炼厂油品储运系统的Rotork执行器总线控制系统及应用

【摘 要】 文中阐述了Rotork执行器总线控制系统的的结构和特点，并且简述了Rotork Pakscan P3 双线控制系统在惠州炼化分公司油品储运系统的应用。

【关键词】 现场总线 控制系统 Rotork 执行器

1 概述

中海石油惠州炼化分公司原油加工规模为1200万吨/年，其中储运系统共有110多个油品储运罐，现场使用约800台电动阀。储运系统占地面积大，电动阀使用数量多，相对比较分散。根据这些特点目前储运系统采用Rotork现场电动阀总线控制系统。本文阐述下Rotork现场电动阀总线控制系统在石油储运系统的应用。

2 Rotork Pakscan P3双线控制系统

2.1 系统架构和特点

Pakscan控制系统是ROTORK公司于1986年在世界上首次推出的双线控制系统。该系统主要用于石油天然气储运，石化装置水及污水处理等行业。惠州炼化分公司储运系统采用了Rotork Pakscan P3 Master Station双线控制系统。

Pakscan P3 Master Station与DCS通讯采用MODBUS RTU通讯协议，可使用RS485或RS232串行通讯。Rotork Pakscan P3 双线控制系统主要有以下几大块构成：（1）DCS/PLC控制系统；（2）通讯总线；（3）带热备份主控站；（4）环路电缆；（5）现场电动执行机构。

Rotork Pakscan P3双线控制系统对现场电动执行机构具有双向寻址功能，另外此控制系统还带热备份主控站，控制器具备互为冗余功能，因此整个控制系统更为安全和可靠。

2.2 储运系统选用Rotork Pakscan P3双线控制系统的必要性及其优点

2.2.1 节省硬件数量与安装维护成本

通过简单的双芯屏蔽电缆，可实现22根电缆硬接线方式的功能，并且还能实现硬接线方式所不能实现的控制及反馈功能，大大降低硬接线方式的电缆及DCS卡件造价及安装、维护成本。

2.2.2 准确性和可靠性高

Rotork Pakscan双线控制系统已有20年的使用历史，该系统主工作站可热备份（冗余）线路上一处出现短路和接地时，系统可继续工作并发出报警。与模拟信号相比，它从根本上提高了测量与控制的准确度，减少了传送误差。

2.2.3 便于维护与操作

（1）当任意一处电缆或现场单元发生故障时，环路可自动回流，保持其余设备的正常通讯，在解决故障或对单台设备进行维护时，也不影响其余设备的正常通讯。

（2）在环路出现断路、短路、接地、地址错误等故障时，主控站可诊断出具体故障位置及类型。

（3）通过主控站或DCS，可对现场任意执行器进行开、关及定位控制。

（4）主控站与热备工作站之间可实现自动或手动切换。

（5）主控站配备有ETHERNET接口，可以通过以太网络主控站与控制室通讯。

2.2.4 扩充现场单元简单

无论是主控站还是现场单元，均可通过简单设置即可实现通讯，可随时扩充现场单元数量。

2.3 Rotork Pakscan P3双线控制系统主要技术参数及应用范围

在一个双线控制系统中，长达20km距离内主工作站可控制240台现场设备，采集现场执行器的重要数字和模拟数据，扫描周期为1.89s，结点间无距离限制，无需中继器。Pakscan P3 双线控制系统具有扫描时间快，可通讯的环路距离长，指令发送时间快等特点。具体技术参数详见以下数据表（如表1，2，3）。

3 Pakscan P3 Master Station with Hotstandby与DCS 通讯冗余功能

按照以上连接方案，DCS的两个通道都分别与Master Station的两个工作站通过RS485（port1，port 4）端口连接，这样在任意一个工作站或任意一个通道，出现故障的情况下，都可保持DCS与工作站的通讯（如图1）。

正常情况下，Highway 1为主通道，Highway 2为冗余通道，M/S A为主控站，M/S B为热备站。Highway 1与M/S A站的port1通讯。

如果M/S A站出现故障，该系统将自动切换为M/S B为主控站，DCS可通过Highway 1与M/S B站的port 1通讯。

如果Highway 1出现故障，DCS应自行识别，然后切换到Highway 2，并通过M/S A站的port 4与A站通讯。

如果Highway1与M/S A站都出现故障，M/S A将自动切换到M/S B，Highway 1由DCS切换到Highway 2，此时DCS通过Highway 2与M/S B站port 4进行通讯。

4 结语

现场总线控制技术具有简单、可靠、经济实用等一系列突出的优点，所以被很好的利用于大型炼油企业储运系统，大大提高了储运系统自动化和减少了人力资源，为企业带来了更好的经济效益。另外该控制系统具有故障自诊断和报警功能，为安全生产和故障维护处理带来极大的帮助。

参考文献：

[1]邹益仁，马增良，蒲维.现场总线控制系统的设计与开发[M].北京：国防工业出版社，2003.

[2]李正军.现场总线及其应用技术[M].北京：机械工业出版社，2005.

[3]韩兵，于飞.现场总线控制系统应用实例[M].北京：化学工业出版社，2006.

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