壓氣輸氣站概覽

    Pilz PSS 4000 自動(dòng)化系統的特點(diǎn)是能夠按照機電一體化方案在外圍設備中連貫一致地分配控制功能。因而，就控制功能而言，在哪里執行對應的程序段并不重要?；旧?，這就是中國與緬甸之間 2,500 公里天然氣管道實(shí)現高度自動(dòng)化運營(yíng)和監測的基本原則。在沿線(xiàn)的 14 個(gè)壓氣輸氣站中，該自動(dòng)化系統按照 SIL 3 等級確保了安全過(guò)程控制和功能安全。但其優(yōu)點(diǎn)絕不止于此：PSS 4000 還在同一系統中同時(shí)執行自動(dòng)化和安全相關(guān)的多項任務(wù)。

部分壓氣輸氣站

    這條天然氣管道從緬甸西海岸一直延伸到中國云南省昆明市，可以滿(mǎn)足部分中國巨大的能源需求，減少對海上運輸的依賴(lài)。該管道由國有企業(yè)中石油與緬甸石油和天然氣公司聯(lián)合經(jīng)營(yíng)。這一宏偉工程于 2009 年啟動(dòng)；天然氣管道已從 2013 年 7 月投入運營(yíng)。該管道每年自西向東輸送約 300 億立方天然氣；同時(shí)規劃的原油管道正在建設當中。

    超過(guò) 2,500 公里的可靠安全運營(yíng)

    管道沿線(xiàn)的 14 個(gè)壓氣輸氣站確保順暢、無(wú)故障地輸送天然氣。各個(gè)自動(dòng)化過(guò)程按照定義的安全等級相連，目的是盡可能地降低和減少對人、環(huán)境的危害風(fēng)險以及對設備的損壞。為可靠、安全地遠距離運輸天然氣，必須保持一定的管道壓力和相關(guān)的最低溫度。如果壓力下降，溫度也隨之降低。由于天然氣的特性，結冰的風(fēng)險也相應升高 — 隨之帶來(lái)對氣流和管道系統的負面影響。

    國鵬科技有限公司總部位于中國北京。作為此聯(lián)合工程合作伙伴中的一員，負責使用電加熱系統防止結冰和保持連續氣流。使用多個(gè)傳感器監測管網(wǎng)中的溫度和流速：當數值低于定義的最低值時(shí)，則啟動(dòng)加熱系統。定義的最高值確保在適當時(shí)候再次停止加熱系統。按照管道操作員的要求，此安全保障措施將在絕對可靠的情況下自動(dòng)運行。但是，什么類(lèi)型的安全設備才適合可靠地監測切換信號的執行情況呢？如果未能在溫度和氣流值超過(guò)或低于定義值時(shí)進(jìn)行有效檢測，在極端情況下可能引發(fā)爆炸，對人和環(huán)境造成有害影響并且導致天然氣供應長(cháng)期中斷。間接成本將迅速增至數百萬(wàn)。

    天然氣管道應符合生產(chǎn)設備要求

    此類(lèi)要求旨在達到安全完整性等級 (SIL) 3。朱一鳴 (Zhu Yi Ming) 是國鵬科技有限公司的工程師，負責加熱系統的開(kāi)發(fā)和可靠運營(yíng)；他回想起早些年在德國的一次經(jīng)歷：“當時(shí)，我被一個(gè)大型液壓機上出色的安全解決方案所震驚；那就是 Pilz 解決方案”，朱一鳴說(shuō)。因此，他聯(lián)系了 Pilz 北京分公司。天然氣管道本質(zhì)上就是一個(gè)復雜的生產(chǎn)設備，必須符合極為多樣的控制和安全要求，PSS 4000 自動(dòng)化系統非常適合這個(gè)項目，因為該系統已成功用于大量機械工程應用領(lǐng)域。

    這家完整安全自動(dòng)化供應商的自動(dòng)化系統能夠實(shí)現軟硬件組件、網(wǎng)絡(luò )設備和實(shí)時(shí)以太網(wǎng) SafetyNET p 之間的最優(yōu)交互。該系統的突出特點(diǎn)是極其多樣化的功能和組合選項，與經(jīng)典的自動(dòng)化解決方案截然不同。無(wú)論是獨立機器，還是互聯(lián)設備，PSS 4000 自動(dòng)化系統都能夠連貫一致地分配控制功能，從而使項目實(shí)施更為靈活和簡(jiǎn)單。同時(shí)，也可構建具有集中式 PLC 控制系統的“經(jīng)典式”自動(dòng)化結構。

    PSS 4000：PID 控制器的安全監測

    關(guān)于安全監測天然氣溫度和流量，有一項強制性要求：所選的解決方案應能夠使用安全的 PID 控制器。雖然市面上有大量自動(dòng)化系統能夠監測非安全相關(guān)的 PID 控制器，但能夠實(shí)施安全過(guò)程控制的 PLC 控制系統為數甚少。PSS 4000 自動(dòng)化系統將可靠的安全性和自動(dòng)化集于同一系統：PID 控制器通過(guò) PAS4000 軟件平臺上的特定軟件功能塊實(shí)施。

    PSSuniversal PLC 控制系統隸屬于 PSS 4000 自動(dòng)化系統，通過(guò) Modbus/TCP 與更高等級的設備控制系統通信，并用于所有 14 個(gè)壓氣站。它可以安全監測氣流、溫度、壓力和急停按鈕，還可監測和控制警報器或信號燈等自動(dòng)化功能。“對我們而言，關(guān)鍵是 PSS 4000 集自動(dòng)化與安全功能于同一系統，使用直觀(guān)的軟件便可實(shí)現所有功能，超高性?xún)r(jià)比更是無(wú)與倫比”，朱一鳴說(shuō)。借助根據 EN/IEC 61131-3 進(jìn)行編程或配置的各種編輯器，通過(guò)軟件就能輕松實(shí)施任何更改和調整。“在此項目中，Pilz 不僅提供了先進(jìn)技術(shù)，還是開(kāi)發(fā)最佳項目解決方案的平等合作伙伴，編程和調試過(guò)程中的安全專(zhuān)家、顧問(wèn)及后方支持”朱一鳴總結道。

    從其在經(jīng)典工程領(lǐng)域中的應用來(lái)看，PSS 4000 模塊化自動(dòng)化系統在管道工程中的應用（如緬中天然氣管道工程）仍有些特別之處。然而，使用此系統可實(shí)施豐富的解決方案、系統的邏輯結構、實(shí)施的簡(jiǎn)易性，以及同樣重要的日常使用中的良好體驗，都證明了該系統的巨大優(yōu)勢：目前，另一項天然氣管道工程（中國與烏茲別克斯坦）正處于規劃階段。

    豐富的應用

    自 PSS 4000 自動(dòng)化系統面市以來(lái)，有大量豐富多樣的應用得以實(shí)施。除了經(jīng)典的機械工程應用以外，還包括纜車(chē)、碼頭起重機、礦業(yè)、探險樂(lè )園、化工行業(yè)以及橋梁和閘門(mén)系統自動(dòng)化、成本高且復雜的舞臺技術(shù)、甚至管道等大型工程。在很多情況下，安裝簡(jiǎn)單、使用各種編輯器靈活編程以及創(chuàng )建獨立于硬件的軟件等特性都具有至關(guān)重要的作用。在許多應用中，重點(diǎn)在于設備潛在的擴展能力，即非常高的靈活性。