來(lái)自于
Pilz公司的自動(dòng)化系統(tǒng)—PSS 4000能夠?qū)崿F(xiàn)控制功能的分散化以及輸入輸出的分散化,因此對(duì)于控制功能而言,相關(guān)控制程序位于何處進(jìn)行處理是無(wú)關(guān)緊要的。這一特點(diǎn)恰好能夠滿足中國(guó)和緬甸間長(zhǎng)達(dá)2500公里的天然氣管道自動(dòng)化運(yùn)行和監(jiān)控的基本要求。整個(gè)傳輸管線上存在14個(gè)集氣傳輸站,在這些集氣傳輸站上分布著各自的PSS 4000自動(dòng)化系統(tǒng)用于安全流程控制并且功能性安全等級(jí)能夠滿足SIL 3的要求,但這并不是全部,PSS 4000自動(dòng)化系統(tǒng)除了處理安全相關(guān)任務(wù)外還能負(fù)責(zé)處理非安全相關(guān)自動(dòng)化任務(wù)。
該天然氣傳輸管道起點(diǎn)位于緬甸西海岸,終點(diǎn)位于中國(guó)云南省昆明市境內(nèi)并與中國(guó)境內(nèi)自有的輸氣管線連成一體,將來(lái)自緬甸的天然氣資源通過(guò)陸上方式傳輸?shù)街袊?guó)的大部分地區(qū),大大降低了從海上運(yùn)輸?shù)囊蕾?。該管線屬于中國(guó)石油有限公司和緬甸油氣有限公司共同所有。此宏大工程從2009年開始施工至2013年7月輸氣管線開始運(yùn)行,每年自西向東傳輸300億立方米天然氣,此外另一條原油管道目前也正在施工中。

整條管線上的14個(gè)集氣輸氣站負(fù)責(zé)輸氣過(guò)程的平穩(wěn)和零故障運(yùn)行。 在這個(gè)自動(dòng)化處理過(guò)程中會(huì)涉及到如下幾個(gè)安全層面:盡可能避免人受到事故傷害、盡可能避免環(huán)境受到事故影響、盡可能避免設(shè)備遭到事故損壞。為了確保天然氣在如此長(zhǎng)距離傳輸過(guò)程中的可靠性和安全性,必須確保管線中的壓力和溫度維持在一個(gè)特定范圍。如果管線中壓力減小,那么管線中的溫度就會(huì)降低。由于天然氣的特殊屬性,這將導(dǎo)致天然氣發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象,會(huì)對(duì)天然氣流量和管線系統(tǒng)產(chǎn)生一些列負(fù)面的影響。我們可以通過(guò)使用電氣加熱系統(tǒng)來(lái)避免天然氣發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象并且確保穩(wěn)定持續(xù)的天然氣流量。在整個(gè)管線網(wǎng)絡(luò)中會(huì)有多個(gè)傳感器來(lái)監(jiān)控溫度和流量速度,如果溫度值和流量速度值低于允許的最小值,那么加熱系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。當(dāng)溫度值和流量速度值高于某個(gè)設(shè)定值時(shí),那么加熱系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停止。依據(jù)管線運(yùn)營(yíng)方的要求,該安全機(jī)制必須絕對(duì)可靠地自動(dòng)運(yùn)行。但何種類型的安全設(shè)備能夠絕對(duì)可靠地監(jiān)控、執(zhí)行上述功能呢?假設(shè)溫度和流量速度低于允許的最小值,但安全設(shè)備并未發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象,那么極端情況下會(huì)導(dǎo)致爆炸發(fā)生,給現(xiàn)場(chǎng)人員和周圍環(huán)境帶來(lái)極大的傷害和影響,此外天然氣供應(yīng)也會(huì)長(zhǎng)時(shí)間地中斷。爆炸事故所帶來(lái)的一系列費(fèi)用支出將會(huì)是天文數(shù)字。

對(duì)于天然氣管線,其安全要求通常必須滿足SIL3的要求。作為安全領(lǐng)域的先導(dǎo)者—Pilz有幸參與了該管線項(xiàng)目,并為管線加熱系統(tǒng)提供了安全解決方案—PSS 4000系統(tǒng),因?yàn)镻SS 4000系統(tǒng)已經(jīng)成功地應(yīng)用在各種行業(yè)。PSS 4000系統(tǒng)能夠?yàn)槟鷰?lái)最出色的軟硬件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及實(shí)時(shí)以太網(wǎng)SafetyNET p。該系統(tǒng)與傳統(tǒng)自動(dòng)化解決方案的不同點(diǎn)在于,其擁有多種功能和組合選項(xiàng),能夠涵蓋安全控制、標(biāo)準(zhǔn)控制、運(yùn)動(dòng)功能以及可視化診斷等多個(gè)領(lǐng)域。能夠適用于單臺(tái)設(shè)備,更能適用于組合設(shè)備。
該項(xiàng)目中必須對(duì)天然氣溫度和流量速度進(jìn)行安全的PID控制。在市場(chǎng)上雖然有很多自動(dòng)化系統(tǒng)能夠處理PID控制,但絕大多數(shù)都是非安全相關(guān)的PID控制。而PSS 4000系統(tǒng)既能涵蓋安全控制功能以及標(biāo)準(zhǔn)控制功能的特性,恰好能夠?yàn)榭蛻籼峁┌踩嚓P(guān)的PID控制。在該項(xiàng)目中我們采用PSS 4000系統(tǒng)中的高端控制器PSSuniversal PLC作為處理器,其可通過(guò)Modbus/TCP與上層控制系統(tǒng)進(jìn)行通訊。在14個(gè)集氣輸氣站中,每個(gè)站點(diǎn)都配備了1個(gè)PSSuniversal PLC。其被用于安全地監(jiān)控天然氣流量、溫度、壓力以及急停按鈕。除此之外,其還被用于控制
蜂鳴器和信號(hào)指示燈。PSS 4000系統(tǒng)的軟件平臺(tái)PAS4000為使用者提供多種符合EN/IEC 61131-3的程序編輯器,友好的操作界面和操作方法使得今后程序的修改和調(diào)整變得非常方便簡(jiǎn)單。

在該項(xiàng)目中Pilz除了提供元器件產(chǎn)品外,還同時(shí)參與在客戶的項(xiàng)目開發(fā)中,幫助客戶一同完成程序的編輯,并且還提供安全知識(shí)理論方面的支持。據(jù)悉另一條類似的天然氣管線(烏茲別克斯坦—中國(guó))中也類似地使用到了PSS 4000系統(tǒng)。