北斗授时设备（NTP授时服务器）在控制系统重要性

北斗授时设备（NTP授时服务器）在控制系统重要性

摘要：控制系统时钟同步是生产装置停车原因分析的关键。以往各控制系统之间存在时间差，这给故障原因分析及工艺操作都带来了严重不便。本文对控制系统时钟同步功能的具体实现进行了相关阐述。

1、引言

　　2018年的某一天，某化工厂PX装置加热炉F101A,F101B, F102, F103出现停炉事件。当时仪表人员分别检查了DCS、ESD和压缩机的SOE(事件顺序记录)，发现此三套控制系统时间不一样，最大的相差达到8个多小时，这样给仪表人员调查事故原因带来了极大的不便，严重影响了处理事故的速度。

　　目前，随着各个厂家控制系统不断地更新换代，控制系统的操作站开始广泛使用通用的台式机电脑，而电脑时钟走不准是出了名的，每天的误差可达数秒，经过一段时间的累积就会出现较大的误差。因此我们决定加大力度解决时钟同步问题。

2、控制系统之间实现时钟同步方案

　　仪表专业技术人员的多次协商，最终提出的同步方案就是以每套装置的DCS控制器时间作为时钟源，每天当DCS控制器时间到达一个固定的时间点时，DCS控制系统发出一个脉冲信号，通过硬接线连接发送给装置内的其他控制系统，其他控制系统在接收到脉冲信号后，把系统时间修改为该时间点，完成整个装置时钟同步。该技术攻关解决了多个控制系统之间综合故障诊断的瓶颈问题。该同步方案的实现框图如图1所示：

图1 控制系统之间时钟同步的实现

3、时钟同步具体实施方案

　　PX装置是某化工厂的关键生产装置。它的处理能力是60wt/y。它的主要产品是对二甲苯，副产品包括邻二甲苯、间二甲苯等化工产品。主体装置采用的是集散控制系统。紧急停车系统采用的是SIS（safetyinstrumented system）安全仪表系统。机组控制采用的是独立的控制系统。具体控制系统见表1：

表1  PX装置控制系统一览表

　　下面以PKS与Triconex 系统的时钟同步为例进行简单介绍。PKS系统内部以服务器时钟为时钟源。其它部件读取服务器时间。我们使用PKS系统组态软件ControlBuilder进行组态，读取控制器时钟，当控制器时间达到23时00分00秒时，通过DO卡件输出一个脉冲信号。

　　选用辅助计算功能块AUXCALCA读取控制器时间，与预设为23时00分00秒的常量功能块NUMBERICA进行比较，当比较功能块GEA输出高电平时，触发脉冲功能块PULSEA发出1秒钟脉冲，最后通过DO通道DOCHANEL_04发出一个高电平信号。在PKS系统中的实现如图2所示：

图2 时钟同步组态实现

　　DCS发出时间脉冲信号通过硬接线连接送到TRICON系统DI卡端子上，首先检查TRICON系统具备有DI输入空余点，经检查发现TRICON具备该条件。

　　从DCS系统输出的脉冲信号通过继电器隔离后连接到Tricon系统DI输入卡。使用Tristration 1131组态软件同步其控制器的时钟。当DI通道检测到高电平信号时，使用脉冲模块TP锁定高电平信号，输出1秒钟脉冲到时钟设置模块TIMESET，把控制器的时钟设置为时间同步模块TIME_SYN的预设时间（23：00：00）

　　ESD系统软件组态完毕后，ESD系统时间已经与DCS时间同步，这样SOE记录时间也会与DCS系统时间一致，但在上位机显示软件也需要同步，需要在INTOUCH软件应用程序中编写脚本程序。如图3所示：

图3 INTOUCH 软件脚本程序

4、总结

　　通过全体仪表工程师的共同努力，完成了时钟同步的设计实施，证实各系统间的时钟都已与DCS系统控制时间同步，并运行一段时间证实时钟同步方案有效，为以后装置的工艺平稳操作，历史数据曲线分析，事故停车报告分析等都提供了真实的数据记录，也更好地为装置节能优化生产以及先进控制提供真实可靠的数据做到了保障

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