目前大部分的石油化工企業(yè)均設(shè)置自動(dòng)化控制系統(tǒng),主要包括集散控制系統(tǒng)(DCS)、安全儀表系統(tǒng)(SIS)、可燃和有毒氣體檢測報(bào)警系統(tǒng)(GDS),壓縮機(jī)控制系統(tǒng)(CCS)、成套設(shè)備自帶控制系(PLC),視頻監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)等。有些企業(yè)有多套裝置,每套裝置設(shè)置一套或幾套控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)可能分布在各裝置區(qū)內(nèi),雖然能通過相互通訊,把各個(gè)系統(tǒng)聯(lián)系起來,避免了自動(dòng)化信息孤島,方便了統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度、提高安全生產(chǎn)水平,增加了生產(chǎn)效益。
但是也帶來了一些問題,如各控制系統(tǒng)時(shí)鐘同步問題,時(shí)鐘同步目的是使系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)之間的時(shí)間標(biāo)記數(shù)據(jù)一致。"
假如某一化工發(fā)生事故,由于集散控制系統(tǒng)、安全儀表系統(tǒng)、可燃和有毒氣體檢測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等系統(tǒng)時(shí)間不統(tǒng)一,對事故調(diào)查、分析事故原因帶來很多困難,需要花費(fèi)了很大的人力物力找出事故發(fā)生第一起始點(diǎn)。
01、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
1、SH/T 3092-2013《石油化工分散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》5.3.7 時(shí)鐘同步5.3.7.1 DCS應(yīng)具備使網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘同步的功能。5.3.7.2 宜由DCS向第三方應(yīng)用計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)發(fā)布時(shí)鐘同步信號(hào)。5.3.7.3 節(jié)點(diǎn)數(shù)量大于50的網(wǎng)絡(luò)宜設(shè)置時(shí)鐘同步器。5.3.7.4 時(shí)鐘同步器的授時(shí)精度不應(yīng)低于1ms,守時(shí)精度不應(yīng)低于2μs/min。5.3.7.5 DCS不應(yīng)采用無線通信方式的外部時(shí)鐘源。2、HG/T 20573-2012《分散型控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》9.2.2DCS通信系統(tǒng)宜包含一套裝置時(shí)鐘同步系統(tǒng),以具有接收來自全球定位系統(tǒng)(GPS)的時(shí)鐘信號(hào)的能力。3、SH/T3181-2016《石油化工儀表遠(yuǎn)程監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》
6.5 時(shí)鐘同步
6.5.1 SCADA應(yīng)在控制中心配置GPS時(shí)鐘,SCADA網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)宜通過時(shí)鐘同步軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步,同時(shí)也可同第三方應(yīng)用計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)發(fā)布時(shí)鐘同步信號(hào)。6.5.2 SCADA,各節(jié)點(diǎn)與時(shí)鐘源的同步精度要求:基于NTP/SNTP時(shí)鐘同步宜采用±50ms、不應(yīng)超過±100ms;其他方式時(shí)鐘同步精度不應(yīng)超過±100ms。4、GB/T 50770-2013 石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范5.0.20 安全儀表系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備宜設(shè)置同一時(shí)鐘。02
設(shè)置的重要性時(shí)鐘同步的目的是使DCS系統(tǒng)內(nèi)部和其它系統(tǒng)之間的時(shí)間標(biāo)記數(shù)據(jù)一致,實(shí)際上并不需要絕對時(shí)間一致,只要相對時(shí)間就足夠了,也不需要與某個(gè)地域時(shí)間絕對一致。DCS具備使網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘同步的功能。在實(shí)際應(yīng)用中,當(dāng)需要與其它系統(tǒng)時(shí)鐘同步時(shí),宜由DCS向第三方應(yīng)用計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)發(fā)布時(shí)鐘同步信號(hào),第三方計(jì)算機(jī)設(shè)備與DCS同步。對于不用時(shí)間標(biāo)記記錄數(shù)據(jù)的第三方設(shè)備,不必設(shè)置時(shí)鐘同步。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)量大于50的網(wǎng)絡(luò)宜設(shè)置時(shí)鐘同步器,時(shí)鐘同步器的授時(shí)精度不應(yīng)低于lms,守時(shí)精度不應(yīng)低于2μs/min。1. SH/T 3092-2013《石油化工分散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》5.3.7節(jié)要求DCS不應(yīng)采用無線通信方式的外部時(shí)鐘源。這是出于對控制系統(tǒng)安全的考慮,該規(guī)范6.2.2無線網(wǎng)絡(luò)中要求DCS嚴(yán)禁采用無線網(wǎng)絡(luò),采用無線網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)及儀表設(shè)備不得接入DCS網(wǎng)絡(luò),這是對控制系統(tǒng)安全的考慮。2. HG/T 20573-2012《分散型控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》9.2節(jié)要求通信系統(tǒng)宜包含一套裝置時(shí)鐘同步系統(tǒng),以具有接收來自全球定位系統(tǒng)(GPS)的時(shí)鐘信號(hào)的能力。3. SH/T 3181-2016《石油化工儀表遠(yuǎn)程監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》6.5節(jié)要求SCADA應(yīng)在調(diào)度控制中心配置GPS時(shí)鐘,SCADA網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)宜通過時(shí)鐘同步軟件實(shí)現(xiàn)。4.GB/T 50770-2013 石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 5.0.20節(jié)要求安全儀表系統(tǒng)的邏輯控制器、工程師站、操作站等設(shè)備,可采用邏輯控制器的時(shí)鐘作為時(shí)鐘源,使安全儀表系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的時(shí)鐘一致。大型石油化工工廠的安全儀表系統(tǒng)應(yīng)與基本控制系統(tǒng)的時(shí)鐘同步?刹捎脮r(shí)鐘同步系統(tǒng)作為時(shí)鐘源。
綜上所述,DCS、SIS、GDS、CCS和PLC等控制系統(tǒng)應(yīng)采用網(wǎng)絡(luò)時(shí)間通信協(xié)議(Network Time Protocol-NTP)。NTP應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)的世界時(shí)間坐標(biāo)(Universal time coordinated-UTC),UTC應(yīng)通過1個(gè)連接到DCS網(wǎng)絡(luò)的GPS服務(wù)器以確保DCS、SIS、GDS、CCS和 PLC等控制系統(tǒng)的時(shí)間同步。03
設(shè)置的必要性企業(yè)是否設(shè)置GPS時(shí)鐘服務(wù)器,與某時(shí)區(qū)時(shí)間一致需要企業(yè)根據(jù)性質(zhì)和需求確定。如燃?xì)忾L輸管線的SCADA必須設(shè)置GPS時(shí)鐘服務(wù)器,與某時(shí)區(qū)時(shí)間一致,才能保證分布在整條管線上控制系統(tǒng)時(shí)間的一致,有利于保證管線的安全運(yùn)行。一般化工企業(yè)做到各個(gè)控制系統(tǒng)的時(shí)鐘同步,滿足生產(chǎn)監(jiān)控的要求即可。