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EPKS 与辅控系统时钟同步的配置与应用与辅控系统时钟同步的配置与应用
（中煤陕西榆林能源化工有限公司，陕西 榆林 719000）
要】为节约成本、提高控制质量，化工过程由多套控制
系统连接成强大控制网络实现自动化控制，在控制网络中，各类数据获取都依赖与整个系统时标进行工作，各种控制命令也要CPU 基于时间对设备进行调度，然而各个控制系统的CPU 都有自己的时钟，如果这些时钟不一致就会出现错误的指令，甚至造成事故，为实现精确的过程控制与准确的事件记录报告，避免因为控制系统的故障造成事故，不同控制系统之间保持时钟同步对与过程控制尤为重要。本文通过以霍尼韦尔的Experion PKS C300主控制系统与辅控SIMATIC PCS7系统及安全仪表SIS 系统在中煤榆林聚乙烯项目中时钟同步的实际应用为例，详细介绍EPKS 系统与辅控系统时钟同步的设计思路与方案。
【关键词】煤化工；Experion PKS；SIMATIC PCS7；SIS；时钟同步
中煤陕西榆横煤化工项目聚乙烯装置主控系统采用霍尼韦尔Experion PKS控制系统，挤压造粒机组集成西门子SIMATIC PCS7控制系统独立控制，安全仪表系统采用康吉森的SIS 系统。各系统为不同网段独立控制，SIS系统与主控系统之间采用TCP/IP通讯协议，SIMATIC PCS7与主控系统之间采用Modbus RTU通讯协议，辅控系统通过不同的通讯方式在Experion PKS 控制系统监控画面上显示，实现操作员对整个生产流程参数的在线监控。在控制网络中，不同网络节点的控制器发送的数据包里包含数据到达的时间信号，只有实现了网络内的时钟同步，才可以利用时间节点来判断这些数据之间的关系，否则将会影响操作员对工艺参数的判断，及事件记录的可靠及可用性。 2 网络配置
Experion PKS网络结构 2.1.1 控制器
系统配置一对控制器防火墙，下设三对冗余C300控制器，上千个控制回路存储于CEE 中，控制器负责存储与运算CEE 中的控制回路。
2.1.2 服务器
服务器对组态数据进行管理；对报警、历史、事件等数据进行管理，并对数据进行保存与读取，实现不同控制网络之间数据的交换。配置一对冗余服务器，当服务器故障时，C站还能通过控制器读取过程数据，对现场设备进行控制。
容错FTE 网络是EPKS 的过程控制网络，双重并行树形网络在顶部连接在一起，FTE接点同时连接到两个树网中，实现四条链路通道并快速切换。采用FTE 网络无需额外的协议转换设备和网关，方便控制网络对数据的处理。
2.1.4 系统安全设计
对与生产控制网络来说，由于直接与生产过程控制过程相关，因而系统安全是整个系统设计中必须要考虑的重点。系统安全主要包括网络安全与数据安全两部分。
（1）网络安全。由于生产协调网络与控制网络连接，因而必须要保证网络安全避免对生产造成不理影响。经过安全评估与分析，上层网络与控制系统网络之间通过硬件防火墙、防病毒软件隔离。不同控制网络之间通过协议转换实现软隔离。
（2）数据安全。数据信息是公司控制中心的基础，设计公司的经济和技术秘密，不能随意泄漏和更改，因而保证数据安全是系统正常运行的基本要求。
2.2 SIS网络结构 2.2.1 控制器
通过三重模件冗余结构提供容错能力，具有高安全性和可用性，降低因硬件故障造成的停车事故次数。当生产过程发生危险情况时，自动地按照预先设定的安全功能规范进行保护，以防危险事故的发生或者减轻其后果。
2.2.2 SOE站
配置一台SOE 站，实现对过程控制事件的顺序记录，便于事后
事故追忆，原因分析。
2.2.3 副操台
通过副操台上急停控制按钮实现对现场设备的安全保护。
2.3 SIMATIC PCS7网络结构 2.3.1 AS站
造粒单元使用S7-400PLC 控制，为西门子目前最为先进的控制系统，系统配置一对冗余417-5H 型CPU，可实现对故障安全性用户程序的编译运行。
2.3.2 OS站
中央控制室配置一台ESOS，两台OS 站，一台现场控制屏。对生产过程实时监控操作。 3 时钟同步方案
3.1 时钟源获取
采用上海岭通电子科技有限公司PS10型GPS 卫星同步时钟，三重冗余时钟源配置，确保时间信号和时标输出的高精度和稳定性。支持多种信号输出：RS422/485、RS232、以太网络信号、调制信号、光钎信号。
3.2 SIS与EPKS 时钟同步 在SIS 工程师站date and time 的Internet time 中点击change settings,在server 项中填写GPS 时钟源IP 地址，便可以实现SIS 工程师站与时钟源同步。
3.3 SIMATIC PCS7与EPKS 时钟同步
（1）以GPS 时钟源时间为基准，同步系统网络时钟。
（2）将系统中的ESOS1设置为time master，AS设置为time slave,配置OS 日期和时间格式为ISO 8601格式，激活OS 站硬件配置CP1623卡时间属性。
（3）项目硬件组态配置AS 的CPU 为从站，并激活CP443-1的时间同步选项。 4 结束语
该项目采用当前最主流、最先进的系统配置，由于控制系统的兼容与独立性，既要保证控制网络时钟同步，同时又要保证控制网络的安全性，在不同控制系统之间采用不同的通讯方式将极大的避免病毒对整个控制网络的攻击造成整个控制网络的瘫痪，因此就需要使用GPS 时钟源实现对整个控制网络的时钟同步，并通过不同通讯协议的转换使整个控制网络时间一致。 参考文献：
[1]胡松涛,自动控制原理[M],北京,科学出版社,2008.
[2]张岚,张斌,电力时间同步系统的建设方案[J],电力系统通信,2007. [3]霍尼韦尔（中国）自动化学院,Experion PKS 系统参考手册,2012. [4]中国石油化工集团公司人事部,仪表维修工,北京,中国石化出版社,2010.
[5]王广雄,何朕,控制系统设计,北京,清华大学出版社,2008. 作者简介：
车建龙（1988-）,男，陕西省渭南人，2012年毕业于西安电力高等专科学校生产过程自动化专业，现就职于中煤陕西榆林能源化工有限公司，一直从事控制系统的维护、改造等工作。
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