ABB 800XA DCS系统在加氢裂化装置的应用

张森林

摘 要 本文介绍了ABB新一代800XA扩展控制系统在炼油厂加氢裂化装置DCS系统升级改造中的应用。本次改造将原系统数据库和流程图顺利地从UNIX平台移植到Window平台，既节省了大量的调试时间，又保证了加氢裂化装置控制系统的平稳过渡和开车。为以后同类产品的升级提供了宝贵的借鉴。

【关键词】扩展 自动化 高可用性 高可靠性 组态

加氢裂化装置是炼油厂的核心装置，具有高压高温、易燃易爆的特点，该装置的DCS原使用的是ABB公司的OS500系统，由于系统老化，故障率逐年上升，一旦出现大的故障，有可能出现着火爆炸或中毒事故，同时，由于没有备件，还有可能造成长时间的非计划停车，严重威胁着加氢裂化装置的安全平稳运行和整个炼油厂的正常生产。因此，必须进行升级改造。

本次改造，选用的是ABB新一代自动化系统800XA（Industrial IT Extended Automation system 800XA），该系统具备灵活的系统结构和强大的可扩展性及兼容性；具有完善的现场总线集成、完善的安全集成和完善的电气集成；过程控制与维护操作实时无缝的集成和互动；可提供最大化的系统集成和完整的系统生命周期管理。具有TUV的安全认证，可实现过程控制和安全保护的集成。

1 控制系统介绍

加氢裂化装置原使用的DCS系统为Advant MOD300系统， 它由Advant Controller 460（以下简称AC460）过程控制器和Advant Station 500操作员站（OS） /工程师站（ES） 历史站（HS）及DCN通信网络构成。

新的操作站使用的是ABB公司目前主流的800xA系统，它采用客户机/服务器（C/S）架构和点对点通信兼容的通信机制，构成如下：1对冗余AS/CS合并服务器，1台IMS（Information Management Server）应用服务器（即历史站），5台800xA操作员站客户机，1台AdvaBuild（v3.4）工程师站）；AS/CS服务器和工程师站既是C/S网络的节点也是DCN网络的节点，如图1所示。

2 本升级改造方案特性和优点

（1）800xA PPA操作站/IM历史站完全兼容原来的AS500 OS/HS的功能，并且具有更多更广泛、更强大的功能特性。

（2）800xA系统采用广泛通用的MS Windows软件平台和PC硬件平台，硬件选择灵活，维护简单方便，能方便地获取技术支持。

（3）800xA系统采用服务器/客户机和点对点通信兼容的架构，系统规模具有灵活的伸缩性，从功能完整的单机系统到具有复杂功能的大规模系统，可逐步平滑扩展，降低了一次性投资成本，同时不必牺牲系统的性能和未来系统的发展。

（4）800xA系统可灵活定制的工作界面，能够充分满足不同的应用需求和操作权限约束，确保快捷、方便、安全地访问其所关注的关键信息，并最大限度的降低可能的误操作。

（5）800xA系统借助直观灵活的操作导航功能，可实现快速地信息浏览。

（6）800xA系统强大的数据集成功能，使相关人员可实时准确地获取大量关联信息，从而能基于充分的信息实现快速决策和行动。

（7）800xA系统完善的操作功能，确保实现全面可靠的控制功能。

（8）替换下来的AS500 OS/HS/ES站可用作其它未改造的MOD300 DCS系统的备品，从而缓解AS500站的备件缺乏问题。

3 升级中遇到的问题

3.1 首先是数据库的移植

以前的数据库是UNIX操作系统的，而改造后的数据库要运行在Windows操作系统中，这之间就存在一个移植过程，而移植结果的好坏直接影响到系统升级后是否可以正常运行。工程人员经过查资料，模拟移植、实际移植测试等过程，终于成功将系统数据库由UNIX系统移植到Windows系统下，并编译、安装到控制器中。

3.2 其次是系统流程图的移植

800xA系统没有提供由UNIX系统升级到Windows 系统后的标准图形转换工具。然而若重画所有流程图不仅需要大量的时间和人力，而且会降低新图和原图的匹配度，这样就会影响系统的可操作性。工程人员为此进行了周密的试验，并作出一个图素，可以把绝大部分图形转换过来，尤其是可以把动态显示点转换过来，这不仅保持了新旧系统的一致性，还能保持系统的一部分操作习惯。

4 系统升级的特色

（1）本次DCS系统升级是由ABB MOD-300系统升级为ABB 800xA系统，可以说是两种完全不一样的DCS系统。因此本次系统升级具有代表性，可以为以后此类或类似升级提供经验。

（2）MOD-300系统的控制网络基于令牌传输，点对点的控制网络，其特点是控制网络上的操作站节点可单独和控制器节点进行通讯；其优点在于各个操作员节点和控制器的通讯不受其它节点的影响，只要有一台操作员节点正常，就可进行工艺的监控；其缺点在于系统组态比较繁琐，比如修改画面上的阀位显示位数这么一点小小的改动，就需要将所有的操作员节点全部修改一遍。800xA系统的控制网络为Server-Client类型和点对点兼容的通信方式，Server-Client类型的特点是控制器节点先和Server节点通讯，各个操作员节点再和Server进行通讯。它是目前各个DCS厂家主流的通讯网络。它没有明显的缺点。相对于MOD-300的点对点通讯，800xA系统的Server很重要。因此本系统的Server均是双冗余的，机型也是选用相对较好的DELL或HP服务器。本系統的优点是组态很方便、灵活、通用，组态修改相对应MOD-300系统只需在Server上进行修改，所有的操作员站均自动更新。另外，每个控制器可连接进DCN网络，经过设定后，操作员站和工程师站可直接和控制器通信。

（3）800xA系统是ABB公司目前主流的控制系统，它可应用于各个行业，针对不同行业的工艺特点均有相应的控制库，其控制理念是所有的DCS系统控制器，包括第三方的控制器，均可通过800xA系统的扩展功能进行整合，并通过800xA系统的操作站进行集中监控。

（4）800xA系统具有高度可扩展性。除了对第三方控制器、PLC等硬件设备的兼容，使用该系统可很方便的实现历史数据管理、工厂信息管理、现场仪表管理、远程诊断监控、安全仪表功能、批量管理、先进控制等功能。同时800xA系统对于外部网络以及ERP商务系统的连接都设有标准接口，很好的适应了工厂的信息及管理现代化需求。

5 结束语

经过升级改造后，加氢裂化系统运行平稳，不仅完全实现了原系统的各项功能，还对部分程序进行了优化，新系统的可靠性和容错功能大大增强，保证了加氢裂化装置控制系统的平稳过渡和开车。为以后同类产品的升级提供了宝贵借鉴。

参考文献

[1]孙勇.工业自动化系统与集成标准化发展架构[J].科技风，2013（11）.

[2]余国林.ABB DCS控制系统网络组态与维护[J].科技致富向导，2010（20）.