基于現場總線的煉油企業(yè)罐區(qū)遠程監(jiān)控系統

　　（4）、循環(huán)時間長，反應速度慢。
　　在滿足本安的情況下，總線的最高傳輸速率為31.25KBaud，本身速度不快。再加上采用如圖1-1所示的結構使得若組成一個較大的系統，總線對每個節(jié)點循環(huán)一周所需的時間就會比較長，因此系統的實時性相對較差。
　　（5）、不是所有的現場設備都可以在線插拔。
　　目前面臨的這些問題，給現場總線在罐區(qū)監(jiān)控系統中的應用帶來了很大的障礙。如何解決這些問題，成為目前國內外工程技術人員研究的一個熱點問題。
　　1.1.2 新型遠程I/O的出現
　　從上個世紀七八十年代開始，普遍采用安全柵使控制系統滿足防爆要求，這種方法一直沿用至今。但使用安全柵，無形中使控制系統的結構變的復雜且增加了施工的難度。從上個世紀九十年代中期開始，世界上各大防爆專業(yè)廠商紛紛研制將安全柵與控制器的I/O模塊集成在一起的產品，從而簡化系統的結構。一些具備防爆功能的遠程I/O產品相繼問世。為了與盡量多的控制系統相匹配，這些廠家制造的產品都采用了流行的現場總線作為與控制器通訊的介質。并且為了能在危險區(qū)中發(fā)揮遠程I/O的優(yōu)勢，新型的遠程I/O產品通過采取一系列的防爆措施使得其自身可以直接安裝在危險區(qū)中。圖1-2所示為一種典型的遠程I/O產品。

　　從圖1-2可以看出，該遠程I/O系統由母板、電源模塊、支持不同總線協議的網關模塊、各種處理開關量輸入和輸出、模擬量輸入和輸出以及溫度輸入信號的I/O模塊所組成。系統的工作原理為：現場的各類儀表通過電線電纜與遠程I/O的I/O接口點對點地連接，信號進入系統后即被I/O模塊轉換為數字信號，再經過系統內部總線（位于母板內部）傳送到網關，然后由網關經母板上的總線接口將信號傳送到上一層的現場總線上去，最后經總線到達控制系統（DCS/PLC）。而由控制系統發(fā)出的信號則經過相反的路徑進行傳輸。整個遠程I/O的供電由系統母板上連接的電源模塊提供，電源模塊的電源由外部的24V直流電經增安型的接線端子供給。
　　該遠程I/O具有如下的幾個突出的特點：（1）可以直接應用于危險1區(qū)，從而可節(jié)省大量的線纜；（2）通過現場總線進行通信，系統易于擴展。而且電源、網關、內部/外部總線均為冗余，確保了系統的高度安全；（3）所有模塊均可在線插拔，極大地方便了系統的施工及維護；（4）無需安全柵和DCS/PLC的I/O模塊并可省去大量的電纜及附件，使系統的初期投資大大降低；（5）強大的診斷與自診斷功能，高效的數字化通訊，大大地提升了系統的先進性；（6）可連接傳統的現場設備且無需改變傳統的安裝連接方式以及支持HART協議的傳輸等等特點，為對現有系統的改造和擴展鋪平了道路。
　　從上面的特點可以看出，應用該遠程I/O構成系統時，既發(fā)揮了現場總線的諸多優(yōu)點，又克服了現場總線在危險區(qū)應用時所面臨的問題。
　　1.2開發(fā)新型罐區(qū)監(jiān)控系統的意義
　　隨著我國經濟的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對于石油制品的需求量也在大幅度地增長。因此，為了快速提高煉油能力，更好地滿足這些要求，我國近些年來在各地建立起了為數眾多的煉油企業(yè)，原有的煉油企業(yè)也在不斷提高其自身的煉油能力。為了生產的高效與安全，煉油企業(yè)對各煉油裝置以及罐區(qū)等公用工程的自動化管理水平提出了更高的要求。但是，對于國內各大煉油廠的調查顯示，各罐區(qū)的自動化管理水平普遍很低，而且長期以來普遍存在著重視煉油裝置控制自動化水平的不斷提高而輕視對罐區(qū)監(jiān)控系統自動化水平提高的情況，油罐的“冒頂”及爆炸的事故率明顯高于各裝置的事故率。近年來，特別是近一、二年以來各裝置的“DCS”化改造已基本完成的情況下，對于提高各罐區(qū)監(jiān)控系統的自動化水平的呼聲和要求也越來越高。為此，國內主要從事煉油生產的“中石化”和“中石油”兩大公司準備拿出大量的專項資金來對各煉油廠的罐區(qū)監(jiān)控系統進行改造和升級。而采用DCS作為罐區(qū)監(jiān)控系統存在上面提到的諸多的問題，國外應用現場總線來解決這些問題時又遇到了諸多的困難。因此，如何設計出一套適合于罐區(qū)的、先進的、高效的、功能齊全的、經濟性好的監(jiān)控系統是目前國內外工程技術人員們急需解決的一個問題。
　　該問題的圓滿解決必將對于提高罐區(qū)的自動化管理水平進而提高整個工廠的管理水平，降低工人的勞動強度，改善工人的工作條件，避免事故的發(fā)生，減少系統改造的初期投資及今后的運行費用等等方面具有十分重要的意義。
　　1.3新型罐區(qū)監(jiān)控系統的優(yōu)勢
　　新型罐區(qū)監(jiān)控系統具有如下的優(yōu)勢：
　　1、 分層控制及多重冗余技術的應用，系統更加高效、安全。
　　2、 系統軟硬件均采用當今先進的主流產品，用戶無今后改造升級及二次開發(fā)的后顧之憂。
　　3、 人機界面友好，操作簡單而直觀。
　　4、 現場總線技術、遠程I/O技術、安全柵技術的完美應用，使系統今后的擴展十分方便。
　　5、 I/O接口單元可直接放置在危險1區(qū)，從而節(jié)省大量線纜及端子、槽盒、橋架等相關的材料。
　　6、 大量硬件材料的節(jié)省，使施工變得非常簡單，從而節(jié)省大量的人工費用。
　　7、 接線點數的減少，勢必使故障點數大為減少，從而使系統的維護費用顯著減少。
　　8、 多種診斷與自診斷功能，使系統的故障診斷及定位十分快捷。
　　9、 I/O層及現場層支持“在線插拔”，系統檢修及更換缺損部件時無需停機，極大地提高了系統連續(xù)運轉的能力。
　　10、 多級安全管理措施，詳細的操作記錄功能，使系統的管理工作更加科學、有效。