控制系統時鐘同步功能的實現
1引言
2015年的某一天,某化工廠PX裝置加熱爐F101A,F101B, F102, F103出現停爐事件。當時儀表人員分別檢查了DCS、ESD和壓縮機的SOE(事件順序記錄),發現此三套控制系統時間不一樣,最大的相差達到8個多小時,這樣給儀表人員調查事故原因帶來了極大的不便,嚴重影響了處理事故的速度。
目前,隨著各個廠家控制系統不斷地更新換代,控制系統的操作站開始廣泛使用通用的臺式機電腦,而電腦時鐘走不準是出了名的,每天的誤差可達數秒,經過一段時間的累積就會出現較大的誤差。因此我們決定加大力度解決時鐘同步問題。
2控制系統之間實現時鐘同步方案
儀表專業技術人員的多次協商,最終提出的同步方案就是以每套裝置的DCS控制器時間作為時鐘源,每天當DCS控制器時間到達一個固定的時間點時,DCS控制系統發出一個脈沖信號,通過硬接線連接發送給裝置內的其他控制系統,其他控制系統在接收到脈沖信號后,把系統時間修改為該時間點,完成整個裝置時鐘同步。該技術攻關解決了多個控制系統之間綜合故障診斷的瓶頸問題。該同步方案的實現框圖如圖1所示:

圖1 控制系統之間時鐘同步的實現
3時鐘同步具體實施方案
PX裝置是某化工廠的關鍵生產裝置。它的處理能力是60wt/y。它的主要產品是對二甲苯,副產品包括鄰二甲苯、間二甲苯等化工產品。主體裝置采用的是集散控制系統。緊急停車系統采用的是SIS(safetyinstrumented system)安全儀表系統。機組控制采用的是獨立的控制系統。具體控制系統見表1:

表1 PX裝置控制系統一覽表
下面以PKS與Triconex 系統的時鐘同步為例進行簡單介紹。PKS系統內部以服務器時鐘為時鐘源。其它部件讀取服務器時間。我們使用PKS系統組態軟件ControlBuilder進行組態,讀取控制器時鐘,當控制器時間達到23時00分00秒時,通過DO卡件輸出一個脈沖信號。
選用輔助計算功能塊AUXCALCA讀取控制器時間,與預設為23時00分00秒的常量功能塊NUMBERICA進行比較,當比較功能塊GEA輸出高電平時,觸發脈沖功能塊PULSEA發出1秒鐘脈沖,最后通過DO通道DOCHANEL_04發出一個高電平信號。在PKS系統中的實現如圖2所示:

圖2 時鐘同步組態實現
DCS發出時間脈沖信號通過硬接線連接送到TRICON系統DI卡端子上,首先檢查TRICON系統具備有DI輸入空余點,經檢查發現TRICON具備該條件。
從DCS系統輸出的脈沖信號通過繼電器隔離后連接到Tricon系統DI輸入卡。使用Tristration 1131組態軟件同步其控制器的時鐘。當DI通道檢測到高電平信號時,使用脈沖模塊TP鎖定高電平信號,輸出1秒鐘脈沖到時鐘設置模塊TIMESET,把控制器的時鐘設置為時間同步模塊TIME_SYN的預設時間(23:00:00)
ESD系統軟件組態完畢后,ESD系統時間已經與DCS時間同步,這樣SOE記錄時間也會與DCS系統時間一致,但在上位機顯示軟件也需要同步,需要在INTOUCH軟件應用程序中編寫腳本程序。如圖3所示:

圖3 INTOUCH 軟件腳本程序
4 總結
通過全體儀表工程師的共同努力,完成了時鐘同步的設計實施,證實各系統間的時鐘都已與DCS系統控制時間同步,并運行一段時間證實時鐘同步方案有效,為以后裝置的工藝平穩操作,歷史數據曲線分析,事故停車報告分析等都提供了真實的數據記錄,也更好地為裝置節能優化生產以及先進控制提供真實可靠的數據做到了保障。
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