在石油化工行业,高温、高压、易燃易爆的生产环境,对安全生产提出了极高要求。每一个操作步骤、每一次设备运行状态的监测,都容不得丝毫差错。而同步时钟系统,作为保障生产安全、实现事故精准追溯、提升全流程运营效率的核心基础设施,在其中扮演着不可或缺的角色。

近年来,随着《石油化工安全仪表系统设计规范》《危险化学品重大危险源安全监控通用技术规范》等一系列强制性标准的发布与实施,时钟同步的精准性与可靠性,已经从企业提升效率的 “加分项”,转变为合规运营的 “必选项”。这些标准对各类系统的时钟同步精度、误差范围等都做出了明确细致的规定,成为企业在规划、建设和运营过程中必须遵循的准则。

从事故链追溯的角度来看,当生产过程中不幸发生事故时,各系统记录的时间信息就是还原事故现场、查找事故原因的关键线索。如果时钟不同步,各系统记录的时间混乱无序,就如同拼图缺少了关键的时间维度,事故调查人员将难以理清事故发生的先后顺序和因果关系,导致事故原因难以查明,后续的改进措施也无法有的放矢。而统一的时间基准,就像是为事故追溯搭建了一条清晰的时间轴,让调查人员能够沿着这条线索,快速、准确地定位事故源头,为避免类似事故的再次发生提供有力依据。

在工艺协同控制方面,石油化工生产是一个复杂的系统工程,涉及众多分布式控制系统的协同运作。以催化裂化、乙烯装置等关键工艺为例,这些工艺通常包含2000 余个监测点,每个监测点的数据采集、传输和处理都需要在精确的时间控制下进行。一旦时标误差超过5 毫秒,就可能导致工艺模型计算偏差达到2.3%,进而影响产品质量、生产效率,甚至引发安全事故。同步时钟系统通过提供统一、精准的时间信号,确保各个监测点的信息能够在正确的时间节点进行交互和处理,实现各控制系统之间的紧密协作,保障生产流程的稳定、高效运行。

可以说,同步时钟系统就像是石油化工生产的 “时间指挥官”,它打破了多系统之间的数据孤岛,实现了跨平台的信息互联,让各个环节在统一的时间节奏下协同共进,为石油化工行业的安全生产和高效运营奠定了坚实基础。

(图一:石油化工行业安全规范)

选型准则:多维指标构建科学选型体系

合规先行:筑牢同步时钟系统选型的标准根基

在石油化工行业,合规是同步时钟系统选型的首要考量因素。国家及行业出台的一系列标准规范,如GB/T 50770 - 2013等,对不同系统的时钟同步提出了明确要求。安全仪表系统(SIS)、基本过程控制系统(BPCS)以及可燃有毒气体检测系统(GDS),必须实现时钟统一,且在24小时内的时钟误差要严格控制在≤5秒的范围内。这是因为这些系统直接关系到生产安全,一旦时钟不同步,在紧急情况下,各系统之间的协调控制可能会出现混乱,导致安全联锁失效,引发严重的安全事故。

对于SCADA 系统,基于NTP/SNTP的同步精度需控制在±100ms以内,而关键控制系统更是要达到毫秒级同步标准。这是为了确保数据采集和传输的准确性,使操作人员能够实时、准确地掌握生产现场的情况,及时做出正确决策。例如,在管道输送监控中,准确的时间同步能够保证流量、压力等数据的实时性和一致性,为管道的安全运行提供保障。

在选型时,企业必须重点验证设备是否符合SH/T 3092 - 2013 等行业标准。同时,设备还需支持SOE事件追溯功能,这一功能在事故调查中起着关键作用。当事故发生后,通过高精度时间戳对比,调查人员可以清晰地梳理出事件发生的先后顺序,快速定位事件链逻辑关系,准确找出事故原因,为责任界定提供有力依据,也为后续工艺改进提供了方向,从而有效避免类似事故的再次发生。

精度为本:解码工业级协同控制的时间密钥

精度性能是同步时钟系统的核心价值所在。在石油化工生产的复杂流程中,催化裂化、乙烯装置等关键工艺涉及众多监测点,通常可达2000余个。这些监测点就如同人体的神经元,实时感知着生产过程中的各种参数变化。然而,若时标误差超过5毫秒,就如同神经系统出现紊乱,将导致工艺模型计算偏差达2.3%。这看似微小的偏差,却可能在物料平衡计算与能量优化控制中产生巨大影响,直接影响产品质量、生产效率,甚至引发安全事故。例如,在乙烯生产中,时标误差可能导致反应温度控制失调,影响乙烯的产量和纯度,造成巨大的经济损失。

为满足高精度同步需求,建议优先选择支持GPS /北斗双模授时的系统。这两种卫星授时系统相互补充,能够提供更稳定、更精确的时间信号,其同步精度可达±30ns。配合PTP(IEEE 1588v2)协议,该系统可满足SIS安全联锁系统微秒级同步需求,确保安全联锁动作的及时性和准确性。对于节点数超过50的复杂网络,配置独立时钟同步器至关重要。其授时精度应不低于1ms,守时精度不低于2μs/min,以确保分布式控制系统(DCS)各节点在高频数据交互中保持时序一致,实现高效协同工作。

可靠为基:构建极端环境下的持续授时能力

工业现场的环境复杂恶劣,对同步时钟系统的可靠性提出了严峻挑战。选型时,双机热备、多源授时备份功能是关键考量因素。当单一卫星信号中断时,内置铷原子钟或恒温晶振需能迅速接管授时任务,维持高精度守时。铷原子钟以其超高的频率稳定性,能够在卫星信号中断的情况下,长时间保持精确的时间输出;恒温晶振则通过稳定的温度控制,确保晶体振荡器的频率稳定,为系统提供可靠的时间基准。这样,即使在信号干扰、中断等极端情况下,系统也能避免因时间基准失效导致的失控风险,保障生产的连续性。

同时,设备需具备强大的抗干扰能力和环境适应能力。通过IEC 61000 - 4抗电磁干扰测试,意味着设备能够在强电磁干扰环境中正常工作,不受电磁噪声的影响。具备- 40℃~+75℃宽温运行能力,可适应不同地区、不同季节的温度变化,无论是在寒冷的北方冬季,还是炎热的南方夏季,都能稳定运行。IP65级防护等级,使其能够有效抵御粉尘、雨水等外界因素的侵蚀,在炼化车间高粉尘、强腐蚀、剧烈震动的环境中,依然能够稳定运行,确保时间同步的准确性,为生产安全提供坚实保障。

兼容为要:破解多品牌设备的系统集成难题

石油化工企业的设备种类繁多,DCS、PLC、CCTV等多品牌设备混用的现象十分普遍。在这种情况下,协议兼容性成为决定系统集成效果的关键因素。优质的时钟系统必须支持NTP、PTP、IRIG - B 等多协议并发,能够与不同品牌、不同型号的设备进行有效通信。通过MODBUS、OPC等接口,实现跨系统无缝同步,打破不同设备之间的协议壁垒,避免数据孤岛的形成,使各系统能够在统一的时间基准下协同工作。

模块化设计的产品具有更高的灵活性和可扩展性。它可根据企业的实际需求,灵活扩展端口,适配单主钟或双主钟架构。对于长输管线分布式站点,轻量化授时需求可通过简单配置实现;而大型炼化基地万级节点的复杂网络同步,也能通过模块化产品的灵活组合得以满足。这种全链路时间统一的能力,使得从底层仪表到上层监控平台的所有设备,都能在统一的时间节奏下协同工作,提高了生产效率和管理水平。

       实践优选:成都引众行业应用案例与价值赋能

在石油化工行业同步时钟系统的选型过程中,丰富的行业应用经验和成功案例是衡量品牌实力的重要标准。成都引众作为国产自主可控时间同步解决方案的领军企业,凭借其卓越的技术实力和可靠的产品质量,在石油化工领域取得了显著的成绩。其YZ-9846 系列、YZ-9820、YZ-9810等产品,已成功应用于中石化、中石油等龙头企业的核心生产场景,成为保障石油化工安全生产的可靠伙伴。

成都引众的产品基于先进的北斗/ GPS双模授时技术,能够实时接收卫星信号,获取高精度的时间基准。同时,结合国产化硬件架构,从芯片到模块,实现了全产业链的自主可控,有效提升了系统的信息安全防护水平,确保在复杂多变的网络环境中,时间同步系统能够稳定、可靠地运行。

在同步精度方面,成都引众的产品表现卓越,达到了微秒级同步精度。这意味着在石油化工生产过程中,各个设备和系统之间的时间误差可以控制在极小的范围内,实现了真正意义上的时间统一。同时,产品具备99.999%的授时可靠性,通过多重冗余设计和故障检测机制,确保在任何情况下都能为生产系统提供稳定、准确的时间信号。

以某乙烯装置为例,在部署引众高精度时钟系统之前,由于各设备时钟不同步,导致压缩机启停控制与能量回收系统之间的协同出现偏差,不仅造成了能源的浪费,还影响了生产效率和产品质量。而在部署引众高精度时钟系统之后,通过时序优化,实现了压缩机启停控制与能量回收系统的精准协同。压缩机能够在最佳的时间点启动和停止,能量回收系统也能及时捕捉和利用生产过程中产生的能量,从而大大提高了能源利用效率。据统计,该乙烯装置每年节省能耗成本超过1200 万元,这一显著的经济效益充分验证了引众同步时钟系统的价值。

除了在能源优化方面的突出表现,引众同步时钟系统还在生产安全和管理效率方面发挥了重要作用。在事故追溯过程中,高精度的时间戳为事故调查提供了准确的时间线索,帮助企业快速定位事故原因,采取有效的改进措施。在日常生产管理中,统一的时间基准使得生产调度、设备维护等工作更加高效有序,提高了企业的整体运营管理水平。

成都引众的同步时钟系统以其高精度、高可靠性和强大的行业适应性,为石油化工企业提供了从安全保障到效率提升的全方位价值赋能。在未来,随着石油化工行业对安全生产和高效运营的要求不断提高,成都引众将继续发挥其技术优势,为行业发展贡献更多的力量 。

以精准时序驱动智慧化工新未来

在 “双碳” 目标与工业数字化转型的双重驱动下,石油化工行业正处于深刻变革的关键时期。同步时钟系统作为保障生产安全、提升运营效率的核心基础设施,其重要性愈发凸显,已从合规性要求升级为全产业链效能提升的核心抓手。

成都引众作为工业级时间同步领域的深耕者,始终秉持技术创新与品质至上的理念,凭借深厚的技术积累和丰富的工程实践经验,打造出 “精准授时 + 可靠运行+ 灵活适配” 的产品矩阵,为高温高压、易燃易爆等极端场景下的石油化工生产安全与效率优化提供了成熟、可靠的解决方案。

在未来的发展中,选择符合行业标准、兼具技术领先性与丰富工程实践经验的同步时钟系统,不仅是企业合规运营的必要条件,更是迈向智能化、精细化生产的关键一步。成都引众将继续发挥自身技术优势,不断优化产品性能,拓展应用场景,以精准的时间同步技术,助力石油化工行业在时序精准的基础上构建更安全、更高效、更绿色的未来工业图景,为推动行业的可持续发展贡献力量 。