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案例頻道 1. 項(xiàng)目背景介紹
福建煉油乙烯一體化項(xiàng)目位于中國(guó)東南沿海的福建省泉州市泉港區(qū)，總占地面積約480公頃。它是目前我國(guó)第一個(gè)煉油、化工和成品油營(yíng)銷(xiāo)全面一體化的中外合資項(xiàng)目，也是至今為止一次性整體規(guī)劃、一次性設(shè)計(jì)、一次性施工建設(shè)、一次性投產(chǎn)成功、實(shí)施投資最大的煉油乙烯一體化項(xiàng)目。
2. 項(xiàng)目目標(biāo)與原則
1）使工廠(chǎng)在健康、安全、環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排方面有可靠保證；
2）高質(zhì)量的過(guò)程測(cè)量、調(diào)節(jié)控制、先進(jìn)控制集成，友好的人機(jī)接口；
3）集成自動(dòng)化系統(tǒng)具有高可靠性、高可用性及易維護(hù)性，減少非計(jì)劃停車(chē)；
4）過(guò)程控制系統(tǒng)為企業(yè)的每個(gè)生產(chǎn)設(shè)置、公用工程及輔助設(shè)施提供產(chǎn)品產(chǎn)量及質(zhì)量、原料和公用工程消耗等報(bào)告，提供準(zhǔn)確、無(wú)縫的實(shí)時(shí)及歷史過(guò)程信息；
5）全部?jī)x表設(shè)備管理系統(tǒng)集成，提供歷史分析、預(yù)測(cè)維護(hù)計(jì)劃、庫(kù)存控制及采購(gòu)計(jì)劃及存量控制等；
6）控制系統(tǒng)和儀表設(shè)備供應(yīng)商應(yīng)盡量單一化，具有最好的操作培訓(xùn)支持，達(dá)到最少人員配置水平，和最少的備品備件；
7）推進(jìn)工廠(chǎng)信息管理系統(tǒng)和自動(dòng)化系統(tǒng)集成技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展；
8）為MES和ERP提供世界級(jí)工廠(chǎng)控制一體化的生產(chǎn)操作和經(jīng)營(yíng)管理的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)物流、資金流和信息流三流合一，做到信息透明、資源共享、為生產(chǎn)和營(yíng)銷(xiāo)決策提供可靠的依據(jù)，使產(chǎn)品能適應(yīng)市場(chǎng)需求變化并獲得最大利潤(rùn)；
9）強(qiáng)化現(xiàn)代化企業(yè)管理，減低工廠(chǎng)生命周期成本，獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。
3. 項(xiàng)目實(shí)施與應(yīng)用情況詳細(xì)介紹（詳細(xì)介紹推薦項(xiàng)目的規(guī)劃、實(shí)施與應(yīng)用的詳細(xì)情況，突出項(xiàng)目創(chuàng)新性、重點(diǎn)與難點(diǎn)問(wèn)題及解決思路等。）
參考國(guó)外石油化工智能化生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，借鑒國(guó)內(nèi)外著名石油化工企業(yè)（如BP-Amoco、Exxon-Mobil、Shell Oil、上海賽科乙烯、南海殼牌乙烯、揚(yáng)巴一體化乙烯等）的全廠(chǎng)智能化總體解決方案和實(shí)際應(yīng)用情況，福建煉油乙烯一體化項(xiàng)目的全廠(chǎng)智能化總體解決方案采用自動(dòng)控制和信息管理系統(tǒng)集成的“管控一體化”方案。整個(gè)系統(tǒng)分為三層，即生產(chǎn)操作控制層（PCS）、生產(chǎn)運(yùn)行管理層（MES）和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理層（ERP）。
以過(guò)程控制系統(tǒng)（PCS）為代表的生產(chǎn)操作控制層，又稱(chēng)為基礎(chǔ)自動(dòng)化層。主要包括：分散控制系統(tǒng)/現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)（DCS/FCS）、安全儀表系統(tǒng)（SIS）、火災(zāi)及氣體檢測(cè)系統(tǒng)（FGS）、儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)（MAS）、壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)（CCS）、大型機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（MMS）、設(shè)備包控制系統(tǒng)（PLC）、在線(xiàn)分析儀系統(tǒng)（PAS）、儀表設(shè)備管理系統(tǒng)（AMS）、操作員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)（OTS）、過(guò)程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（PCCS）（實(shí)施先進(jìn)控制APC和實(shí)時(shí)優(yōu)化RTO等）及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)（RTDB）等系統(tǒng)，其核心是DCS/FCS系統(tǒng)。
生產(chǎn)操作控制層能實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)操作、原料及產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)、公用工程和產(chǎn)品質(zhì)量等全過(guò)程。并且使生產(chǎn)操作安全、可靠、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期及滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。
安全儀表系統(tǒng)（SIS）
根據(jù)各工藝裝置不同的特點(diǎn)，裝置重要的聯(lián)鎖保護(hù)、緊急停車(chē)系統(tǒng)及關(guān)鍵設(shè)備聯(lián)鎖保護(hù)都設(shè)置成自動(dòng)聯(lián)鎖，統(tǒng)一采用安全儀表系統(tǒng)（SIS）
根據(jù)國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)規(guī)范，SIS設(shè)置獨(dú)立的控制器，以確保人員及生產(chǎn)裝置、重要機(jī)組和關(guān)鍵設(shè)備的安全。SIS按事故安全型設(shè)置，采用雙重或三重冗余、容錯(cuò)系統(tǒng)。
自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)分為兩部分：裝置聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)和機(jī)組設(shè)備的聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)。原則上在同一設(shè)置內(nèi)，設(shè)一套SIS系統(tǒng)。我們建議全公司采用同一型號(hào)的SIS系統(tǒng)，以減少今后的維護(hù)工作量和維護(hù)成本。
為了盡可能避免聯(lián)鎖事故的發(fā)生，設(shè)置予報(bào)警、報(bào)警信息，按程度分為3種優(yōu)先級(jí)別，并配3種不同音調(diào)加以區(qū)分。
與DCS/FCS的設(shè)計(jì)方式相同，將SIS控制器或遠(yuǎn)程I/O機(jī)架安裝在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室內(nèi)，通過(guò)光纜接入中央控制室（CCR）操作站。根據(jù)需要在較遠(yuǎn)的現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室適當(dāng)設(shè)置輔助操作臺(tái)，用于就地監(jiān)控、機(jī)組試車(chē)和裝置開(kāi)停工時(shí)使用。
保證自控系統(tǒng)正常運(yùn)行的主要安全技術(shù)措施如下：
a)現(xiàn)場(chǎng)儀表及控制系統(tǒng)均選用先進(jìn)可靠的產(chǎn)品。DCS控制器、電源單元、通信網(wǎng)絡(luò)、控制類(lèi)I/O卡等都采用冗余配置；
b)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)及機(jī)組控制系統(tǒng)采用三重化或雙重化的冗余、容錯(cuò)系統(tǒng)重要的聯(lián)鎖系統(tǒng)檢測(cè)元件或輸入信號(hào)按冗余方式設(shè)置。SIS檢測(cè)元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)按事故安全型設(shè)置，即SIS故障或一旦能源中斷，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最終位置應(yīng)能確保工藝過(guò)程和設(shè)備處于安全狀態(tài)；
c)SIS設(shè)置事件序列記錄站，用于記錄設(shè)備狀態(tài)和連鎖事件，以便事故原因的追溯；
d)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)置獨(dú)立的冗余的UPS電源，其供電安全、接地保護(hù)等問(wèn)題在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起足夠的重視；
e)操作站與機(jī)柜采用冗余的通訊電纜或電纜連接，室外光纜通過(guò)不同的路徑敷設(shè)，以確保通信的安全；
f)為減少局域網(wǎng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)的干擾，建設(shè)公司控制網(wǎng)絡(luò)，獨(dú)立于公司的管理信息網(wǎng)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)物理隔離設(shè)備（與防火墻不同。防火墻在受攻擊成功后使兩網(wǎng)暢通，物理隔離設(shè)備在受攻擊成功后使兩網(wǎng)隔離）與管理信息網(wǎng)連接。決不允許在兩網(wǎng)信息互交時(shí)，因病毒、黑客或用戶(hù)通過(guò)管理信息網(wǎng)侵害控制網(wǎng)，提高控制網(wǎng)絡(luò)的可靠性，保證生產(chǎn)控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行；
g)FREP現(xiàn)場(chǎng)處于高雷區(qū)，對(duì)DCS/FCS、SIS、FGS、CCS/ITCC、PLC等主要系統(tǒng)需充分考慮防雷措施，確保過(guò)程控制系統(tǒng)及儀表安全。
安全儀表系統(tǒng)（SIS）安裝在中央控制室（CCR）和現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)柜室（FAR）里。安全儀表系統(tǒng)（SIS）的設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足根據(jù)IEC61508/IEC61511所定義的安全度等級(jí)（SIL）。
安全儀表系統(tǒng)（SIS）獨(dú)立于DCS系統(tǒng)和其它子系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置，采用故障安全型設(shè)計(jì)，確保裝置的安全性和可靠性。
安全儀表系統(tǒng)（SIS）采用經(jīng)TUV/IEC安全認(rèn)證的三重化（TMR）可編程序控制器（PLC）完成各工藝裝置的緊急停車(chē)和緊急泄壓。SIS應(yīng)具有SOE功能。
緊急停車(chē)信號(hào)通過(guò)冗余MODBUS-RTU通信接口連接到DCS。所有的過(guò)程報(bào)警、旁路、復(fù)位等信號(hào)能在DCS操作站上顯示。
火災(zāi)及氣體檢測(cè)系統(tǒng)（FGS）
火災(zāi)及氣體檢測(cè)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)FGS）包括各工藝裝置、公用工程、油品儲(chǔ)運(yùn)的可燃?xì)怏w、有毒氣體和火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng)，以及建筑物的火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng)。FGS系統(tǒng)與過(guò)程和設(shè)備的安全儀表系統(tǒng)（SIS）相獨(dú)立。
根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)規(guī)程，F(xiàn)GS可以單獨(dú)設(shè)置，也可以采用獨(dú)立的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（FGS）。建議在煉油、化工及其灌區(qū)等爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所采用FGS系統(tǒng)，其他公用工程與中央控制室（CCR）、總變電所、中心化驗(yàn)室等建筑物采用FAS。FGS通過(guò)光纜與在中央控制室（CCR）的監(jiān)控站進(jìn)行通信。在中央控制室（CCR）內(nèi)設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的控制站（與DCS的操作站相同）用于FGS系統(tǒng)，并有獨(dú)立的順序記錄。設(shè)置報(bào)警指示燈和控制開(kāi)關(guān)。全廠(chǎng)可燃?xì)狻⒂卸練饧盎馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)控制器安裝在各現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室內(nèi)。FGS系統(tǒng)與DCS/FCS系統(tǒng)通信，同時(shí)與自動(dòng)滅火等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)公司管理信息網(wǎng)提供消防隊(duì)、環(huán)安等部門(mén)監(jiān)控。全公司的FGS系統(tǒng)需要統(tǒng)一型號(hào)。
火災(zāi)及氣體檢測(cè)系統(tǒng)（FGS）獨(dú)立于DCS系統(tǒng)、SIS系統(tǒng)和其它子系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置。采用TUV/IEC安全認(rèn)證的三重化（TMR）可編程控制器（PLC），接受來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)（包括裝置區(qū)、灌區(qū)等場(chǎng)所）的火災(zāi)、可燃?xì)怏w、有毒氣體探測(cè)器的信號(hào)及手動(dòng)報(bào)警信號(hào)，啟動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)并產(chǎn)生消防聯(lián)動(dòng)和裝置的緊急停車(chē)，同時(shí)將經(jīng)過(guò)確認(rèn)的火警信號(hào)傳送到全廠(chǎng)消防控制中心。FGS應(yīng)具有SOE功能。FGS系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信，在DCS系統(tǒng)操作站上顯示報(bào)警及打印。
機(jī)組控制系統(tǒng)（ITCC/CCS）
大型機(jī)組控制系統(tǒng)由兩部分組成：壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)（CCS，又稱(chēng)ITCC）和大型機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（MMS）。它們是獨(dú)立的控制系統(tǒng)。
壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)（CCS/ITCC）
CCS/ITCC系統(tǒng)用于壓縮機(jī)的防喘振調(diào)節(jié)和連鎖保護(hù)。CCS/ITCC系統(tǒng)根據(jù)工藝過(guò)程的要求，使壓縮機(jī)系統(tǒng)在最小流量喘振曲線(xiàn)下維持壓縮機(jī)最佳的性能和功效。
CCS/ITCC系統(tǒng)采用三重化或雙重化的冗余、容錯(cuò)系統(tǒng)。重要的聯(lián)鎖系統(tǒng)控制元件，或輸入信息按三取二的方式設(shè)置。
CCS/ITCC系統(tǒng)的硬件設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室（FAR）中。防喘振調(diào)節(jié)的特殊、高速的電子設(shè)備完成，并存儲(chǔ)工藝氣體補(bǔ)償?shù)拇衲Ｐ颓€(xiàn)。
b)大型機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（MMS）
MMS系統(tǒng)用于透平機(jī)、壓縮機(jī)和泵等主要轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備參數(shù)的在線(xiàn)監(jiān)控，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的性能進(jìn)行分析和診斷，支持轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的故障預(yù)維護(hù)。重要運(yùn)行參數(shù)（軸振動(dòng)、軸位移、轉(zhuǎn)速等）直接傳動(dòng)到MMS系統(tǒng)，操作人員在管理站上直接讀取轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，在線(xiàn)診斷分析結(jié)果。
MMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理器設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室（FAR），服務(wù)器和管理站設(shè)在中央控制室（CCR）。各現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室（FAR）之間及中央控制室（CCR）的MMS系統(tǒng)通過(guò)雙重冗余的光纖電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，構(gòu)成MMS系統(tǒng)局域網(wǎng)。MMS系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)采用通信方式傳送至DCS/FCS系統(tǒng)。用于連鎖保護(hù)的數(shù)據(jù)，通過(guò)硬接線(xiàn)方式傳送至SIS系統(tǒng)，通過(guò)局域網(wǎng)供管理層分析處理，為預(yù)防性維修提供依據(jù)。
大型機(jī)組控制系統(tǒng)由于機(jī)組制造商不同，相應(yīng)的控制系統(tǒng)配置、型號(hào)均不相同，因此尤其要統(tǒng)一儀表及控制系統(tǒng)型號(hào)，減少今后的維護(hù)工作。
大型機(jī)組（如：裂解氣壓縮機(jī)、丙烯制冷壓縮機(jī)、二元制冷壓縮機(jī)、甲烷膨脹/壓縮機(jī)等）的控制系統(tǒng)由兩部分組成：透平/壓縮機(jī)組綜合控制系統(tǒng)（ITCC/CCS）和轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)（MMS）。機(jī)組控制系統(tǒng)是獨(dú)立于DCS的控制系統(tǒng)。其它機(jī)組和設(shè)備包（如：循環(huán)氣壓縮機(jī)、尾氣壓縮機(jī)、空壓機(jī)、氫壓機(jī)、氮壓機(jī)、急冷油泵、急冷水泵、冷凍機(jī)、干燥器、擠壓造粒機(jī)及風(fēng)送系統(tǒng)等）的控制系統(tǒng)一般采用PLC或DCS。
ITCC/CCS系統(tǒng)用于透平/壓縮機(jī)組的調(diào)速、防喘振控制、負(fù)荷控制和聯(lián)鎖保護(hù)。ITCC系統(tǒng)根據(jù)工藝過(guò)程的控制要求，使壓縮機(jī)系統(tǒng)在最小流量喘振曲線(xiàn)下維持壓縮機(jī)最佳的性能和功效。
ITCC/CCS系統(tǒng)采用三重化（TMR）或雙重化的冗余、容錯(cuò)系統(tǒng)。重要的聯(lián)鎖系統(tǒng)輸入傳感器按三取二的方式設(shè)置。ITCC系統(tǒng)應(yīng)具有SOE功能。
機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（MMS）
MMS系統(tǒng)用于透平/壓縮機(jī)和高速泵等主要轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備參數(shù)的在線(xiàn)監(jiān)控，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的性能進(jìn)行分析和診斷，支持轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的故障預(yù)維護(hù)和資產(chǎn)管理。重要運(yùn)行參數(shù)（軸振動(dòng)、軸位移、轉(zhuǎn)速等）直接傳送到MMS系統(tǒng)，操作人員在管理轉(zhuǎn)上直接讀取轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，在線(xiàn)診斷分析結(jié)果。
MMS系統(tǒng)包含本特利3500機(jī)架和System 1 兩部分。
ITCC和MMS系統(tǒng)應(yīng)能與DCS系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。
關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)及解決措施
儀表自控工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
研究并開(kāi)發(fā)的《儀表及控制系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)規(guī)格書(shū)FDS》等設(shè)計(jì)文件，形成了一整套適用于大型煉油化工一體化項(xiàng)目的儀表自控工程技術(shù)體系。
高速網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)集成
對(duì)于DCS、SIS、FGS、ITCC、MMS、等控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用千兆級(jí)（1GB/Sec）工業(yè)以太網(wǎng)并全廠(chǎng)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)并集成。
SIS系統(tǒng)和FGS系統(tǒng)在大型煉油化工一體化工廠(chǎng)的工程化研究及應(yīng)用
研究并實(shí)施并符合IEC 61508、IEC 61511功能安全標(biāo)準(zhǔn)和獲得IEC SIL3認(rèn)證的安全儀表系統(tǒng)（SIS）、火災(zāi)及氣體檢測(cè)系統(tǒng)（FGS）全面應(yīng)用于大型煉油化工一體化工廠(chǎng)。
SIS系統(tǒng)
a） 遠(yuǎn)程機(jī)架的靈活應(yīng)用
根據(jù)Tricon系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程機(jī)架的特點(diǎn)，對(duì)于各工藝裝置所對(duì)應(yīng)的緊急停車(chē)按鈕、維護(hù)旁路開(kāi)關(guān)（MOS）及開(kāi)車(chē)操作旁路開(kāi)關(guān)（SOS），采用在CCR設(shè)置SIS遠(yuǎn)程機(jī)架，在FAR內(nèi)設(shè)置SIS主控制器的方案；而對(duì)于緊急聯(lián)鎖回路較少的公用工程單元采用在CCR設(shè)置SIS主控制器，在FAR內(nèi)設(shè)置SIS遠(yuǎn)程機(jī)架的方案，這樣可以節(jié)省投資。
b） SIS及其關(guān)聯(lián)儀表選用原則
根據(jù)工藝系統(tǒng)對(duì)安全等級(jí)的要求和安全分析，裝置SIS安全等級(jí)要求為SIL1、SIL2及SIL3（IEC 61508）時(shí)，選用安全級(jí)別為SIL3的TRICON三重冗余系統(tǒng)，按故障安全型設(shè)計(jì)。TRICON（SIS）系統(tǒng)是基于三重化模件（TMR）結(jié)構(gòu)的冗余容錯(cuò)控制器，將三路隔離、并行的控制系統(tǒng)和診斷集成在一個(gè)系統(tǒng)中，用3取2表決提供完善、無(wú)差錯(cuò)、不間斷的過(guò)程操作，不會(huì)因單點(diǎn)的故障導(dǎo)致系統(tǒng)失效，并允許在完成指定任務(wù)的同時(shí)，對(duì)故障元件進(jìn)行修復(fù)，不中斷過(guò)程控制。SIS能診斷和顯示系統(tǒng)的全部部件故障，并通過(guò)串行通信接口在DCS的操作站上顯示。為確保SIS的整體安全性，電源單元、通訊系統(tǒng)等為冗余配置，I/O卡件為三重冗余光電隔離型，包括32點(diǎn)DI卡件3503E，16點(diǎn)DO卡件3604E和3624，16點(diǎn)AI卡件3700A。其中3624為監(jiān)督型數(shù)字輸出卡件（SDO），帶電流和電壓反饋回路，提供完整的故障覆蓋而不影響輸出信號(hào)，可檢測(cè)出掉電或熔斷、負(fù)載開(kāi)路、短路導(dǎo)致的錯(cuò)誤勵(lì)磁等現(xiàn)場(chǎng)故障，主要應(yīng)用于關(guān)鍵場(chǎng)合。如圖4-6，燃料油入口和返回管線(xiàn)上的閥門(mén)切斷關(guān)系到加熱爐和裝置的生產(chǎn)運(yùn)行，SIS選用3624型SDO卡件輸出到并聯(lián)電磁閥實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能。
檢測(cè)元件和執(zhí)行元件的可靠性也直接影響到SIS的安全性能，為減少現(xiàn)場(chǎng)元件的故障概率，裝置與SIS相關(guān)的檢測(cè)儀表主要選用流量、液位、溫度、壓力等變送器。如三個(gè)變送器進(jìn)入SIS，由機(jī)柜內(nèi)的三個(gè)信號(hào)分配器進(jìn)行信號(hào)分配，三路純4-20mA信號(hào)進(jìn)入SIS的AI卡進(jìn)行2003表決，另三路4-20mA帶HART信號(hào)進(jìn)入DCS的AI卡進(jìn)行三取中運(yùn)算后作為PID調(diào)節(jié)回路的PV值，DCS故障不影響變送器的正常操作。普通開(kāi)關(guān)類(lèi)儀表易出現(xiàn)觸點(diǎn)粘合或因管線(xiàn)振動(dòng)而打開(kāi)等異常狀況，與SIS相關(guān)的開(kāi)關(guān)類(lèi)儀表只限于：現(xiàn)場(chǎng)防爆控制按鈕，爐體上的火焰檢測(cè)器開(kāi)關(guān)，待SIL2認(rèn)證的音叉液位開(kāi)關(guān)，接近于干接點(diǎn)型式的閥位反饋開(kāi)關(guān)；不選用流量、溫度和壓力開(kāi)關(guān)。SIS中執(zhí)行文件選用高溫絕緣耐用型線(xiàn)圈、長(zhǎng)期帶點(diǎn)型的低功耗電磁閥，相應(yīng)的切斷球閥和蝶閥選擇合適的材質(zhì)，防止出現(xiàn)卡塞現(xiàn)象。馬達(dá)控制中心電動(dòng)機(jī)的起停信號(hào)一般采用220VAC、5A繼電器隔離，對(duì)于中壓電動(dòng)機(jī)（6KV/10KV）的起停信號(hào)則選用大功率繼電器隔離。SIS的檢測(cè)元件單獨(dú)設(shè)置，或采用二取二、三取二表達(dá)邏輯，對(duì)檢測(cè)元件故障報(bào)警，避免因檢測(cè)元件失效導(dǎo)致SIS誤動(dòng)作；相關(guān)執(zhí)行元件如電磁閥等單獨(dú)設(shè)置或采用并聯(lián)設(shè)置。燃料油的入口管線(xiàn)和返回管線(xiàn)采用2oo2電磁閥并聯(lián)龍蛭切斷閥(FC)的開(kāi)/關(guān)，只有當(dāng)電磁閥A、B均失電非勵(lì)磁時(shí)，切斷閥失氣關(guān)閉，可避免因電磁閥失效引發(fā)聯(lián)鎖誤動(dòng)作。
ITCC系統(tǒng)和MMS系統(tǒng)在大型煉油化工一體化工廠(chǎng)的工程化研究及應(yīng)用
機(jī)組控制系統(tǒng)（ITCC）
研究并實(shí)施機(jī)組控制系統(tǒng)（ITCC）先進(jìn)控制技術(shù)：針對(duì)大型機(jī)組采用ITCC解決方案并全廠(chǎng)聯(lián)網(wǎng)，在ITCC中采用了解耦（Decoupling）、負(fù)荷分配（Load Sharing）等機(jī)組先進(jìn)控制技術(shù)。
對(duì)于像FREP這樣的世界一流的煉油化工一體化項(xiàng)目，裝置眾多，往往存在多個(gè)EPC、多個(gè)壓縮機(jī)組供應(yīng)商同時(shí)提供設(shè)備和服務(wù)的復(fù)雜情況。對(duì)于ITCC系統(tǒng)，將采用全廠(chǎng)一體化的控制方案。這樣的整體方案將帶給用戶(hù)諸多裨益：
a） 統(tǒng)一的全廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備平臺(tái)；
b） 一致開(kāi)放的控制系統(tǒng)軟件；
c） 先進(jìn)可靠地壓縮機(jī)控制功能；
d） 簡(jiǎn)單統(tǒng)一的采購(gòu)程序；
e） 統(tǒng)一協(xié)調(diào)的工程與培訓(xùn)；
f） 與SIS/FGS系統(tǒng)統(tǒng)一的硬件平臺(tái)，減少備件的需求量；
g） 優(yōu)良及時(shí)的本土化售后支持服務(wù)。
機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（MMS）
研究并實(shí)施機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（MMS）先進(jìn)診斷技術(shù)：針對(duì)大型機(jī)組采用機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)及診斷系統(tǒng)（3500系統(tǒng)+System 1）并全廠(chǎng)聯(lián)網(wǎng)，診斷信息通過(guò)OPC與DCS通信。
技術(shù)難點(diǎn)：IGCC裝置的順序控制、安全聯(lián)鎖、關(guān)聯(lián)操作很復(fù)雜，影響到全廠(chǎng)的能量平衡（包括蒸汽平衡、氫氣平衡和電能平衡）。
解決措施：通過(guò)組成由專(zhuān)利商、埃克森-美孚、MICC和EPC工程承包商組成的聯(lián)合攻關(guān)小組，協(xié)作完成IGCC裝置DCS及SIS組態(tài)和工廠(chǎng)測(cè)試。
研究并實(shí)施將符合IEC 61508、IEC 61511功能安全標(biāo)準(zhǔn)和獲得IEC SIL3認(rèn)證的安全儀表系統(tǒng)（SIS）、火災(zāi)及氣體檢測(cè)系統(tǒng)（FGS）成功應(yīng)用于大型煉油化工一體化工廠(chǎng)，SIS和FGS系統(tǒng)掃描周期≤200ms;
研究并實(shí)施機(jī)組控制系統(tǒng)（ITCC）先進(jìn)控制技術(shù)：針對(duì)大型機(jī)組采用ITCC解決方案并全廠(chǎng)聯(lián)網(wǎng)，在ITCC中采用了解耦（Decoupling）、負(fù)荷分配（Load Sharing）等機(jī)組先進(jìn)控制技術(shù)，ITCC系統(tǒng)掃描周期≤50ms;
本項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)首次將智能化儀表技術(shù)全面應(yīng)用于大型煉油化工一體化工廠(chǎng)，全廠(chǎng)采用AMS整體解決方案（針對(duì)DCS、SIS、ITCC系統(tǒng)），使用FF及HART智能化儀表。
在國(guó)內(nèi)首次將機(jī)組控制系統(tǒng)（ITCC）先進(jìn)控制技術(shù)及機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（MMS）先進(jìn)診斷技術(shù)全面應(yīng)用于大型煉油化工一體化工廠(chǎng)，大幅度提高了工廠(chǎng)大型機(jī)組及其它轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的控制及保護(hù)水平。
應(yīng)用情況
到目前為止，該項(xiàng)目已投產(chǎn)1年多時(shí)間，控制系統(tǒng)（DCS、ITCC、PLC）運(yùn)行穩(wěn)定、操作靈活，安全保護(hù)系統(tǒng)（SIS、FGS、MMS）安全、可靠，其它系統(tǒng)（OTS、RTDB、MES、ERP等）均已在線(xiàn)運(yùn)行，自動(dòng)化系統(tǒng)及信息管理系統(tǒng)高度集成。據(jù)用戶(hù)統(tǒng)計(jì)，包括FF現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)及HART儀表在內(nèi)，儀表的完好率及使用率均達(dá)到了99.8%（中國(guó)石化總公司的設(shè)備管理規(guī)定為：完好率及使用率≥95%）。由于全面采用了智能化儀表技術(shù)，大大降低了儀表的維護(hù)工作量，全廠(chǎng)投入的控制系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)儀表維護(hù)人員僅為一般情況的30%。
4. 效益分析
經(jīng)濟(jì)效益
由于控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、操作靈活，安全保護(hù)系統(tǒng)安全、可靠，其它系統(tǒng)（OTS、RTDB、MES、ERP等）均已在線(xiàn)運(yùn)行，自動(dòng)化系統(tǒng)及信息管理系統(tǒng)集成度高，保證了大型煉油乙烯一體化工廠(chǎng)能夠“安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期、滿(mǎn)負(fù)荷、產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良”地生產(chǎn)，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，本項(xiàng)目每年為工廠(chǎng)創(chuàng)造的直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)1.068億元以上。
社會(huì)效益
由于控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、操作靈活；安全保護(hù)系統(tǒng)安全、可靠，智能化儀表預(yù)測(cè)診斷先進(jìn)，大大降低了事故排放及能耗，滿(mǎn)足了健康、安全、環(huán)保與節(jié)能減排的社會(huì)需求。
推廣應(yīng)用前景
本開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的成功實(shí)施，對(duì)于大型煉油化工一體化工廠(chǎng)的工程設(shè)計(jì)有很好的示范作用，本項(xiàng)目的技術(shù)規(guī)定經(jīng)過(guò)二次開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為中國(guó)石化集團(tuán)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)系列的“中國(guó)石化煉化工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)”。
本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的大量技術(shù)文件、應(yīng)用軟件及模板已廣泛被借鑒應(yīng)用到惠州大煉油、天津煉油乙烯、鎮(zhèn)海乙烯、武漢乙烯等大型煉油乙烯項(xiàng)目上，取得了很好的效果，推廣前景廣闊。
存在的問(wèn)題和改進(jìn)意見(jiàn)
由于設(shè)計(jì)、供貨、施工及工藝操作等諸方面原因，目前尚有少量現(xiàn)場(chǎng)儀表和調(diào)節(jié)回路未投入運(yùn)行或未投入自動(dòng)，影響到少數(shù)過(guò)程測(cè)量及控制功能的實(shí)現(xiàn)，需要在裝置技改和檢修時(shí)整改、完善。
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)