控制系统设计中的过程原理图

一目了然 运营效率 DCS逻辑 控制功能 标准项目模板

控制系统工程师的目标是设计一个满足过程功能要求的控制系统，以及由总体操作和控制理念以及人力资源水平强加的要求。由于缺乏全面控制和监测功能的适当文件，操作人员对电厂运行效率的评估是一项艰巨的任务。通常，在系统运行之前，无法识别不同系统中的操作问题，在最坏的情况下，这可能导致在项目的后期阶段进行重大修改。

可用于实现所需控制系统功能的分布式控制系统(DCS)供应商的逻辑和算术功能通常是准确的，但它们也是专有的。深入的系统知识需要了解DCS的可用功能以及它们的互连。然而，在控制系统和工艺流程本身之间不存在直观的联系。

由于在DCS中实现的功能与P&ID的过程流定义之间缺少这种联系，过程工程师验证控制系统实现中所有过程方面都已得到适当处理的能力受到限制。

使用系统控制图(SCD)方法——一种独立于供应商和项目的结构化方法——可以消除这个缺失的环节。

科学概念

基于p&id(过程原理图)的核心，SCD概念实际上删除了控制系统设计中不需要的所有信息。SCD侧重于表示系统和功能关系，并在高层基础上记录过程控制功能。然而，这个概念也包含了函数的定义和工作方法。在许多情况下，SCD方法可以包含通常用于指定高级控制功能的功能规范文档所提供的所有信息。

液位变送器连接到位于控制器C18中的MA模板(LT040239)。事件高(BXH)通过启动优先级1 (XP1H)的连接启动泵模板SBE (PA0001A39)。事件低(BXL)停止泵(XP1L)。电机控制中心(MCC)的控制信号为启动(YH)和停止(YL)。除了正常控制外，还通过位于控制器P21中的MA模板(LST040139)进行安全水平测量，其中低低报警跳闸(ALL)连接到单个二进制控制块(SB)。输出信号直接连接到MCC，但也分裂(S)向下锁定SBE模板为手动模式，低信号到电机(LSL)。

SCD中的控制函数由数量有限的高级函数模板表示。通过将这些模板互连，可以实现复杂的控制和联锁策略。还可以使用附加的基本逻辑和算术函数。该标准还在功能块框架内引入了一组定义、状态和转换规则。

作为一个SCD标准的例子，考虑NORSOK SCD标准，它指定了一组独立于供应商的模板。在该标准中，85%的过程控制逻辑是基于五个主要模块开发的。这五个模块分别是:模拟信号监测(MA);二值信号监测(MB);电气设备(电机)的控制;气动/液压设备的控制，如阀门(SBV);和调制控制，如PID (CA)。

SCD方法还可以基于任何高级模板，甚至是专有的DCS供应商模板。更高级别的模板功能导致SCD上布局的控制结构更具可读性和可理解性。

使用NORSOK SCD方法，即使使用不同的工程承包商或控制系统来实现功能，也可以从一个工厂开发项目重用功能性监测和控制解决方案。

在过去的10年里，这种SCD方法已被用于挪威大多数大型海上油气平台的开发。它已经成为事实上的运营商、工程承包商和DCS供应商使用的标准。挪威平台上的所有主要系统供应商，如霍尼韦尔、ABB和西门子，都根据NORSOK SCD标准定义的SCD模板，在其官方功能块库中开发了功能块。该标准是免费的，可以在www.standard.no/imaker.exe?id=390上访问。

Idar Ingebrigtsen是石油和天然气行业顾问，担任SCD委员会主席;Jan Even Hjelmtvedt是霍尼韦尔工业解决方案的高级项目工程师。

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