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[摘 要]本文针对内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气项目工艺、消防、安全等监控系统包括的实施情况进行简单介绍，本文重点讨论大型煤化工在基建过程中的规划思路以及基本实施过程，供同类型企业探讨借鉴。
[关键词]中央集控；DCS；ESD；ITCC；火灾报警系统；工业电视系统；有毒气体检测系统；扩音对讲
中图分类号：F426.72 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0195-01
前言
众所周知电力企业的机、电、炉一体化和主控、辅控监控系统技术非常成熟，而煤化工行业由于工艺流程长，工艺技术可复制性差，工艺技术不统一，所以总体监控水平仍然处于初级阶段。此次由大唐集团组织兴建煤制天然气这个大型的煤化工企业，自然而然的将电力系统的先进监控理念应用到化工领域，从而抬高了该项目的监视和控制水平。克旗项目全厂安全监控核心设计在中央集控室，配套监控系统包括：全厂的DCS监控系统、ESD监控系统、ITCC机组控制系统、火灾报警系统、工业电视监视系统、有毒气体检测系统以及扩音对讲系统，实现全厂的工艺、安全、消防、环保的全方面监视的统一调控，促进了项目各个装置间的信息畅通，为整个工艺系统的“安、稳、长、满、优”提供了保障。
1 系统布置
本项目采用中央集控室（CCR）、现场机柜室（FAR）、相结合的配置方式。原则上控制系统的监控功能设置在中央控制室，信号采集系统设置在相应生产装置的现场机柜室。DCS系统、ESD系统、ITCC系统、火灾报警系统、工业电视系统、有毒气体检测系统以及扩音对讲等的采集系统均设置在现场机柜室，各个系统信息汇总至中央集控室（CCR）实施调控。各系统的具体实施情况逐一介绍如下。
2 DCS监控系统
克旗项目DCS监控系统采用中央集控制，按全厂流程和平面布置划分成若干个装置控制区域，中央集控室根据装置的需要设置操作区域，控制区域与操作区域相对应。中央集控制的特点在于将全厂的各个装置信号集中于中央集控室，实现全部网络的互联，实现集中监视分散控制。通过权限的设置，可实现在任意装置的操作员站调控全厂工艺系统的数据；可实现任意相关联装置的监控信号集中监控；
3 ITCC和ESD监控系统
依据工艺系统对控制系统SIL安全等级的要求，克旗项目在空分装置空气压缩机、气化装置气化炉顺控、净化装置丙烯压缩制冷压缩机、甲烷化装置的循环气压缩机、甲烷化工艺系统紧急连锁系统均采用了ITCC和ESD。考虑到机组和连锁系统的独立和安全性，系统按照工艺装置分别设置。系统监控功能也分为远程监控和就地监控两个部分，远程监控设置在中央集控室，就地监控设置在就地控制室。
4 火灾报警和有毒有害气体监控系统
克旗项目火灾报警和有毒有害监控系统包括火灾自动报警系统、可燃及有毒有害气体探测系统、七氟丙烷气体灭火系统、二氧化碳气体灭火系统、自动喷水灭火系统及泡沫灭火系统等。火灾报警系统按照装置划分，全化工区共分13各区域。各区域独立设置火灾报警控制器，用于采集总线网络上烟感探测器、温感探测器、手动报警按钮、声光报警器及其他探测器和联动设备信息，检测信息经过网络上传至中央集控室。气体探测系统按照工艺装置有毒有害介质等工艺条件分为8各区域，系统采用PLC系统完成有毒有害气体检测器信号采集功能，信号一路通过FAR就地工控机进行监控；另一路通过远程冗余总线制连接上传到中央集控进行监控。气体探测系统可实现与火灾报警系统的联动，气体探测信号通过火灾报警系统的输入模块，将报警信息发布，实现火气系统的有效集成。
5 工业电视监控系统
项目工业电视监控系统以中央集控室为监控中心，下设10余个区域子系统。每个区域子系统分别配置就地数字主机。就地各区域的数字主机将接收到的模拟视频信号进行实时采样，通过MPEG-4视频压缩法转变为数字视频信号，然后进行显示、网络传输、本地存储或网络存储等。
6 扩音对讲系统
克旗项目扩音对讲系统采用有线有主机工业用通信系统。系统以中央程控机为中心星型辐射布置，区域用户间通话关系通过PC机编程设定。厂区内扩音对讲电话系统，根据生产需要设置成若干个区域子系统，各区域子系统扩音对讲电话可以联网，可以完成全厂范围内各个区域合并和分离操作。该系统预留程控电话、火灾报警、调度程控、气体报警等系统接口，可实现报警或调度指令的接受和发报功能。
7 监控系统规划方案设计与实施
克旗公司全厂监控系统布局在建设项目初步设计阶段着手规划。首先，设计院依据规范标准，结合克旗项目工艺特点、资金能力、管理水平，初步规划出全厂所需要的监控设施和布局方案；第二，克旗公司提出安全、消防、工艺等管理单位和车间部室的工作职责，规划出全厂的管理职能和管理流程；第三，设计院和克旗公司讨论各个监控系统与各管理职能和管理流程符合性，同时兼顾考虑各监控系统间和职能部门之间的关联性，然后统一分配并建立全厂监控系统信息流规划方案；最后由克旗公司组织相关专家和上级部门经过审核并修改后，确定规划方案。
中央集控制方案的实施重点在于业主方、设计方、施工单位、供货厂家统一协调、统一管理。除了ITCC机组控制系统要求随机组配套供货外，其余DCS监控系统、ESD监控系统、火灾报警系统、工业电视监视系统、有毒气体检测系统以及扩音对讲系统需要各系统间统一招标，以保证系统一致性；在相关联系统间招标过程中还需要统一通讯网络协议和通讯接口，例克旗公司多采用MODBUS485通讯协议。为了保证压缩机组的完整性和软硬件责任的明确性，ITCC系统需要随机组供货商统一供货和组态；即便如此，在招标和协议签订过程中，也同样需要规约相关联系统的通讯协议和接口。各个独立招标的系统尽量采用EPC模式，至少采用EP模式（在签署各个施工合同时明确该项施工任务），否则在施工过程中非常难以协调施工单位的施工进度。
现场施工阶段，作为大型煤化工项目，克旗项目的施工顺序和施工任务基本上是按照工程规划和设计进度以及供货情况呈立体状交错实施和完成的，各个监控系统的供应商需要紧密结合现场实际安装进度，合理安排施工人员和机具等资源。当现场的实际布置与设计不符时，需要及时通过监理、业主与设计及时联系沟通，完成二次设计、变更设计或设计变更的确认。
8 结束语
克旗项目集控系统的布置情况其优点主要即实现了不仅仅是工艺控制系统的集中监视分散控制的功能，更具特点的是将安全、消防和工艺监控均实現了统一调控、集中监视、分散控制的统筹协调。特别是在需要全厂时钟同步这样的项目来说，监控系统的集控制更是其实施的基础。由于克旗项目的规模较大，在某一工艺或安全时间突发过程中，如果系统的硬件时钟不统一导致事件的记录时间有较大偏差，无法最终时间的“首出”，在各个监控系统在实施GPS时钟同步的过程中，由于前期的通讯接口和系统结构的统一，GPS连接的各个系统只需要在中央集控室提供一个相互通讯的接口，便可进行所有调控系统的时钟同步。
克旗项目在实现全厂集控制的过程中，仍然有部分小型辅助控制随成套设备集成供货，其大多采用的PLC系统。按照电厂的主控+辅控的理念，以及在电厂辅控网实际运行的情况看，克旗项目全厂完全可以实现将PLC系统构架成为辅控网将数据统一上传至中央集控室监控，这样将基本达到监控无盲区的监控理念。
总之，随着化工企业规模的不断扩大，现代化水平的不断提高；随着自动化信息领域的逐步发展，工厂监控系统集成度也将逐步提高，这就要求企业的监控系统规划的思路更加广泛、更加全面，同时对各个监控系统的细节方面更加的有深度，这样才能适应现代化大规模化工企业的发展。
[关键词]中央集控；DCS；ESD；ITCC；火灾报警系统；工业电视系统；有毒气体检测系统；扩音对讲
中图分类号：F426.72 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0195-01
前言
众所周知电力企业的机、电、炉一体化和主控、辅控监控系统技术非常成熟，而煤化工行业由于工艺流程长，工艺技术可复制性差，工艺技术不统一，所以总体监控水平仍然处于初级阶段。此次由大唐集团组织兴建煤制天然气这个大型的煤化工企业，自然而然的将电力系统的先进监控理念应用到化工领域，从而抬高了该项目的监视和控制水平。克旗项目全厂安全监控核心设计在中央集控室，配套监控系统包括：全厂的DCS监控系统、ESD监控系统、ITCC机组控制系统、火灾报警系统、工业电视监视系统、有毒气体检测系统以及扩音对讲系统，实现全厂的工艺、安全、消防、环保的全方面监视的统一调控，促进了项目各个装置间的信息畅通，为整个工艺系统的“安、稳、长、满、优”提供了保障。
1 系统布置
本项目采用中央集控室（CCR）、现场机柜室（FAR）、相结合的配置方式。原则上控制系统的监控功能设置在中央控制室，信号采集系统设置在相应生产装置的现场机柜室。DCS系统、ESD系统、ITCC系统、火灾报警系统、工业电视系统、有毒气体检测系统以及扩音对讲等的采集系统均设置在现场机柜室，各个系统信息汇总至中央集控室（CCR）实施调控。各系统的具体实施情况逐一介绍如下。
2 DCS监控系统
克旗项目DCS监控系统采用中央集控制，按全厂流程和平面布置划分成若干个装置控制区域，中央集控室根据装置的需要设置操作区域，控制区域与操作区域相对应。中央集控制的特点在于将全厂的各个装置信号集中于中央集控室，实现全部网络的互联，实现集中监视分散控制。通过权限的设置，可实现在任意装置的操作员站调控全厂工艺系统的数据；可实现任意相关联装置的监控信号集中监控；
3 ITCC和ESD监控系统
依据工艺系统对控制系统SIL安全等级的要求，克旗项目在空分装置空气压缩机、气化装置气化炉顺控、净化装置丙烯压缩制冷压缩机、甲烷化装置的循环气压缩机、甲烷化工艺系统紧急连锁系统均采用了ITCC和ESD。考虑到机组和连锁系统的独立和安全性，系统按照工艺装置分别设置。系统监控功能也分为远程监控和就地监控两个部分，远程监控设置在中央集控室，就地监控设置在就地控制室。
4 火灾报警和有毒有害气体监控系统
克旗项目火灾报警和有毒有害监控系统包括火灾自动报警系统、可燃及有毒有害气体探测系统、七氟丙烷气体灭火系统、二氧化碳气体灭火系统、自动喷水灭火系统及泡沫灭火系统等。火灾报警系统按照装置划分，全化工区共分13各区域。各区域独立设置火灾报警控制器，用于采集总线网络上烟感探测器、温感探测器、手动报警按钮、声光报警器及其他探测器和联动设备信息，检测信息经过网络上传至中央集控室。气体探测系统按照工艺装置有毒有害介质等工艺条件分为8各区域，系统采用PLC系统完成有毒有害气体检测器信号采集功能，信号一路通过FAR就地工控机进行监控；另一路通过远程冗余总线制连接上传到中央集控进行监控。气体探测系统可实现与火灾报警系统的联动，气体探测信号通过火灾报警系统的输入模块，将报警信息发布，实现火气系统的有效集成。
5 工业电视监控系统
项目工业电视监控系统以中央集控室为监控中心，下设10余个区域子系统。每个区域子系统分别配置就地数字主机。就地各区域的数字主机将接收到的模拟视频信号进行实时采样，通过MPEG-4视频压缩法转变为数字视频信号，然后进行显示、网络传输、本地存储或网络存储等。
6 扩音对讲系统
克旗项目扩音对讲系统采用有线有主机工业用通信系统。系统以中央程控机为中心星型辐射布置，区域用户间通话关系通过PC机编程设定。厂区内扩音对讲电话系统，根据生产需要设置成若干个区域子系统，各区域子系统扩音对讲电话可以联网，可以完成全厂范围内各个区域合并和分离操作。该系统预留程控电话、火灾报警、调度程控、气体报警等系统接口，可实现报警或调度指令的接受和发报功能。
7 监控系统规划方案设计与实施
克旗公司全厂监控系统布局在建设项目初步设计阶段着手规划。首先，设计院依据规范标准，结合克旗项目工艺特点、资金能力、管理水平，初步规划出全厂所需要的监控设施和布局方案；第二，克旗公司提出安全、消防、工艺等管理单位和车间部室的工作职责，规划出全厂的管理职能和管理流程；第三，设计院和克旗公司讨论各个监控系统与各管理职能和管理流程符合性，同时兼顾考虑各监控系统间和职能部门之间的关联性，然后统一分配并建立全厂监控系统信息流规划方案；最后由克旗公司组织相关专家和上级部门经过审核并修改后，确定规划方案。
中央集控制方案的实施重点在于业主方、设计方、施工单位、供货厂家统一协调、统一管理。除了ITCC机组控制系统要求随机组配套供货外，其余DCS监控系统、ESD监控系统、火灾报警系统、工业电视监视系统、有毒气体检测系统以及扩音对讲系统需要各系统间统一招标，以保证系统一致性；在相关联系统间招标过程中还需要统一通讯网络协议和通讯接口，例克旗公司多采用MODBUS485通讯协议。为了保证压缩机组的完整性和软硬件责任的明确性，ITCC系统需要随机组供货商统一供货和组态；即便如此，在招标和协议签订过程中，也同样需要规约相关联系统的通讯协议和接口。各个独立招标的系统尽量采用EPC模式，至少采用EP模式（在签署各个施工合同时明确该项施工任务），否则在施工过程中非常难以协调施工单位的施工进度。
现场施工阶段，作为大型煤化工项目，克旗项目的施工顺序和施工任务基本上是按照工程规划和设计进度以及供货情况呈立体状交错实施和完成的，各个监控系统的供应商需要紧密结合现场实际安装进度，合理安排施工人员和机具等资源。当现场的实际布置与设计不符时，需要及时通过监理、业主与设计及时联系沟通，完成二次设计、变更设计或设计变更的确认。
8 结束语
克旗项目集控系统的布置情况其优点主要即实现了不仅仅是工艺控制系统的集中监视分散控制的功能，更具特点的是将安全、消防和工艺监控均实現了统一调控、集中监视、分散控制的统筹协调。特别是在需要全厂时钟同步这样的项目来说，监控系统的集控制更是其实施的基础。由于克旗项目的规模较大，在某一工艺或安全时间突发过程中，如果系统的硬件时钟不统一导致事件的记录时间有较大偏差，无法最终时间的“首出”，在各个监控系统在实施GPS时钟同步的过程中，由于前期的通讯接口和系统结构的统一，GPS连接的各个系统只需要在中央集控室提供一个相互通讯的接口，便可进行所有调控系统的时钟同步。
克旗项目在实现全厂集控制的过程中，仍然有部分小型辅助控制随成套设备集成供货，其大多采用的PLC系统。按照电厂的主控+辅控的理念，以及在电厂辅控网实际运行的情况看，克旗项目全厂完全可以实现将PLC系统构架成为辅控网将数据统一上传至中央集控室监控，这样将基本达到监控无盲区的监控理念。
总之，随着化工企业规模的不断扩大，现代化水平的不断提高；随着自动化信息领域的逐步发展，工厂监控系统集成度也将逐步提高，这就要求企业的监控系统规划的思路更加广泛、更加全面，同时对各个监控系统的细节方面更加的有深度，这样才能适应现代化大规模化工企业的发展。