中石油管道有限责任公司西气东输分公司南昌管理处 江西省 南昌市 330038
摘要：随着社会经济的发展，我国对天然气资源的需求不断增加，使得天然气行业飞速发展，而天然气工程建设则紧跟时代步伐不断创新，其中电气设备为其稳定运行提供可靠保障，尤其是电气工程的自动化发展，将成为主要趋势。基于此，文章中对电气及自控仪表在工程项目中的应用做出分析，确保各个要点更完善。
关键词：天然气；自控仪表；电气；工程项目；通讯
引言
随着我国工业产业的快速发展，天然气行业的发展也取得了质的飞跃，为社会与国家的发展做出了一定贡献。由于天然气生产运行伴随着较高的危险，当前我国天然气企业愈加重视对自控仪表的应用，以期能够实现对天然气生产运行过程的有效检测与监督。而为了实现这一目标，就必须严格把控自控仪表工程施工全过程，确保施工质量能够满足企业需求。
1 天然气行业自控系统
1.1 PLC自动控制系统
工艺系统，即气化站自控系统的主要控制系统，被称为PLC系统。应用该系统，可以帮助完成整个液化天然气工艺装置的自动化，以及对工程中的温度、压力、流量、液位等参数进行安全检测，实现控制调节、数值显示、报警联锁等功能。为了实现自控，要在气化站的橇装设备内分别设置5个现场远程监测I/0站，现场各个工艺橇块中的控制柜用于安装输人/输出模块以及其端子排，现场仪表和控制阀信号是用以实现自控的重要仪器，需要与远程控制柜中的防爆I/0模块相连接，气化站的各个控制柜要通过四芯屏蔽高频同轴电缆相连接，连接顺序是CP一IA~CP一SA，将控制柜连接好后，再反过来从CP一IA与CP一SA顺序，依然要通过四芯屏蔽高频同轴电缆相连接，以此组成环形冗余网络与人中控室CONTROL-LOGIX控制器相连，对于远程的FO通讯则通过ContolrNet网络和CIP协议得以实现。在安全方面，为了预防意外情况，紧急停车（ESD）系统在全厂都有设置，该系统独立于PLC系统，单独运行不受PLC的影响。当PLC系统出现故障，例如机械设备故障、过程参数越限、系统自身故障或能源中断等问题时，ESD系统能够运行一系列预先设定的动作，保护机械与工作人员，通过设置，ESD系统在PLC系统出现问题时自动运行，如有需要也可手动运行。如图 1所示：为天然气站场 PLC 和变频器相结合，实现的物料自动定量投放系统，从整个生产原理上看，达到了自动化控制要求。
图1
1.2 DCS自动控制系统
作为多层及计算机系统，分布式控制系统将通信网络作为核心传输纽带，主要分为过程监控层以及过程控制层两级。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在整个分布式控制系统中，涉及到了通信、现实、计算机以及控制等技术，目的是为了实现控制的分散化、操作的集中化、管理的分级化以及配置的灵活化。DCS的过程控制站就是一个具有完整功能的计算机系统，由CPU、电源以及网络接口三个主要部分组成。作为现场过程控制中心，高性能中央处理器中保存着所有的过程控制程序、控制数据，并为其提供运行场所，负责所有控制决策的执行。操作员通过网络接口与过程控制站相互连接，获取信息。并将对信息的操作通过网络接口传递到控制站。其中，操作员站是一台具有监视、记录、打印、报警等功能的个人电脑。为了完成上述的功能，该电脑中通常需要安装相关的操作软件。工程师站主要针对组态过程进行控制，对过程控制站的运行情况进行监视和诊断，为DCS系统工程师提供依据。DCS系统通过多个控制器对一个生产过程中的众多控制点进行控制，平行的控制器之间借助网络进行着数据交换。DCS系统在结构上主要划分为操作级、过程级以及管理级这三个部分。作为系统控制功能的主要实施部分，过程级由过程控制站、现场仪表以及I/O单元三部分组成。操作机则主要有工程师站和操作员站，针对系统操作设计。管理机则是工厂管理信息系统，是DCS系统更高层次的应用。在生产、加工天然气的过程中，几乎每一个环节都需要使用仪表。天然气生产能否安全进行，直接依赖于对于仪表显示数值的评估。在进行天然气生产的过程中，外部环境比较恶劣，空气中的许多成分以及环境的含水量都会对人的身体造成损伤，因此不适合有工作人员现场操作，因此仪表通常会将数字进行远距离传输，在较远的地方交由工作人员读取参数。所以，仪表数据的收集，会影响到对于工作运转的判断以及对控制工作的协调。而分布式控制系统正是针对仪表读数，对一定范围内的读数进行分析，从而进行反应并提供分析报告。在天然气生产领域中，分布式控制系统主要通过局域网作用于仪表数据，并保障仪表体系之间与相关群落以及操作站的通信。以仪表集群为单位，每一个仪表集群都可以与DCS控制器进行联系，这种联系需要通过当地的I/O接口得以实现。相关仪表数据将被控制器收集，并进行初步的判断。
2 电气设备在天然气工程中的应用
由于天然气站场，其环境为易燃易爆场所，故防爆电气设备在天然气工程建设中要求很严格。在施工过程中，电动机、发电机、加药泵、电伴热等电气设备，相对施工质量要求比较高。运行后环境的独特性，要求施工人员在前期掌握专业和相关专业知识，保证电气设备安装的专业性。电缆铺设也具有很高的要求，铺设前必须进行绝缘测试，合格后方可进行铺设。确保电气设备型号和性能准确无误，电机功率的选择及其控制要求，都必须严格按照设计安装。电气和自控设备接地系统同等重要，生产后直接关系到了设备和人身的安全。电气设备和其他设备之间的通讯和控制也应由专业人员施工。施工中，还要为其用电提出安全措施，严格按照电气设备使用规范中的制度，在使用完配电箱后，要将总电源关闭，以维护施工用电的安全性。
3 天然气工程中自控仪表设备的安装和调试
3.1自控仪表安装
工作人员应严格遵照施工图纸与安装手册上的具体要求来进行实际施工，准确找到自控仪表的安装位置，并规范使用相应安装技术，为自控仪表安装施工奠定良好基础。在实际安装过程中，工作人员必须根据预留孔位来进行自控仪表及其配件的安装作业。
3.2自控仪表设备的调试工作
首先进行的是设备单机调试，然后进行联机调试。调试过程会发现很多疑难问题，但只要前期工作做好了，比如：设备选型、安装方式、使用环境等符合设计要求，后面就只需结合设备说明书和同行业仪表设备使用经验，便可逐一克服。天然气工厂生产过程需要经常进行远程调节，由于调节阀在工艺控制中起到了关键作用，在中控室通过观察实时工艺数据，来调整调节阀的开度，最终实现工艺中压力、温度、流量等参数均在正常范围，所以需通过专业工艺为其安装和调试。联机调试需要调试人员了解所有设备的性能和特点，控制参数多数为厂家提供，但也要结合实际工艺情况进行再试验，以得到最为理想控制值。调试过程一定要做好详细记录，便于以后维护设备。同时也要把不明白的问题，逐一让厂家详细解答，把设备运行时需要注意事项完全弄明白。
结语
综上所述，天然气工厂自控仪表设备具有：防爆、高精度、高稳定性、相应迅速等特点，现场仪表为工厂数据的采集提供了有力保障。电气系统能够保障供电系统和生产的稳定性。同时，自控系统占据着全厂控制中心的作用。在工程建设中，电气、仪表、自控设备在安装和调试时质量的要求，表现得更为重要、独特。通讯技术也在自控系统中相应得显为更加重要。
参考文献
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论文作者:陈大斌,曾澜
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/21
标签：自控论文; 仪表论文; 天然气论文; 系统论文; 设备论文; 过程论文; 电气论文; 《防护工程》2018年第33期论文;