據(jù)傳輸，以防數(shù)據(jù)丟失和數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤。此外，在網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)上，也要采用最新的光纖傳輸技術(shù)，并保障數(shù)據(jù)通訊的高可靠性和高傳遞性，要選擇先進(jìn)的西門子系統(tǒng)，充分發(fā)揮西門子系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)冗余備份功能，如果其中一臺操作站出現(xiàn)問題，那么系統(tǒng)就可以自動地將控制主站，切換到另一臺操作機(jī)，從而保障了石化企業(yè)由罐區(qū)系統(tǒng)監(jiān)測的穩(wěn)定性和連續(xù)性，真正發(fā)揮了數(shù)據(jù)監(jiān)測的使用功能。其次，罐區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)，所有的硬件和軟件采用的都是統(tǒng)一的硬件平臺，那么在使用西門子系統(tǒng)時(shí)，也要保障系統(tǒng)軟件的兼容性，要擁有更加良好的用戶界面，并充分發(fā)揮西門子系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，要進(jìn)一步地節(jié)省系統(tǒng)編程以及后續(xù)系統(tǒng)組態(tài)的時(shí)間，降低資金投入，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。此外，在使用該系統(tǒng)時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)配置上會具有較高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，要采用冗余的環(huán)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，并將信號傳輸?shù)街醒肟刂剖?，運(yùn)用監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測油罐內(nèi)部的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行實(shí)時(shí)的同步和共享。

4 在具體應(yīng)用過程中的難點(diǎn)問題以及經(jīng)驗(yàn)分析

在進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行和系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，工作人員要從整體出發(fā)，充分考慮該系統(tǒng)的可行性和兼容性，要從控制器、服務(wù)器等方面出發(fā)，提高冗余配置，要結(jié)合石化企業(yè)目前的油罐罐區(qū)分類，明確各個罐區(qū)之間的相隔距離，并通過關(guān)纖網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的共享和傳遞，保障其他網(wǎng)絡(luò)在斷掉時(shí)不會影響整體的系統(tǒng)運(yùn)行。同時(shí)，在進(jìn)行電源設(shè)置時(shí)，也要進(jìn)行雙路設(shè)置，從而在一路停電的情況下，不會影響到其他系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。其次，由于西門子系統(tǒng)具有一定的優(yōu)化性能，在調(diào)試過程中，可能會出現(xiàn)一系列的兼容問題或者故障，如果服務(wù)器出現(xiàn)故障，或者是不兼容，可能會導(dǎo)致該系統(tǒng)不能冗余，冗余功能不能發(fā)揮，需要工作人員進(jìn)行檢修和改造，并將系統(tǒng)進(jìn)行升級，從而解決了該系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的一些問題。此外，在現(xiàn)場總線技術(shù)安裝和應(yīng)用時(shí)，也要招聘專業(yè)的技術(shù)人員，要節(jié)省電纜的安裝費(fèi)用，節(jié)省施工調(diào)試以及后續(xù)系統(tǒng)運(yùn)行和系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí)間成本和費(fèi)用成本，要進(jìn)一步提高信息網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場總線安全的集成化和自動化，進(jìn)一步發(fā)揮西門子系統(tǒng)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，擴(kuò)展性系統(tǒng)的工作目標(biāo)，提高該系統(tǒng)的擴(kuò)展性，滿足石化企業(yè)的實(shí)際需求[4]。

5 結(jié)束語

綜上所述，在新形勢下，我國石化企業(yè)的發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大，石化企業(yè)需要對各個罐區(qū)的運(yùn)行狀態(tài)以及液壓等參數(shù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)的動態(tài)監(jiān)測和動態(tài)分析，需要保障各個罐區(qū)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。因此，管理者要積極加強(qiáng)資金和人才的投入，要引進(jìn)先進(jìn)的西門子系統(tǒng)，并招聘專業(yè)的技術(shù)人員，及時(shí)地對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和檢查，并充分發(fā)揮西門子系統(tǒng)的優(yōu)勢，更好地滿足石化企業(yè)的監(jiān)測需求，進(jìn)一步提高石化企業(yè)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。