横河CS3000与FOXBOROI/ADCS系统对比分析

前言

乌鲁木齐石化公司炼油厂芳烃联合装置 (共9个单元) 于2010年一次试车成功, DCS采用横河CS3000控制系统。延迟焦化与柴油加氢装置于2011年12月一次试车成功, DCS采用FOXBOR O I/A Ser ies控制系统。两套系统投用至今, 均运行平稳。

一、网络结构

CS3000使用Vnet、Eth er net构成站间通讯。V Net, 用于连接系统内各部件的实时控制网。E Net, 用于系统内各HIS间进行数据交换的网络, 它将1台HIS和系统其它HIS连接起来, 用于操作站之间、工厂管理系统等。由于我厂芳烃联合装置机柜分布集中, DCS系统采用总线型结构。

Fox bor o I/A Ser ies 8.0以后版本的控制网络采用商用交换机组成Mesh网络, 传输速率100M/1G, 传送介质光缆, 传送距离多模光缆2km。我厂炼油升级项目由于各装置分布分散, 为达到集中管理、控制分散的目的, DCS系统采用倒挂树形网络结构, 由三层构成。

二、组态软件

芳烃装置横河CS3000 DCS控制系统采用R3.08.70版本组态软件System View, 我厂炼油升级改造装置采用Foxboro公司的I/A Series DCS控制系统10.2版本组态软件Fox View。

1. 软件封装性对比

CS3000的组态软件将多个功能封装在Sy stem View软件中, 在软件中通过选择不同的选项即可以同时实现项目公共项组态、硬件组态、控制方案组态、流程图组态、历史库组态等等。而Fox bor o I/A SER IES系统则需要切换不同的软件来完成上述功能, 如Fox Draw完成图形化组态、CIO_Config实现硬件、软件组态、Historian Configurator实现历史库组态等等, 软件整体封装性差, 需要用户分别调用不同的软件来实现不同的功能组态。

2. 硬件组态对比

在CS3000 System View软件中, 通过IOM选项可以直接进行离线硬件组态, 分配I/O, 定义I/O, 连接控制器后, 对硬件组态进行下装即可。I/A系统则必须在线连接控制器FCP270, 通过CIO_Config软件实现硬件 (ECB) 组态, 并需要逐次定义I/O卡件类型、通道设置, 不能进行离线组态。尤其是对于项目前期组态, 硬件组态无法进行。

3. 软件组态

在CS3000 System View软件中, 通过FUNCTION_BLOCK选项进行软件组态。通过Control Drawing Builder软件, 可以直观的通过功能块图实现控制方案的组态, 信号流向直观, 控制方案功能清晰明确, 尤其对于复杂控制、联锁逻辑关系, 信号关系直观明了, 便于梳理。

在Foxboro I/A Series软件中, 通过ICC软件进行组态。必须首先建立Compound, 以语句的型式手动写入信号来源 (需列明Compound:Block.pin) , 并严格遵循格式。尤其对于复杂控制、联锁逻辑, 只能逐条语句编写, 逻辑关系梳理复杂、难度较大。

4. 长周期数据管理

我厂芳烃装置共设置12台操作站, 其中4台HIS具有长周期授权, 共分为两个区PX、CCR, 每个区设置2台具有长周期授权的HIS, 当其中一台故障时, 另一台仍能进行历史数据采集, 保障历史数据采集不中断。在炼油升级改造项目中, 每套装置长周期授权均在FAR工程师站, 且只配备一台, 一旦故障, 历史数据采集将中断, 历史趋势、报警记录、操作员行为记录、报表等功能均瘫痪。

三、控制器

我厂芳烃装置CS3000控制系统选用AFV10D控制单元, 当控制单元掉电后, 后备电池可以备用72小时, 即使停电后工程师站故障, 系统仍能正常运行。而炼油升级改造装置IA控制系统选用FCP270控制单元, 无后备电池, 因此当系统上电时, 要求工程师站必须正常运行, 控制单元从工程师站获取组态数据, 一旦工程师站故障时系统掉电, 系统将不能重新启动运行。

四、操作

从操作人员角度出发, CS3000系统操作灵活、简单方便, 而I/A Ser ies系统操作复杂, 功能尚有待于开发。下表中, 针对其部分功能进行比较:

结论

从以上的对比可知, 无论从组态角度还是从操作角度看, CS3000控制系统较Fox bor o I/A系统更为简单、更人性化, 对工程项目人员和操作人员的要求较低, 便于日常维护与操作。但是从系统网络的稳定性来讲, 各有特点, 还要看项目的构成与设备的分布情况而定, 截至目前, 两套DCS系统均运行稳定。

摘要：本文对本公司所采用的横河CS3000系统与FOXBORO I/A系统的前期组态、结构特点以及操作性能进行了对比分析。

关键词：CS3000,Foxboro I/A,DCS