優化天然氣處理廠的自控系統對磁翻板液位計進行聯校測試
返回列表發布日期：2020-01-06 14:50:55 |
摘要：文章通過蘇里格天然氣處理廠建設投產前期自控系統的測試與現場儀表聯校工作全面的介紹，提出系統測試工作所需要注意的問題，為系統投運后的正常運行與現場生產提供可靠保障。
蘇里格天然氣處理廠在施工建設時都配套建有自動控制系統，系統從功能上劃分為以下三部分：用于生產運行數據監視與控制的DCS系統、用于處理廠火災與可燃氣體檢測的FGS系統、用于處理廠事故狀態下緊急關斷并安全停車的ESD系統。
系統測試即是對按照設計圖紙集成完畢的系統硬件、按照控制方案編寫出來的控制程序進行全面測試，確保整個系統各個部件良好運行，控制程序完全符合設計方案。
儀表聯校是在系統已進行過初步測試的基礎上，對整個自控系統進行現場儀表的聯動測試，并對人機交互界面的軟件組態進行檢測，以保證現場儀表工作正常、能夠按照控制方案的要求進行過程控制、故障報警及安全切斷。
自控系統的3個組成部分：檢測單元、處理單元、執行單元分別在處理廠生產運行中承擔著眼睛、大腦及手的角色，即現場各類變送器將各物理參數遠傳回中心控制室，送入自控系統控制器參與控制邏輯的分析運算，并根據運算的結果，由各類執行機構對現場工藝過程進行調節與控制。
1 自控系統測試
1.1 FAT
FAT（Factory Acceptance Test）工廠驗收測試，是系統硬件在集成商的工廠內集成完畢、發往安裝現場之前，針對系統控制單元，即自控系統機柜進行的初步測試。該項測試主要針對系統的功能、穩定性以及可用性等各方面進行。
1.2 通訊網絡測試
通訊網絡是自控系統的重要組成部分，承擔著自控系統各個組成部件之間數據與指令的傳輸功能。
測試通訊網絡的目的在于明確各個設備的控制系統IP地址是否配置正確，通訊網絡工作是否可靠，網絡結構是否合理等。
1.3 軟件組態測試
軟件組態的測試需要與現場儀表聯校結合起來進行，通過聯校現場各類儀表、閥門、變送器時，查看人機交互界面（中空流程監控畫面）上的數值、狀態、命令正確與否，從而對上位機系統組態和下位機系統組態進行全面的校對。
通過對系統組態軟件的測試，確保現場的儀表數據、閥門及閥門的動作情況與中控室顯示及發出的指令保持一致。軟件組態的測試是保證現場各類儀表閥門實現遠程監控的必要條件。
1.4 故障響應測試
處理廠自動控制系統需要滿足在系統故障的情況下，實現對現場生產運行的一定程度的保護。故障響應測試即針對系統所可能發生的各種故障，人為地創造出故障情況，查看系統的工作狀況，了解在各種故障情況下系統是否對現場生產造成影響。
故障相應測試目的在于查看自控系統是否具備設計所要求的容錯能力，并積累排查和解決問題的經驗，當系統出現問題時，保證系統維護人員盡快解決問題。
2 現場儀表聯校
儀表聯校的目的，在于確保現場儀表處于正常工作狀態，保證中控崗位人員得到的信息與現場生產情況一致，這是自動控制系統發揮其遠程中心控制的重要前提。
2.1 變送器聯校
變送器的聯校方法：由于蘇里格天然氣處理廠所使用的變送器均支持HART協議，可利用FLUKE 744的HART功能，在現場儀表表頭給出HART協議電流信號，由聯校人員在中控畫面上查看相應控制點的顯示值，是否能與現場給出的模擬信號對應得上，以此進行單個變送器的測試。
2.2 液位計聯校
磁翻板液位計的浮筒內有一個帶有磁性的浮球，根據液位的高低上下浮動，浮筒旁的遠傳機構感應到磁性，通過電流變送模塊轉換為相應的電流信號回傳中控室。此類液位計的聯校方法為：將磁鐵放置在液位計的遠傳機構某刻度處，以模擬磁性浮筒，中控室監控畫面上可觀察顯示數值是否與現場一致，以此進行此類液位計的聯校。
2.3 執行機構聯校
處理廠的執行機構分為電動執行機構、氣動切斷閥執行機構、調節閥。執行機構的聯校主要在于查看中控畫面上閥門的開關狀態與開度狀態是否與現場一致，現場執行機構的動作是否與中控所給出的命令一致。
因此，聯校方法為中控給某個執行機構給出開關命令或者閥門的開度命令，現場人員觀察相應的閥是否發生了動作以及動作是否一致，現場閥門狀態與中控收到的反饋是否一致即可。
2.4 控制回路及聯鎖邏輯測試
處理廠的自動控制系統有大量的控制程序與邏輯，用于對各個控制回路與聯鎖進行控制，控制回路是確保生產運行過程正常控制回路與聯鎖邏輯測試的原則是創造出現場某個控制回路正常運行的條件，將執行單元切換到正常運行狀態，然后將正常條件破壞掉，觀察執行機構是否依照控制方案的設計進行相應的動作。
為測試聯鎖邏輯中的聯鎖值設置是否正確，可以使用FLUKE 744的區間連續給值功能“Ramp”進行測試。
3 結束語
系統測試與儀表聯校是自動控制系統投入運行前極為重要的環節，直接關系著系統投入運行后的穩定性與可靠性。因此，系統的測試與儀表聯校要提前做好計劃和各項準備工作，結合處理廠過程控制方案和緊急停車方案進行全面細致的測試，并收集和整理好測試記錄，為處理廠投產后自控系統的正常穩定運行做好保障。
蘇里格天然氣處理廠在施工建設時都配套建有自動控制系統，系統從功能上劃分為以下三部分：用于生產運行數據監視與控制的DCS系統、用于處理廠火災與可燃氣體檢測的FGS系統、用于處理廠事故狀態下緊急關斷并安全停車的ESD系統。
系統測試即是對按照設計圖紙集成完畢的系統硬件、按照控制方案編寫出來的控制程序進行全面測試，確保整個系統各個部件良好運行，控制程序完全符合設計方案。
儀表聯校是在系統已進行過初步測試的基礎上，對整個自控系統進行現場儀表的聯動測試，并對人機交互界面的軟件組態進行檢測，以保證現場儀表工作正常、能夠按照控制方案的要求進行過程控制、故障報警及安全切斷。
自控系統的3個組成部分：檢測單元、處理單元、執行單元分別在處理廠生產運行中承擔著眼睛、大腦及手的角色，即現場各類變送器將各物理參數遠傳回中心控制室，送入自控系統控制器參與控制邏輯的分析運算，并根據運算的結果，由各類執行機構對現場工藝過程進行調節與控制。
1 自控系統測試
1.1 FAT
FAT（Factory Acceptance Test）工廠驗收測試，是系統硬件在集成商的工廠內集成完畢、發往安裝現場之前，針對系統控制單元，即自控系統機柜進行的初步測試。該項測試主要針對系統的功能、穩定性以及可用性等各方面進行。
1.2 通訊網絡測試
通訊網絡是自控系統的重要組成部分，承擔著自控系統各個組成部件之間數據與指令的傳輸功能。
測試通訊網絡的目的在于明確各個設備的控制系統IP地址是否配置正確，通訊網絡工作是否可靠，網絡結構是否合理等。
1.3 軟件組態測試
軟件組態的測試需要與現場儀表聯校結合起來進行，通過聯校現場各類儀表、閥門、變送器時，查看人機交互界面（中空流程監控畫面）上的數值、狀態、命令正確與否，從而對上位機系統組態和下位機系統組態進行全面的校對。
通過對系統組態軟件的測試，確保現場的儀表數據、閥門及閥門的動作情況與中控室顯示及發出的指令保持一致。軟件組態的測試是保證現場各類儀表閥門實現遠程監控的必要條件。
1.4 故障響應測試
處理廠自動控制系統需要滿足在系統故障的情況下，實現對現場生產運行的一定程度的保護。故障響應測試即針對系統所可能發生的各種故障，人為地創造出故障情況，查看系統的工作狀況，了解在各種故障情況下系統是否對現場生產造成影響。
故障相應測試目的在于查看自控系統是否具備設計所要求的容錯能力，并積累排查和解決問題的經驗，當系統出現問題時，保證系統維護人員盡快解決問題。
2 現場儀表聯校
儀表聯校的目的，在于確保現場儀表處于正常工作狀態，保證中控崗位人員得到的信息與現場生產情況一致，這是自動控制系統發揮其遠程中心控制的重要前提。
2.1 變送器聯校
變送器的聯校方法：由于蘇里格天然氣處理廠所使用的變送器均支持HART協議，可利用FLUKE 744的HART功能，在現場儀表表頭給出HART協議電流信號，由聯校人員在中控畫面上查看相應控制點的顯示值，是否能與現場給出的模擬信號對應得上，以此進行單個變送器的測試。
2.2 液位計聯校
磁翻板液位計的浮筒內有一個帶有磁性的浮球，根據液位的高低上下浮動，浮筒旁的遠傳機構感應到磁性，通過電流變送模塊轉換為相應的電流信號回傳中控室。此類液位計的聯校方法為：將磁鐵放置在液位計的遠傳機構某刻度處，以模擬磁性浮筒，中控室監控畫面上可觀察顯示數值是否與現場一致，以此進行此類液位計的聯校。
2.3 執行機構聯校
處理廠的執行機構分為電動執行機構、氣動切斷閥執行機構、調節閥。執行機構的聯校主要在于查看中控畫面上閥門的開關狀態與開度狀態是否與現場一致，現場執行機構的動作是否與中控所給出的命令一致。
因此，聯校方法為中控給某個執行機構給出開關命令或者閥門的開度命令，現場人員觀察相應的閥是否發生了動作以及動作是否一致，現場閥門狀態與中控收到的反饋是否一致即可。
2.4 控制回路及聯鎖邏輯測試
處理廠的自動控制系統有大量的控制程序與邏輯，用于對各個控制回路與聯鎖進行控制，控制回路是確保生產運行過程正常控制回路與聯鎖邏輯測試的原則是創造出現場某個控制回路正常運行的條件，將執行單元切換到正常運行狀態，然后將正常條件破壞掉，觀察執行機構是否依照控制方案的設計進行相應的動作。
為測試聯鎖邏輯中的聯鎖值設置是否正確，可以使用FLUKE 744的區間連續給值功能“Ramp”進行測試。
3 結束語
系統測試與儀表聯校是自動控制系統投入運行前極為重要的環節，直接關系著系統投入運行后的穩定性與可靠性。因此，系統的測試與儀表聯校要提前做好計劃和各項準備工作，結合處理廠過程控制方案和緊急停車方案進行全面細致的測試，并收集和整理好測試記錄，為處理廠投產后自控系統的正常穩定運行做好保障。