基金會現場總線FF技術在罐區管理控制系統中的應用

　　在石油化工企業中，為了配合生產流程，要對原材料、半成品、成品進行運輸和存儲， 為此企業均建有大量的各種儲罐。企業的生產及管理部門每天都需要掌握罐內存儲介質的液位、溫度、體積和質量等重要數據，既要保證數據的準確和及時，又要確保儲罐的安全，防止意外事故的發生。罐區儲罐參數的精確檢測、工藝流程的有效管理，對于相關生產裝置的安全和平穩運行具有十分重要的意義。
　　由于我國具體的國情，長期以來對罐區的管理主要是靠人工進行，并沒有形成真正意義上的“監控系統”。以油罐為例，最初只是靠有經驗的工人利用油尺通過對各油罐的液位高度進行測量（即通常所講的“人工檢尺”）的方法來對油罐進行監視。該方法原始而又繁瑣，人為因素影響大，精度低，而且危險區中的有毒有害氣體對操作工的身體造成很大的危害，操作工在油罐上爬上爬下很不安全。為了提高對儲罐參數測量的精度以及保護工人的身體健康，減輕工人的勞動強度，到了90年代初，各油罐上基本都裝備了能夠對液位進行自動測量的儀表。該儀表一般由一次儀表和二次儀表兩部分組成。位于現場的一次儀表采集各油罐的液位參數并通過統一的模擬信號如4-20mA的直流電流信號或某種專用的通訊協議送往集中控制室的二次儀表。此時操作人員就可以坐在控制室里通過二次儀表縱觀各油罐的狀況了。但通過這些二次儀表僅僅能夠對儲罐參數進行“監視”而無法實施控制，因此具體的控制工作仍需人工進行。隨著生產規模的不斷擴大，罐區的規模也越來越大，油品的種類也不斷增加。管理人員按照由生產部門所制訂的生產計劃和常年積累下來的經驗對罐區進行監視與控制的管理方式越來越顯示出其在實時性、 準確性、 合理性方面的不足。同時，由于煉油裝置的自動化水平的不斷提高對罐區的管理也提出了更高的要求，因此管理人員的責任和壓力也不斷增加，這對生產的安全是很不利的。
　　隨著計算機技術的不斷發展，可靠性的不斷提高，以及價格的大幅度降低， 計算機在工業中的應用越來越普及。 可編程控制器（PLC）以及由多個計算機遞階構成的集中與分散相結合的集散控制系統DCS（Distributed Control System）被廣泛地應用到各行各業。由于DCS在煉油廠各裝置中的廣泛應用，廣大工程技術人員具備了較豐富的經驗， 因此在構造罐區監控系統的時候紛紛參照各裝置中DCS的做法。在硬件結構方面，類似于煉油裝置，罐區現場的儀表將溫度、 液位等參數轉換成統一的模擬信號然后點對點地送往控制室的操作控制部分。但是，由于罐區有別于一般煉油裝置的突出特點是地理分布很廣泛，控制分散，因此系統結構采用與煉油裝置相同的點對點連接方式時，就需要用到比一般裝置多很多的電纜和接線端子及橋架等附件，系統施工時要耗費大量的人力，且很難保證連接的可靠性。為數眾多的連接點及故障診斷的困難，也給日后系統的檢修及維護帶來了很大的不便。并且信號長距離的傳輸使信號的精度大大降低。
　　當今國際上現場總線技術已經逐漸發展成熟，并在一些特定的應用領域顯示了自己的影響和優勢。現場總線是用于過程控制現場儀表與控制室之間的一個標準的、開放的、 雙向的多站數字通信系統， 儀表與控制系統間通過總線采用一對多的方式實現雙向的、全數字信號通訊，減少大量布線，易于系統安裝和維護，同時，將控制任務下放至本地儀表，危險徹底分散，加強系統的自主能力，可對現場變化實時作出響應。在我國，現場總線技術的發展才剛剛起步，特別是在罐區管理方面很少有應用，如何結合現場總線技術本身的特點及我國國情，將其應用于各行業，推動我國自動化領域現代化進程，是廣大科技人員面臨的主要問題。石油化工業生產過程復雜多變，并且生產環境帶有潛在爆炸危險，在這一領域中對基于現場總線的新型控制系統提出了如下四個最基本的要求：
　　 1）、要有完備的防爆保護措施，以保證在爆炸危險環境中生產過程的絕對安全。
　　 2）、要有很高的可靠性，以保證數據在任何狀況下的可靠傳輸。也就是
　　 　　 要做到“線路冗余”。
　　 3）、對應“連續過程”這一特點，控制系統要有處理模擬數據的能力。
　　 　　 并且還要滿足“在線參數化”的要求。
　　 4）、所有現場設備可以在線插拔，而不影響系統的正常工作。