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摘 要：介绍DCS系统功能和特点及其在液化天然气工艺中的应用。
关键词：液化天然气；DCS；控制系统
中图分类号:TP13文献标识码:A
DCS in the Application of Liquefied Natural Gas Plant
AN Cheng-ming
（Gas Investment Co., Ltd. Shenzhen，Guangdong Shenzhen 518028）
Key words: Liquefied natural gas ；DCS；Control System
1 DCS概述
DCS是分散控制系统(Distributed Control System)的简称，它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
2 应用DCS的目标
2.1提高装置生产及管理水平
提高生产效率，降低生产成本，节能，降耗，提高产品质量，提高生产方案变化的灵活性及适应性，提高装置的管理水平，提高故障分析的科学性和生产管理标准化。
2.2提高装置的控制水平
实现装置稳定化控制及操作优化，实现先进控制，实现顺序逻辑控制，实现设备故障诊断和联锁保护，实现局部或全装置的最优化控制，生产及管理水平的提高，控制水平的提高，具有显著的经济效益和社会效益。
3 液化天然气（LNG）厂工艺概述
近年来，我国的天然气的液化技术研究及应用发展较快，在能源应用领域日益发挥重要作用。现以山东某日处理15万m3/d液化天然气（LNG）厂为例，生产工艺流程组成如下：(1)天然气净化系统；(2)天然气的液化及混合冷剂系统；(3)液化天然气储存及灌装系统；(4)燃料气系统；(5)导热油系统；(6)火炬系统。
4 DCS在液化天然气厂的主要功能和控制方案
4．1系统主要功能：
(1)数据采集和存储功能：模拟/数字输入信号的扫描时间，历史数据存储（包括调整趋势、历史趋势）的种类、点数和周期，输入信号的处理功能。
(2)控制功能：具备完整的监测、调节和顺序控制功能及设备运行监视、联锁保护等功能，反馈控制功能的最大能力（输入输出的种类、数量、逻辑运算能力、顺序步骤，执行周期）。
(3)显示功能：CRT尺寸、颜色，画面刷新时间，画面种类与数量。显示画面包括总貌画面、流程图画面、控制分组画面、调整画面、趋势画面、过程报警画面、系统报警画面、系统状态画面、操作日志画面、历史查询画面等。
(4)报警功能：模拟输入/输出信号报警（绝对报警、变化率报警），数字输入/输出信号报警，仪表停用（校验、停扫描）报警，系统部件（卡件、网络）故障报警，相邻报警时间分辨率，报警管理功能（如历史查询过滤、报警组设置、报警点组的优先级、报警抑制功能等）。
(5)报表和屏幕拷贝功能：即时报表功能，定时报表功能（包括时报、班报、日报、月报、年报），报警汇总记录，操作记录报表，操作或参数修改打印，打印机屏幕拷贝功能。
(6)用户管理：操作权限口令询问功能，系统维护、工程师、操作员钥匙键功能。
4．2系统主要控制方案
4．2．1膨胀机连锁控制方案
(1)膨胀机上轴温度高高；（2）膨胀机下轴温度高高；（3）膨胀机转速高高；（4）膨胀机油压低低。
4．2．2BOG压缩机控制方案
(1)BOG压缩机冷却水进口压力高；（2）BOG压缩机冷却水进口压力正常；（3）一级进气温度低。
4．2．3氮压机防喘震控制方案
用于压缩机的防喘震的问题处理：将压缩机的转速和温度压力根据公式得出的防喘震的标方流量。
5 DCS的系统组成
根据工艺的要求，本厂选用的是浙江中控JX-300XP系统，系统组成如下：
5．1系统硬件组成
（1）系统名称： WebField JX-300XP DCS；（2）基本硬件组成：操作站（包括：工程师站、操作员站、控制站）和通信网络。
5．2系统软件组成
实时监控软件 Advantrol 2.5
5．3系统网络组成
（1）信息管理网络：采用以太网络，用于工厂级的信息传送和管理。（2）过程信息网：实现操作站节点间的实际数据、报警、日志等实时数据通信。（3）过程控制网SCnet Ⅱ：连接工程师站、操作员站、与控制站等的双重化通信网络。（4）控制总线：即SBUS。
6 控制系统的整体结构
JX-300XP 控制系统采用三层通信结构：最上层为综合信息管理网，中间层过程控制网，底层网络为控制站内部网。结构图如下：
7 系统规模以及I/O分布
（1）系统规模总点数为：900点；各工段点数为别为：液化工艺工段点数为600点、净化工艺工段点数为300点；（2）I/O分布原则：按工艺工段分控制站：液化控制站，净化控制站。
8 控制系统的运行情况
（1）技术成熟，性能稳定，设备运行近一年的时间，没有出现故障。
（2）简单、易用的组态手段和工具，丰富、实用、友好的实时监控界面，操作方便实用。
（3）系统安装方便，维护简单。
9 结束语
DCS系统应用在液化天然气厂生产过程，通过对整个工艺过程进行集中监视、操作、管理，有效地降低了维护保养成本，大幅度降低了操作人员的劳动强度。随着科技的不断发展，DCS系统以其可靠性、灵活性、人机界面友好性及通讯的方便性等特点日益被广泛应用。
参考文献：
[1]敬加强，梁光川，蒋宏业.液化天然气技术问答［M］.北京：化学工业出版社，2006.
[2]顾安忠.液化天然气技术［M］.北京：机械工业出版社，2003.
关键词：液化天然气；DCS；控制系统
中图分类号:TP13文献标识码:A
DCS in the Application of Liquefied Natural Gas Plant
AN Cheng-ming
（Gas Investment Co., Ltd. Shenzhen，Guangdong Shenzhen 518028）
Key words: Liquefied natural gas ；DCS；Control System
1 DCS概述
DCS是分散控制系统(Distributed Control System)的简称，它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
2 应用DCS的目标
2.1提高装置生产及管理水平
提高生产效率，降低生产成本，节能，降耗，提高产品质量，提高生产方案变化的灵活性及适应性，提高装置的管理水平，提高故障分析的科学性和生产管理标准化。
2.2提高装置的控制水平
实现装置稳定化控制及操作优化，实现先进控制，实现顺序逻辑控制，实现设备故障诊断和联锁保护，实现局部或全装置的最优化控制，生产及管理水平的提高，控制水平的提高，具有显著的经济效益和社会效益。
3 液化天然气（LNG）厂工艺概述
近年来，我国的天然气的液化技术研究及应用发展较快，在能源应用领域日益发挥重要作用。现以山东某日处理15万m3/d液化天然气（LNG）厂为例，生产工艺流程组成如下：(1)天然气净化系统；(2)天然气的液化及混合冷剂系统；(3)液化天然气储存及灌装系统；(4)燃料气系统；(5)导热油系统；(6)火炬系统。
4 DCS在液化天然气厂的主要功能和控制方案
4．1系统主要功能：
(1)数据采集和存储功能：模拟/数字输入信号的扫描时间，历史数据存储（包括调整趋势、历史趋势）的种类、点数和周期，输入信号的处理功能。
(2)控制功能：具备完整的监测、调节和顺序控制功能及设备运行监视、联锁保护等功能，反馈控制功能的最大能力（输入输出的种类、数量、逻辑运算能力、顺序步骤，执行周期）。
(3)显示功能：CRT尺寸、颜色，画面刷新时间，画面种类与数量。显示画面包括总貌画面、流程图画面、控制分组画面、调整画面、趋势画面、过程报警画面、系统报警画面、系统状态画面、操作日志画面、历史查询画面等。
(4)报警功能：模拟输入/输出信号报警（绝对报警、变化率报警），数字输入/输出信号报警，仪表停用（校验、停扫描）报警，系统部件（卡件、网络）故障报警，相邻报警时间分辨率，报警管理功能（如历史查询过滤、报警组设置、报警点组的优先级、报警抑制功能等）。
(5)报表和屏幕拷贝功能：即时报表功能，定时报表功能（包括时报、班报、日报、月报、年报），报警汇总记录，操作记录报表，操作或参数修改打印，打印机屏幕拷贝功能。
(6)用户管理：操作权限口令询问功能，系统维护、工程师、操作员钥匙键功能。
4．2系统主要控制方案
4．2．1膨胀机连锁控制方案
(1)膨胀机上轴温度高高；（2）膨胀机下轴温度高高；（3）膨胀机转速高高；（4）膨胀机油压低低。
4．2．2BOG压缩机控制方案
(1)BOG压缩机冷却水进口压力高；（2）BOG压缩机冷却水进口压力正常；（3）一级进气温度低。
4．2．3氮压机防喘震控制方案
用于压缩机的防喘震的问题处理：将压缩机的转速和温度压力根据公式得出的防喘震的标方流量。
5 DCS的系统组成
根据工艺的要求，本厂选用的是浙江中控JX-300XP系统，系统组成如下：
5．1系统硬件组成
（1）系统名称： WebField JX-300XP DCS；（2）基本硬件组成：操作站（包括：工程师站、操作员站、控制站）和通信网络。
5．2系统软件组成
实时监控软件 Advantrol 2.5
5．3系统网络组成
（1）信息管理网络：采用以太网络，用于工厂级的信息传送和管理。（2）过程信息网：实现操作站节点间的实际数据、报警、日志等实时数据通信。（3）过程控制网SCnet Ⅱ：连接工程师站、操作员站、与控制站等的双重化通信网络。（4）控制总线：即SBUS。
6 控制系统的整体结构
JX-300XP 控制系统采用三层通信结构：最上层为综合信息管理网，中间层过程控制网，底层网络为控制站内部网。结构图如下：
7 系统规模以及I/O分布
（1）系统规模总点数为：900点；各工段点数为别为：液化工艺工段点数为600点、净化工艺工段点数为300点；（2）I/O分布原则：按工艺工段分控制站：液化控制站，净化控制站。
8 控制系统的运行情况
（1）技术成熟，性能稳定，设备运行近一年的时间，没有出现故障。
（2）简单、易用的组态手段和工具，丰富、实用、友好的实时监控界面，操作方便实用。
（3）系统安装方便，维护简单。
9 结束语
DCS系统应用在液化天然气厂生产过程，通过对整个工艺过程进行集中监视、操作、管理，有效地降低了维护保养成本，大幅度降低了操作人员的劳动强度。随着科技的不断发展，DCS系统以其可靠性、灵活性、人机界面友好性及通讯的方便性等特点日益被广泛应用。
参考文献：
[1]敬加强，梁光川，蒋宏业.液化天然气技术问答［M］.北京：化学工业出版社，2006.
[2]顾安忠.液化天然气技术［M］.北京：机械工业出版社，2003.