2018年08
月
贾安（兰州寰球工程有限公司，甘肃兰州730060）
摘要：随着科学技术的进步，信息技术已经在石油化工
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领域得到了广泛应用，大大促进了石油化工的自动化、信息化发展。目前，自动化仪表、自动化系统已经实现了与计算机技术、通信技术以及微电子技术的有机结合，智能化程度大幅度提高，且具备自诊断的功能，具有良好的冗余功能，从而为容错的实现提供了良好的基础。文章主要探讨了石油化工自控设计中的冗余容错技术。关键词：石油化工；自控设计；冗余容错技术石油化工自控设计中，冗余的目的便是实现容错。根据不
四川省工商行政管理局同的标准，可以将容错分为不同的类型，目前普遍认可的是将其分为软件容错、硬件容错两种类型。除此之外，还可以根据容错规模，分为系统容错、仪表装置容错以及控制回路容错等类型。本研究主要是对软件冗余容错、硬件冗余容错进行分析。 1硬件冗余容错
分布式控制系统（DCS ）主要应用于生产过程中的操作控制
管理、常规控制管理以及连续测量。DCS 系统之中，主要通过现场控制站，来实现与现场控制设备交互的目的。在建立控制系统的时候，可对其主控单元、网络通信单元、电源单元以及输入/输出信号转换单元配置冗余。（1）主控单元上，可以配置故障自检电路、冗余切换电路。主控单元的主要功能是接收网络数据、热备份、控制运算，但其仅有一个输出，需要对数据进行实时更新。若是运行状态下的主控单元出现故障，则备份单元便会自动运行，且切换过程无扰动；（2）网络通信单元设置2套网络接口，若是一条通信线路出现故障，则另一条通信线路便可以承担信息传输任务[1]；（3）电源单元分为一用一备，其中一个出现故障的时候，备用电源便可以承担负载用电；（4）重要输入/输出信号转换单元带有备份和无扰动切换，硬件可以自动对其与冗余通道的输入/输出进行对比分析。 紧急停车系统（ESD ）应用于SIS 系统，可以对整个生产装置的实际运行状况进行监视。若是发生重大异常工况，ESD 联锁系统迅速启动，以确保生产装置与人员的安全。TS3000是一种容错控制器，
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是在三重模块冗余结构基础上出现的，将三路隔离、并行输入的控制系统与诊断集成在一个系统之中，借助三取二表决，可以进行不间断、无差错的过程控制，即使存在单点故障，也不会使系统失效。在输入模块中，传感器信号被分成3路，且3路之间互相隔离，经过3个独立通道，输送至3个主处理器，根据多数原则，处理器间的总线便可以对数据进行表决，同时对输入数据存在的偏差进行纠正，从而确保3个主处理器可以使用一样的数据执行应用程序。接下来主处理器沿着3个通道进行输出，送至输送模块，在方形表决器中对输出的数字信号进行表决。表决电路中的总反馈电路，可以对输出状态进行最后的校验，同时诊断其是否存在潜在故障。然后在模拟输出选择器中选择模拟信号[2]。需要注意的是，对于逻辑运算器来
说，安全仪表的功能，必须要和基本过程控制系统分开。
2软件冗余容错
石油化工自控设计中，借助DCS 系统、ESD 系统的软件功能模块，可以采取多种措施，来提高控制回路的容错能力。具体包括：（1）主要联锁回路中，按照SIL 认证原理，设置2-3个传感器，并在DCS 、ESD 系统中实施三取二表决，在此基础上，仅需在组态的时候编写一套使用目的要求的程序；（2）联锁回路中，综合考虑被保护对象的特点及其具体要求，借助DCS 、ESD 系统的计时器功能块，配置一个延时继电器，用来屏蔽由于电磁干扰、电压波动等因素而出现的瞬间错误信号；（3）
汽流量测量中，多采取温压补偿方式，但实际设计中，通常不会对压力信号、温度进行特殊处理，若是压力测量信号或者是温度出现问题，则会导致汽流量测量出现较大的误差。如果其为控制信号，则会给控制回路造成严重的干扰，甚至会导致控制回路失效、停车[3]。为避免这样的问题，可以在组态时准确判断压力信号、温度情况，若是其处于正常范围之内，则可以进行补偿运算，若是其变化率异常或不在测量范围之内，则需将流量表设计时的压力值、温度当作补偿信号，并进行报警，以提高控制回路的稳定性与可靠性；（4）DCS 系统中，可结合应用PID 控制、逻辑开关控制。一个控制中，如果控制偏差超过某一极限，这样的情况下，利用开关控制，便可以迅速减小偏差。若是偏差在这一极限范围之内，则控制系统便可以自动切入到PID 常规控制状态之中。借助DCS 系统的顺控功能或者是逻辑开关控制，可以在仪表处于不正常状态或者是部分仪表处于工艺异常状态、不正常状态的时候，利用有针对性的控制措施，来降低当前控制系统的控制水平，但其仍是一个可以胜任当前状况的、完整的控制系统。
3结语
综上所述，容错是一项涉及计算机技术、人工智能技术、自动化技术等相关专业的技术集成。我国石油化工自控设计中，关于冗余容错技术，还有诸多潜在性能有待开发，必须进一步加强、加深对容错的研究，包括具备容错性能的模块化、网络化仪表装置以及冗余容错自控系统的理论与方法，以更好地推动石油化工的自动化、智能化发展。
草甘膦母液参考文献：
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危急重病人达50%[3]潘鸿飞.基于直接比较测量值的惯性冗余系统容错技术
研究[J].国外电子测量技术,2013,32(10):8-11.
作者简介：贾安（1991-）女，甘肃兰州人；助理工程师；本科；主
要从事化工自控设计工作。
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