國產(chǎn)DCS“亮劍”大型煉油項目

圖１　　中國石化長嶺分公司原油劣質(zhì)化改造及油品                                                                                                         




圖2，長嶺項目中央控制室





圖3，長嶺項目現(xiàn)場機柜間



中石化北海分公司千萬噸煉油項目應(yīng)用

中國石化北海分公司煉油異地改造石油化工項目（以下簡稱“北海項目”）建設(shè)總投資約71億元，新建500萬噸/年原料預處理裝置、170萬噸/年催化裂化裝置、120萬噸/年延遲焦化、60萬噸/年連續(xù)重整裝置,12萬噸/年苯抽提裝置、20萬噸/年聚丙烯等17套裝置。全廠設(shè)計新建1500萬噸/年原油加工能力的全線生產(chǎn)裝置。

中石化北海項目繼續(xù)推行千萬噸煉油項目DCS的國產(chǎn)化。該項目I/O規(guī)模達25248點，相應(yīng)配置了48個控制站、131個操作站，分布在12個機柜間和1個中央控制室，龐大的點數(shù)規(guī)模、眾多的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點對DCS網(wǎng)絡(luò)負荷和通信機制是又一次考驗。在北海項目的中控整體解決方案中，除DCS以外，還包括**儀表系統(tǒng)（SIS）、罐區(qū)自動化系統(tǒng)（MAS）、機組專用監(jiān)控系統(tǒng)（CCS）、大型機組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（MMS）、可燃氣體有毒氣體監(jiān)控系統(tǒng)（FGS）、儀表設(shè)備管理系統(tǒng)（AMS）、培訓仿真系統(tǒng)（OTS）和先進過程控制（APC）等系統(tǒng)，牽涉產(chǎn)品層次眾多，技術(shù)關(guān)系復雜。項目系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4。2011年7月，部分裝置已經(jīng)順利進入了*后的投運階段，項目各子單元實施進度和質(zhì)量讓業(yè)主非常滿意。新建全廠煉油化工一體化項目中，以60 萬噸/年連續(xù)重整裝置、20 萬噸/年聚丙烯裝置工藝技術(shù)較為復雜，目前國內(nèi)同類型裝置都以進口DCS 控制，這是國產(chǎn)DCS 系統(tǒng)**次應(yīng)用在該類裝置上。為保證項目的順利實施，中國石化為此專門設(shè)立“煉化聯(lián)合裝置全廠一體化DCS 國產(chǎn)化應(yīng)用攻關(guān)”項目，組織各方（北海分公司、中國石化洛陽工程公司、中控等）聯(lián)合攻關(guān)。

千萬噸煉油項目的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

對于千萬噸煉油項目，網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)难}，其**性尤為重要。根據(jù)項目的實際需要，中控將控制層網(wǎng)絡(luò)通信共分為I/O通訊層（Level1）、域內(nèi)過程控制層（Level2）、全廠過程控制層（Level3）3個層次，分別實現(xiàn)單控制站內(nèi)冗余通信、單域內(nèi)多控制站與多操作站間冗余通信、多域間冗余通信（如圖5）。中控網(wǎng)絡(luò)采用各裝置或FAR相互獨立，管理型交換機統(tǒng)一管理的方式，一方面有效預防了網(wǎng)絡(luò)故障的相互影響，防止故障的擴散，保證上層網(wǎng)絡(luò)的故障不影響下層網(wǎng)絡(luò)的正常運行；另一方面，通過管理型交換機對通信規(guī)則進行配置，有效降低了網(wǎng)絡(luò)的負荷，保證域間數(shù)據(jù)調(diào)用及全局數(shù)據(jù)查看的**可靠。針對千萬噸煉油項目裝置規(guī)模大、工段多、并行實施的特點和要求，在工程設(shè)計和組態(tài)過程中，需要多人同時介入設(shè)計，并承擔不同工段的系統(tǒng)組態(tài)工作。ECS-700系統(tǒng)滿足千萬噸煉油項目需求的特色功能如下：多人組態(tài)功能 中控ECS-700系統(tǒng)為滿足各個工段多人分別組態(tài)，而保持整個系統(tǒng)組態(tài)惟一性，提供了具有獨特組態(tài)機制的多人組態(tài)功能，即在項目所有操作站中，設(shè)有惟一的用于存儲項目組態(tài)的主工程師站，其它多臺擴展工程師站只能通過網(wǎng)絡(luò)從主工程師站檢出、并鎖定部分組態(tài)進行編輯，并在編輯成功后上傳*新組態(tài)至主工程師站，見圖6。組態(tài)合并功能 為滿足千萬噸煉油項目各裝置并行實施、分階段調(diào)試開車的需求，中控ECS-700系統(tǒng)提供了單域組態(tài)合和全廠組態(tài)合并功能。當單域內(nèi)各裝置逐一調(diào)試完成后，工程師可將該域所有控制站的控制組態(tài)從相應(yīng)的各工程師站中導出，并統(tǒng)一導入域工程師站中進行組態(tài)合并。通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和通信調(diào)試，域工程師站實現(xiàn)了對域內(nèi)組態(tài)的統(tǒng)一管理和裝置的統(tǒng)一監(jiān)控。當各域調(diào)試完成后，將域工程師站中的組態(tài)按域?qū)С?，并導入主工程師站中進行組態(tài)合并。通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和通信調(diào)試，主工程師站實現(xiàn)了全廠組態(tài)的統(tǒng)一管理及數(shù)據(jù)的全局查看。同樣，組態(tài)合并功能能夠方便地將用戶以前所用的同類系統(tǒng)合并成一套聯(lián)合裝置，進行統(tǒng)一的組態(tài)和數(shù)據(jù)管理，也能夠方便的進行裝置的擴容和改造，見圖7

在線調(diào)試功能 為了盡可能的保護用戶的投資，縮短調(diào)試時間，降低調(diào)試的風險，中控ECS-700系統(tǒng)提供了在線調(diào)試和離線調(diào)試兩種調(diào)試功能。在現(xiàn)場聯(lián)調(diào)之前，工程師可運用仿真軟件模擬現(xiàn)場的應(yīng)用環(huán)境，對用戶程序進行仿真調(diào)試和修改，*大程度地減少了現(xiàn)場聯(lián)調(diào)的風險。對處于仿真狀態(tài)的控制站可以進行組態(tài)、編譯、下載、聯(lián)機調(diào)試等操作，無任何風險。在現(xiàn)場聯(lián)調(diào)時，工程師可運用在線調(diào)試功能將模塊的輸出強制設(shè)置成**值后，再進行模塊調(diào)試；如調(diào)試通過，則系統(tǒng)將自動對輸出進行解鎖，有
效地防止了現(xiàn)場聯(lián)調(diào)時裝置的誤動作。同樣，在線調(diào)試功能也能夠**方便的在線修改控制程序以達到*優(yōu)控制效果，見圖8。

              

圖4 中國石化北海分公司煉油異地改造石油化工項目系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖   






                                 

圖5  網(wǎng)絡(luò)**設(shè)計架構(gòu)圖






圖6  多人組態(tài)功能示意圖




圖7  組態(tài)合并功能示意圖







圖8   在線調(diào)試功能示意圖


憑借ECS-700系統(tǒng)在業(yè)界**的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方案，針對石化企業(yè)特點的高可靠性、高易用性和在線維護性，以及上等的工程服務(wù)不斷成功突破千萬噸煉油項目，中控打破了國外DCS供應(yīng)商壟斷煉化**市場的格局，使得2011年國外DCS產(chǎn)品價格更加透明、合理，節(jié)省了國家基礎(chǔ)能源建設(shè)投資，保障了重點產(chǎn)業(yè)自主**。