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上海賽科現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用情況簡述

發(fā)布時(shí)間:2011-12-13     來源:FF在中國

上海賽科現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用情況簡述
(葉迎民 2011年11月16日)
 
【關(guān)鍵字】:現(xiàn)場總線,技術(shù)優(yōu)勢、應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)
    上海賽科119萬噸/年乙烯聯(lián)合裝置位于上海化學(xué)工業(yè)區(qū)內(nèi),由英國石油、中國石化及上海石化三方合資建造。是當(dāng)今世界上大規(guī)模采用現(xiàn)場總線技術(shù)的石油化工企業(yè)之一。
一、 賽科采用現(xiàn)場總線的數(shù)量規(guī)模
    上海賽科共有10套集散控制系統(tǒng),16個(gè)遠(yuǎn)程控制分站,累計(jì)部署現(xiàn)場總線(網(wǎng)段)共計(jì)2,475套。全廠實(shí)際安裝現(xiàn)場總線儀表(包括FF控制閥)共計(jì)11,637臺(tái)。分布情況如下:
Plant工廠
AEU芳烴
AN丙烯腈
BEU丁二烯
EBSM苯乙烯
ETU乙烯
OSBL公用工程
PE聚乙烯
PP聚丙烯
PS聚苯乙烯
SAR硫酸回收
TOTAL總計(jì)
FF Segment/
41
162
85
141
709
588
369
139
163
78
2475
FF Instrument/臺(tái)
207
989
338
1005
2984
2598
1483
526
1050
457
11637
注1:數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)間:2011年8月
注2:網(wǎng)段和設(shè)備配置比例:2475:11637=1:4.7
二、 賽科對現(xiàn)場總線技術(shù)優(yōu)勢的理解
    每一個(gè)現(xiàn)場總線的用戶對于該技術(shù)帶來的優(yōu)勢可能有不同的理解,賽科對此的體驗(yàn)包括:
現(xiàn)場總線的接線方式是將多臺(tái)儀表并聯(lián)匯集到一個(gè)網(wǎng)段通過一根主干線接入位于控制分站的DCS機(jī)柜室。這種架構(gòu)可以節(jié)省了大量的儀表主干電纜、I/O輸入/輸出卡、DCS編組接線柜,及外站機(jī)房空間資源占用。按FF規(guī)范的最高上限,理論上可以節(jié)省16倍。按照上述的實(shí)際裝機(jī)配置的統(tǒng)計(jì)比例,節(jié)省了4.7倍的資源。
    現(xiàn)場總線儀表通過即插即用的鏈接方式接入DCS系統(tǒng),即上位機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)掃描可以準(zhǔn)確地識(shí)別儀表設(shè)備,并將組態(tài)的數(shù)據(jù)下載到設(shè)備中去,這種方式不僅是一種智能化的方式,而且其意義在于可以大大地方便并加快了儀表回路調(diào)試的過程和裝置開車進(jìn)度。
    現(xiàn)場總線在添加儀表設(shè)備方面具有很好的靈活性和可擴(kuò)充性。新增的儀表設(shè)備通過現(xiàn)場接線箱加入到現(xiàn)有的網(wǎng)段中運(yùn)行,無需另行敷設(shè)主干線路,按照賽科標(biāo)準(zhǔn)約定的每個(gè)網(wǎng)段最高不超過12臺(tái)儀表的配置,在不需改變現(xiàn)有的主干網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的情況下,理論上可以再繼續(xù)追加18,063臺(tái)儀表。
    現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上是數(shù)字化的通信網(wǎng)絡(luò),支持除了工藝過程測量、控制信號(hào)以外的更多的附加的信息(組態(tài)、診斷、優(yōu)化)的傳輸,全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)為工廠管控一體化及信息化應(yīng)用開發(fā)提供了基礎(chǔ)的條件和環(huán)境。當(dāng)然,H1現(xiàn)場總線在這一領(lǐng)域也的確存在瓶頸,即其31.25Kbps的帶寬上限。
    在現(xiàn)場總線的環(huán)境下,數(shù)據(jù)的交換和運(yùn)算可以不通過DCS,而是在現(xiàn)場設(shè)備內(nèi)置的軟件模塊之間完成,包括工藝的測量數(shù)據(jù)傳送和PID的控制,這種控制方式稱為CIF(Control In Field)控制;現(xiàn)場就地分散控制的優(yōu)點(diǎn)在于,可以大大降低DCS控制器的負(fù)荷及網(wǎng)絡(luò)通信的負(fù)荷;其次,當(dāng)上位機(jī)控制站出現(xiàn)故障時(shí),不影響現(xiàn)場設(shè)備控制運(yùn)行,大大地分散了風(fēng)險(xiǎn)。
    賽科在現(xiàn)場總線上的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)
    每一個(gè)現(xiàn)場總線的用戶對于該技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)可能有不同的感覺,賽科得到的經(jīng)驗(yàn)包括:
    賽科采用FDS(Function Design Specfication)功能設(shè)計(jì)規(guī)范對現(xiàn)場總線的實(shí)施進(jìn)行了約定,并不斷完善和修訂這一規(guī)范。例如,賽科經(jīng)過不斷的探索和優(yōu)化,成功地實(shí)施了CIF控制策略,并逐步提高了這種控制的可用性和可靠性。而在一些同樣是采用現(xiàn)場總線的項(xiàng)目中,并沒有完成這一部署和應(yīng)用。
    賽科在儀表和數(shù)字閥門控制器上執(zhí)行了MIV(Main Instrument Vendor主體儀表供應(yīng)商)的采購策略,使用統(tǒng)一的軟硬件產(chǎn)品及技術(shù)。對這些儀表進(jìn)行規(guī)范化的管理,包括參數(shù)的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)定義。同時(shí),充分利用現(xiàn)場總線的平臺(tái),成功地進(jìn)行了大規(guī)模的閥門性能診斷技術(shù)的應(yīng)用。降低閥門維修成本、改進(jìn)閥門運(yùn)行可靠性,優(yōu)化控制精度。
    賽科認(rèn)識(shí)到現(xiàn)場總線物理層的完好性直接影響到現(xiàn)場總線運(yùn)行的可靠性。現(xiàn)場總線具有一定的容錯(cuò)性,因此隱蔽的缺陷常常造成隨機(jī)的失效和影響,并給故障的排查帶來困難。賽科在基建時(shí)雖然沒有部署網(wǎng)段物理層故障在線監(jiān)測系統(tǒng),因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)(2003-2004年)還沒有相應(yīng)的成熟和完整的技術(shù)。但是,隨著高級(jí)診斷技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,賽科充分利用離線診斷技術(shù),通過人工測量發(fā)現(xiàn)并修復(fù)存在于網(wǎng)段上的缺陷(設(shè)備進(jìn)水,絕緣損壞、屏蔽失效、信號(hào)噪音等),從而改善現(xiàn)場總線的物理層的通信環(huán)境質(zhì)量,提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
    賽科利用現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了儀表狀態(tài)監(jiān)測及資產(chǎn)管理系統(tǒng)。并通過不斷的開發(fā)和改進(jìn),用于儀表設(shè)備技術(shù)管理,包括各類統(tǒng)計(jì)查詢報(bào)表及各類KPI的自動(dòng)跟蹤。為改善裝置運(yùn)行及維修策略提供支持和依據(jù)。
    賽科認(rèn)為現(xiàn)場總線項(xiàng)目實(shí)施、技術(shù)應(yīng)用、故障處理相對于傳統(tǒng)儀表自控技術(shù)而言,對于儀表工程技術(shù)及維修管理提出了更高的技術(shù)要求。賽科通過深入的技術(shù)培訓(xùn)、廣泛的實(shí)踐、技術(shù)交流,達(dá)到并鞏固這一要求,并堅(jiān)持以持續(xù)改進(jìn)的態(tài)度學(xué)習(xí)這一領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的先進(jìn)成果。實(shí)際上對于技術(shù)能力的提高的要求對現(xiàn)場總線系統(tǒng)及各類現(xiàn)場總線儀表設(shè)備的提供商、制造商也是一樣的。并且要求用戶和供應(yīng)商之間保持一種更加緊密合作和相互學(xué)習(xí)相互提高的態(tài)度。

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