摘要：本文通过对液化天然气气化站自控仪表系统功能需求的分析，在该系统的实际设计中提出了相应技术、应用要求和相应设计方案。
　　关键词：液化天然气 自控仪表 功能 设计
　　
　　
　　1、自控仪表系统功能需求分析：
　　1.1 LNG气化站自控儀表系统包括：LNG卸车、储存、增压、气化 加热、BOG处理、安全泄放、漏压计量、加臭等工艺。
　　1.2 LNG自控仪表系统功能需求。a自控仪表系统工艺操作控制模式要求。自动运行(系统启动、系统正常运行、系统正常停车、系统紧急 停车)；手动运行(正常手动、故障手动、检修手动)。
　　1.3 LNG系统正常启动模式：正常启动模式分空温系统正常启动模式和水浴系统正常启动模式。
　　1.4 空温系统正常启动步骤如下：LNG贮罐出液阀门开启 (气动控制阀)； 气化器进、 出口阀门开启(气动控制阔)；气化器进液阀门开启(手动，缓慢开启)；BOG气相总阀开启(手动，夏季开空温)。
　　1.5 水浴系统正常启动步骤如下： LNG贮罐出液阀门开启 (气动控制阀)；水浴气化器热水循环系统开启；气化器进口阀门开启(气动控制阀)；气化器出口阀门开启(手动)；气化器进液阀门开启(手动，缓慢开启)；BOG气相总阀开启(手动，冬季开水浴)。
　　1.6 LNG系统正常运行模式：气化站设两组空温气化系统，每组空温气化系统由两台空温式气化器组成， 一般供气工况时两组空温气化器定期互相切换使用，用气高峰时两组空温同时开启。考虑到气化站冬季运行，应同时设两组水浴气化系统，单组水浴气化系统的气化能力可满足一般供气工况的要求，供气高峰时可将两组水浴气化系统同时开启。当两组水浴气化系统的气化能力未能达到100％时，可通过水浴气化器热水回水管路温度调节阀调节气化器供水水量实现。
　　1.7 LNG系统正常停车模式：LNG贮罐出液阀门关闭(气动控制阀)；气化器进液阀门关闭(气动控制阀)；待气化器进出水温度相等后，切断其进出水阀门(手动)，关闭热水循环系统(仅冬季气化站运行时)。
　　1.8 LNG系统紧急停车模式：重大事故情况下，控制系统需迅速作出反应，系统紧急停车，关闭LNG贮罐出液阀门(气动控制阀)；自控仪表系统可实现过程控制模式要求。
　　1.9 贮罐升压调节阀的控制：贮罐增压器升压调节阀的控制调节由 Dcs编程自动控制，贮罐气相压力低于设定值时，升压控制阀自动开启，增压器对贮罐进行增压，当贮罐气相压力等于设定值时，气动升压控制阀开度自动关小，将贮罐气相压力控制在正常值范周内。
　　1.10 空温气化器切换：夏季使用空温气化器时，控制系统对空温气化器出口温度进行远程及时采集和监测。一般供气工况时，两组空温气化器一开一备，当一组空温气化器出口气化温度低于一10℃时，开启另一组空温气化器气动控制阀， 再切断当前运行空温气化器气动控制阀。
　　1.11 水浴气化器气相出口温度控制：气化站冬季调峰主要采用水浴气化器，控制系统对水浴气化器出口温度进行采集和监测．通过水浴气化器出口温度判断水浴气化器的运行工况。
　　2、自控仪表系统设计
　　2.1采用通用型计算机及网络，成熟的软件产品和设备。这样配置的系统性能价格比最高，投运和收益最快，维护和扩展最方便。采用模块化结构，基本结构可以从小规模，扩展到最大允许配置，同时允许工程分期分批建设，允许用户根据工艺的改变而进行系统控制方案的改变。采用分布式的系统结构将任务分布到各节点上，使风险分散，保证了系统的高可靠性，同时，由于任务的分散执行，使得系统的响应速度和处理复杂问题的能力大大增强。
　　2.2 系统概述：整个自控仪表系统按LNG工艺流程要求其监控功能划分为三个区域和一个控制中心，三个区域是LNG贮罐区两台子母罐的监视和控制；气化调压区和公用区域包括气化设备、加臭控制及计量的系统参数监控；公用区域包括生产热水系统、压缩空气系统等参数监控；控制中心包括操作员站、上位计算机、人机界面、按钮操作面板等控制设备，操作员通过控制中心来控制现场的仪器、仪表、阀门 等设备。
　　2.3 系统结构：对于整个站区的通讯网络分成三级：第一级为监控级，中央控制站星形拓扑结构的10／100以太网；第二级为现场控制级，现场控制站至中央控制站总线拓扑结构的工业以太网；第三级为数据传输级，现场控制站至远程I／O总线拓扑结构的CAN现场总线。系统控制中心通过DCS模块连接现场各传感器，与现场各区域用屏蔽电缆连接，实现集中监控和调度管理。操作人员可在操作室内通过工作站来监视站内工艺过程及设备运行状态。 通过人机界面将I／O模块采集的数据以字符、数字或动态图形的方式显示出来。经过授权，操作员可以在监控操作站上用键盘或鼠标对现场设备进行控制， 可对重要的报警和数据通过GSM网络以短消息或数据通讯的方式发往指定人员的手机和上传上一级调度系统，以便及时和迅速地处理突发事件。
　　2.4 系统设计功能：对LNG气化站的工艺变量、设备状态及其他过程变量进行巡回测量和数据处理；根据需要实现流程的自动化切换及设备的顺序启停；对工艺流程及设备进行连锁保护；流量计算及数据归档；显示本站的工艺流程图，数据趋势图、棒状图等；工艺变量的越限或故障报警、打印；对生产报表进行自动编制，完成日报、周报、年报并及时打印；对主电以及USP电源的运行及报警实现；对公用附属设备状态、公用介质参数、运行状况进行监视。
　　2.5 自控仪表系统功能说明：（1）生产过程监视功能；提供清晰、友善的人机界面，在图形界面上显示的内容除表格、图形、曲线外，还能生成工艺流程，主要设备运行工况，使生产管理人员很方便地掌握当前全厂生产运行情况。工控机系统还可在线诊断各类故障，帮助查找故障部位并报警，并且两台工控机可实现对生产过程进行数据的冗余采集。（2）控制功能；在基于图形和中文菜单的基础上，进行工艺参数的设定。操作人员在控制中心通过键盘或鼠标下达控制命令，实现相关阀门的开启与关闭，控制流程的操作与切换，对温度、压力、流量、 液位的连锁报警。 （3）管理功能；设置不同的操作权限，记录操作员的工号、操作时间、操作内容，防止非法操作，确保设备安全运行；完成控制事件、 故障报警、历史数据、生产指标、历史趋势曲线的登录、储存、显示 和查询；生成、打印备类生产运行管理报表。（4）控组态软件；选用Windows操作系统，中文环境。工控组态软件完成数据采集、数据运算、数据管理、人机界面组态等。（5）数据管理； a：数据采集： 对来自DCS的连续的数字数据进行扫描、接受和译码。b：处理模拟量值变化：接受和处理经过一个设定阈区变化的数据。阈区值是设定改变的， 每个模拟量值应与被定义的限位值比较，如：高、低、变化速率和接近的速率，如果超过限位值则违章报警。 C：实时数据库：用于储藏来自DCS的最新采集数据。数据用于显示器或制作LNG气化站生产日报表、日报表系统记录报警、信号值的变化、操作员联机和关机、系统功能成功或失败等事件。 d：历史数据库：用于储存来自DCS实时数据或键盘的数据，从历史数据文件中检索数据、 创建历史数据的趋势显示，计算最小值、最大值、平均值、标准值、偏差值、累积值和其他特殊的方程式。 （6）此外，运用程序的结果也可以存储在历史资料库。