基于FF的现场总线控制系统

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1、基于FF的现场总线控制系统在60万吨甲醇项目中的应用ApplicationofFF-basedFieldbusControlSystemin600,000TonsMethanolPlant魏华（中海石油建滔化工有限公司，海南东方572600）摘要：介绍了现场总线控制系统在60万吨/年甲醇项目中的运用，阐述了FF技术在设计、施工及维护中的优越性，通过需要注意的问题，指出了现场总线中可能存在的不足，并对FCS与DCS的投资进行了比较。关键词：FCSFISCO链路活动调度器LAS自诊断功能FDS基金会现

2、场总线（FF）Abstract:ThispaperintroducedtheapplicationofFCS(FieldbusControlSystem)intheMethanolPlantwithcapacityof600,000MTannually;setforththesuperiorityofFFtechnologyindesign,constructionandmaintenance.Bytheissuestobetakencare,thepaperpointedoutthepotent

3、ialdisadvantagesonFieldbus,aswellasmadecomparisonwithDCSintermsofinvestment.Keywords:FCSFISCOLASSelfdiagnosisfunctionFDSFoundationFieldBus（FF）0引言随着4C技术即计算机技术、网络通信技术、自动控制技术、信息化技术的发展，特别是现场总线的问世和发展，使自动化控制进入了一个全新的发展时代。中海石油建滔化工有限公司60万吨/年甲醇项目是目前中国最大的甲醇项目，该项

4、目采用YOKOGAWA现场总线控制系统（FCS），该系统具有控制分散化、诊断智能化以及性能稳定等优点，适应了化工生产过程中的高温、高压、控制精度高的要求，对甲醇的安全稳定生产和系统的优化控制提供了强有力的保证。1系统概况1.1系统的拓扑结构系统的拓扑结构如图1所示。1.2系统的组成60万吨/年甲醇项目的控制全部采用基金会现场总线，控制系统采用的是YOKOGAWA的CENTUMCS3000，CPU、I/O卡件、供电电源都是冗余设置，所有的控制都在阀门定位器中实现，复杂的运算功能放在上层的CPU中，H

5、1网段的传输速率为31.25kbit/s，控制系统Vnet/IP的传输速率为1Gbit/s。根据P&ID和PDS模型，该项目分成64个网段（segment），实际使用60个网段，4个网段作为备用。在定义网段以前先要根据网段的可用性（尽量将控制回路的仪表，包括测量仪表和调节阀，安排在同一网段，这样可以减少网段的通信负荷）、现场仪表及调节阀的物理位置、网段的长度、链路活动调度器（LAS）的功能配置、网段的扩展能力等方面对网段进行分配。Fieldbarrie16AWG增安型电缆Trunk18AWG本安型

6、电缆图1系统拓扑结构图图2控制视野比较该项目配置现场总线变送器330台，现场总线阀门定位器65台，192个安全栅，平均每个网段带7台仪表，在仪表较为集中的地方（如压缩机等）有些网段的仪表的数量能达到9台。FF电源模块采用冗余配置，每个电源模块为4个网段供电，主干线（Trunk）采用增安型现场总线电缆（1x2x16AWG），由于采用增安型主干线，所以网段所接仪表的数量不受本安限能的额外制约，供电能力可以达到28VDC/500mA，分支（Spur）采用本安型现场总线电缆（1x2x18AWG），这样可以

7、保证装置的运行安全和维护的方便，即使在Zone0区也可以带电操作维护。在设计过程中采用了本质安全防爆的FISCO认证模型，这样可以方便设计、施工及采购工作。采用工厂资源管理系统（PRM）。现场总线最大的优越性是强大的自诊断系统，可以将系统的工作状态、诊断信息以及推荐的维护方法及时告知用户。2现场总线（FCS）的优势通过设计、施工、调试和日常的维护经验来看，与传统的DCS相比，基金会现场总线（FF）具有优势。2.1节约施工调试时间传统的变送器都要求经过一次调校和回路联校的过程，而且在回路联校过程中花

8、费更多的时间，因为校验装置满现场移动和存在接错线的可能。现场总线变送器只需要在系统没有安装前进行一次调校，变送器接上后根据地址自动寻址，下装即可，不存在接错线的情况，因为现场总线是根据地址寻址的，而不是简单的物理连接对应，对于阀门的调校更是方便。在PRM或AMS上阀门可以进行自动校验，在主控室可以完成所有的工作，包括阀门的实际反馈状态一目了然。由于该项目的调校工作由业主自己完成，我们只用了两个人在两个星期就完成了所有的变送器和阀门的调校工作，为开车节约了大量的时间和费用。2.2开阔