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解析我国流程工业用控制系统三大工程

行业聚焦点中国仪表网2014年03月26日 09:56人气:5494

  中国仪表网讯   自从1994年下半年现场总线基金会(Fieldbus Foundation)成立以来,已经有20年历史了。1998年前FFH1现场仪表为研制阶段,2000年为FFHSE完善阶段。2000年以后开始了在流程工业中的工程实践,我国乘势而上,大、中、小工程先后完成了100余项,其特点是:(1)有世界级的特大型项目:年产百万吨乙烯的中海油壳牌广东惠州乙烯项目、上海赛科乙烯项目和福建炼化一体化项目。这些项目已经投产而且有的已经经历了大修和软件升级等考验,总结了宝贵的运行经验;(2)工程遍及祖国各地及很多行业,除去石化行业以外,化工、电力、冶金(有色冶炼)、医药、建材等行业均有典范工程;(3)有采用以国产FF仪表和自行集成的系统的工程范例,有在工厂扩建和技术改造工程中使用FF技术的范例。
  
  上海赛科(SECCO)
  
  SECCO于2003年3月19日开始在其10个工厂的石化联合装置中安装基金会现场总线系统。该工程于2005年3月18日90万吨/年乙烯装置开车完工,进入正常生产试运行。当时该工程是世界上生产规模最大、工艺技术最新、自动化系统集成度最高的石油化工联合工厂。全厂设一个中央控制室,15个卫星控制外站,最远的卫星控制外站到中央控制室的距离约2.5公里,各控制外站到中央控制室的各种信号全部采用双冗余光纤电缆通讯方式传输。现场仪表共54,025台,其中FF现场总线设备14,375台,占26.6%。总回路数48,200个,总信号168,000个,FF现场总线网段2,473个,平均每网段上挂5.8台FF现场设备,现场接线箱5300个。
  
  SECCO工程在前期阶段投资比较、工程阶段设计、安装测试及日常维护、大修等阶段都积累了宝贵经验。下面仅介绍一段经验之谈:“赛科认识到现场总线物理层的完好性直接影响到现场总线运行的可靠性。现场总线具有一定的容错性,因此隐蔽的缺陷常常造成随机的失效和影响,并给故障的排查带来困难。赛科在基建时没有部署网段物理层故障在线监测系统,因为在当时(2003~2004年)还没有相应的成熟和完整的技术。但是,随着高级诊断技术的出现和发展,赛科充分利用离线诊断技术,通过人工测量发现并修复存在于网段上的缺陷(设备进水、绝缘损坏、屏蔽失效、信号噪声等),从而改善现场总线的物理层的通信环境质量,提高系统运行的可靠性。”这是值得正在从事数据通信工程的同仁们借鉴的。
  
  惠州中海油壳牌(CSPC)
  
  惠州CSPC于2003年1月23日开始在新的石化联合企业的自动化系统上使用FF技术。该工程于2005年4月2日完成全部施工,2006年2月10日顺利投产。全厂共设置了3个控制室、9个DCS系统、18个远端间,有全厂无线通信系统,可以从无线终端上浏览现场。
  
  该厂现场总线系统运行平衡可靠安全,大大降低了装置的维修费用。体会为:加强对仪表维护人员的培训;做到预防性维护,在FF现场设备出故障之前,可以发出维护请求信息,并提醒仪表维护人员进行维护;在FF设备出故障之后,可以发出故障的诊断信息,从而可以有限地缩短查找故障时间,大大减少仪表维护人员到现场设备所在地进行一些不必要的测试和检修,十分显著的减少仪表维护人员的维护工作量等。在更换FF现场设备时,必须考虑FF现场设备的DDFile的版本,以及是否通过了HIST(主机互操作测试)测试。因此在订购FF现场设备时,应要求制造厂提供相应DDFile或从网上下载DDFile。在更换FF设备时,需要从DCS对现场设备进行Download,这较传统的常规现场仪表的更换增加了工作量,在将FF现场设备在现场安装之前,要将Device Tag、Node Address、Device Class设置正确。该厂经过了大修、软件升级改造的考验,证明了新型DCS主机与FFH1网段之间的互操作的性能很好,可用性很强。
  
  福建炼化一体化(FREP)
  
  本项目于2006年10月开工,2009年8月投产。该厂16,000多台FF现场设备和HART仪表(约各占一半),FF设备803台,因其中用了277台8点温度变送器,故相当FF仪表10,000台。FFH1网段1750个网段。该项目设有两个中央控制室,其中CCR1是利用原有400万吨炼油装置的中控室改造而成,每个生产装置就地设置一个现场控制室FAR,共26个FAR,FAR与CCR之间全部采用光纤通信。全厂共采用11套DCS。采用FFH1冗余设计,F890八网段冗余电源调制器,每个主干网段均配备F32浪涌保护器,有效防止雷电等影响,采用带支线保护功能的现场接线盒,有效防止弹出仪表故障对整个网段造成的不良影响。全厂全部FFH1采国产电缆,极大降低了相关成本。
  
  整个项目除了旧系统改造外,还有大量的新装置的系统,负责不同装置的建设又是由不同的工程公司来实施的,所以实现整个工程标准化及采用仪表和控制系统总承包商MICC的策略,就很重要了。FREP项目在MICC中包括如下服务范围:FEED服务;项目管理和工程执行现场服务;开车和调试;培训等。他们的经验是:正确地实行MICC制度,团队精诚合作,执行有效的管理模式,工程采用国际标准化,项目实施标准的设计规范,项目实施了先进的网段设计及网络优化,项目进行了充分的前期准备和验收,现场安装进行严格的检查,项目网络系统采用了先进的资源管理系统AMS等。他们的结论是:FREP项目标志着MICC策略是成功的;FF技术是可靠、稳定、先进的技术,在大型项目上使用FF技术,可以节约大量的调试、开车时间和人力;FF技术与AMS组合使用了以实现远程预测维护,实现工厂的智能化管理,降低生命周期成本,提高经济效益和社会效益。
  
  随着FF进入中国后不断扩大影响,中国自动化仪表和系统技术正向着数字化、智能化、网络化、集成化前进了一大步,特别是流程工业自动化开辟了新建项目大量使用HART FF Profibus AMS 新一代DCS主机的局面,为节能、环保,提高安全性、可能性,实现安、稳、长、满优,打下了坚实的基础。
(本文来源:北京市自动化系统成套工程公司前总工程师转载请注明出处
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