3 整个安全生命周期各阶段的使用与维护
3.1 控制系统选型
不论在新建装置还是老装置进行的控制系统改造,均面临着尽可能选择合适控制系统的问题,不成熟的控制系统是装置长周期安全运行的最大隐患,因此控制系统选型要慎重。
选择控制系统时要优先考虑有在类似装置上具有良好运行业绩的控制系统。其次控制系统的硬件一定要具有高可靠性,在电子元器件上的生产工艺各环节上采用了成熟技术。电子模件能热拔插;IO卡件具有很强的抗干扰能力;再者控制系统从结构上要全面地采用了冗余技术;最后控制系统软件的可维护性要好,主要表现在以下几个方面:程序及软件的稳定性好,不会出现系统或单个控制器死机等问题;系统自诊断性好:控制器及I/O信号有错误报警;人机交换界面友好:可以在线修改程序及下装;备品备件有可靠保证:在使用周期内采购容易且供货及时,价格低;系统功能强大,控制系统的软件的可读性好,其组态功能块的种类、数量能方便实现各种工艺需要。
3.2 施工质量与环境
对DCS控制系统的安装和施工有严格规定,尤其是对于改造系统,选择有良好资质和施工经验,最好有改造经验的施工单位尤其重要。
良好的运行环境是控制系统长周期可靠运行的基本保障,主要应从温度、湿度、灰尘、腐蚀、干扰、接地、震动、动物危害等方面来加以保证,严格按照国际、国家、石化行业的标准和规范执行。
3.3 供电
要保证控制系统可靠地运行,在重视DCS、PLC自身设置可靠性的同时,必须重视它们的动力源--电源系统的可靠性设计。为保证电源系统在任何情况下都万无一失,必须遵照系统安全运行的法则实行保守设计。大型石油化工装置中,仪表电源应实行双UPS配置,并各自配置蓄电池,工作时间宜达到30分钟以上;电源额定容量按照仪表实际耗电量总和的2倍计算,并且应环行向负载母线供电;与电源系统配套的辅助设备、材料,如空气开关、熔断丝、导线等,在选型时应采用优质产品,其容量必须按仪表实际耗电量总和的2~3倍考虑,以满足仪表回路、电磁阀、行程开关等现场个体仪表出现短路、接地等准故障时造成的电流冲击承载力;要设计电源系统故障预报系统,利用报警系统将电源系统出现的接地、过流等准故障及时检出,以便及时排除,防止故障扩大;针对当前仪表电源由电气、仪表两个专业共同设计管理的现实,仪表专业要深入介入控制与联锁电源系统的设计,防止专业分工间出现的薄弱环节。
3.4 程序设计和调试验收
在程序组态设计中,一定要采用保障装置和关键设备安全运行的控制策略。保护或联锁的逻辑判据必须是充分必要的,有必要时进行安全评价。在控制系统选型、设计、测试、验收、投入运行和在线调整各阶段,程序设计和测试人员一定要全程参与,要结合类似控制系统使用中存在的问题,严格审核控制、保护逻辑设计和组态的合理性,测试中一定要全面测试所有的回路。要仔细记录各次检查和试验结果,若发现与软件相关的问题要立即与供应商取得联系,并将情况完整地反馈给他们以尽快解决问题。要有必需的后备手段:重要的保护和联锁,除了有通讯连接外,还必须具有硬接线方式;对重要的调节设备,除了在操作员站上有软手操外,还必须有后备手操,以便在DCS控制系统控制器或I/O模件发生故障时,仍然可以对重要设备进行及时干预。对维护人员要加强管理,采用授权制,且任何人改动程序都必须履行相关审批手续,并做好异动前后的记录工作。
3.5 人员管理和技术培训
无论是新控制系统投运还是旧系统改造,DCS控制系统选型一旦确定后,在进行系统搭建、硬件测试和和程序组态前,必须对有较强实践经验的自控或仪表工程师、运行操作人员进行相关的培训工作,培训工作最好以仿真系统和实际系统相结合的方式进行,做到有的放矢。
另外要求维护人员对于控制系统多次出现的问题,一定要多分析,勤总结,寻找问题的共性,并有针对性地采取措施进行改进,同时大力推广在线诊断和预防维护新技术的应用,以此更好地保障系统平稳运行。
3.6 系统维护中的点检与评价
石化装置控制系统一般要求达到10到15年的生命周期,而在此过程中定期点检对控制系统以后的正常使用是非常必要的,这也是对控制系统生命过程中的体检与再评价,通过点检是对控制系统进行的一次预防性维护,以掌握系统运行状态,消除故障隐患,恢复系统工作能力,延长系统使用寿命。按目前石化生产装置3~5年的检修周期,点检亦可按此周期进行。
4 结束语
保证石化行业装置控制系统长周期安全可靠运行,是控制系统整个生命周期过程中的系统工程,要结合行业和具体装置的特点,从系统选型、设计、实施、环境、调试、维护和定期评价的各个阶段给予计划和重视,同时辅以严格的管理制度和新技术的应用,方可取得令人满意的结果。
参考文献:
[1]、佚名,DCS控制系统可靠性的提高。
[2]、熊菊秀等,测量控制系统的安全性。