国产DCS“亮剑”大型炼油项目

图１　　中国石化长岭分公司原油劣质化改造及油品                                                                                                         




图2，长岭项目中央控制室





图3，长岭项目现场机柜间



中石化北海分公司千万吨炼油项目应用

中国石化北海分公司炼油异地改造石油化工项目（以下简称“北海项目”）建设总投资约71亿元，新建500万吨/年原料预处理装置、170万吨/年催化裂化装置、120万吨/年延迟焦化、60万吨/年连续重整装置,12万吨/年苯抽提装置、20万吨/年聚丙烯等17套装置。全厂设计新建1500万吨/年原油加工能力的全线生产装置。

中石化北海项目继续推行千万吨炼油项目DCS的国产化。该项目I/O规模达25248点，相应配置了48个控制站、131个操作站，分布在12个机柜间和1个中央控制室，庞大的点数规模、众多的网络节点对DCS网络负荷和通信机制是又一次考验。在北海项目的中控整体解决方案中，除DCS以外，还包括**仪表系统（SIS）、罐区自动化系统（MAS）、机组专用监控系统（CCS）、大型机组状态监控系统（MMS）、可燃气体有毒气体监控系统（FGS）、仪表设备管理系统（AMS）、培训仿真系统（OTS）和先进过程控制（APC）等系统，牵涉产品层次众多，技术关系复杂。项目系统结构图如图4。2011年7月，部分装置已经顺利进入了*后的投运阶段，项目各子单元实施进度和质量让业主非常满意。新建全厂炼油化工一体化项目中，以60 万吨/年连续重整装置、20 万吨/年聚丙烯装置工艺技术较为复杂，目前国内同类型装置都以进口DCS 控制，这是国产DCS 系统**次应用在该类装置上。为保证项目的顺利实施，中国石化为此专门设立“炼化联合装置全厂一体化DCS 国产化应用攻关”项目，组织各方（北海分公司、中国石化洛阳工程公司、中控等）联合攻关。

千万吨炼油项目的网络架构

对于千万吨炼油项目，网络作为数据传输的血脉，其**性尤为重要。根据项目的实际需要，中控将控制层网络通信共分为I/O通讯层（Level1）、域内过程控制层（Level2）、全厂过程控制层（Level3）3个层次，分别实现单控制站内冗余通信、单域内多控制站与多操作站间冗余通信、多域间冗余通信（如图5）。中控网络采用各装置或FAR相互独立，管理型交换机统一管理的方式，一方面有效预防了网络故障的相互影响，防止故障的扩散，保证上层网络的故障不影响下层网络的正常运行；另一方面，通过管理型交换机对通信规则进行配置，有效降低了网络的负荷，保证域间数据调用及全局数据查看的**可靠。针对千万吨炼油项目装置规模大、工段多、并行实施的特点和要求，在工程设计和组态过程中，需要多人同时介入设计，并承担不同工段的系统组态工作。ECS-700系统满足千万吨炼油项目需求的特色功能如下：多人组态功能 中控ECS-700系统为满足各个工段多人分别组态，而保持整个系统组态惟一性，提供了具有独特组态机制的多人组态功能，即在项目所有操作站中，设有惟一的用于存储项目组态的主工程师站，其它多台扩展工程师站只能通过网络从主工程师站检出、并锁定部分组态进行编辑，并在编辑成功后上传*新组态至主工程师站，见图6。组态合并功能 为满足千万吨炼油项目各装置并行实施、分阶段调试开车的需求，中控ECS-700系统提供了单域组态合和全厂组态合并功能。当单域内各装置逐一调试完成后，工程师可将该域所有控制站的控制组态从相应的各工程师站中导出，并统一导入域工程师站中进行组态合并。通过网络互联和通信调试，域工程师站实现了对域内组态的统一管理和装置的统一监控。当各域调试完成后，将域工程师站中的组态按域导出，并导入主工程师站中进行组态合并。通过网络互联和通信调试，主工程师站实现了全厂组态的统一管理及数据的全局查看。同样，组态合并功能能够方便地将用户以前所用的同类系统合并成一套联合装置，进行统一的组态和数据管理，也能够方便的进行装置的扩容和改造，见图7

在线调试功能 为了尽可能的保护用户的投资，缩短调试时间，降低调试的风险，中控ECS-700系统提供了在线调试和离线调试两种调试功能。在现场联调之前，工程师可运用仿真软件模拟现场的应用环境，对用户程序进行仿真调试和修改，*大程度地减少了现场联调的风险。对处于仿真状态的控制站可以进行组态、编译、下载、联机调试等操作，无任何风险。在现场联调时，工程师可运用在线调试功能将模块的输出强制设置成**值后，再进行模块调试；如调试通过，则系统将自动对输出进行解锁，有
效地防止了现场联调时装置的误动作。同样，在线调试功能也能够**方便的在线修改控制程序以达到*优控制效果，见图8。

              

图4 中国石化北海分公司炼油异地改造石油化工项目系统结构图   






                                 

图5  网络**设计架构图






图6  多人组态功能示意图




图7  组态合并功能示意图







图8   在线调试功能示意图


凭借ECS-700系统在业界**的大规模网络架构方案，针对石化企业特点的高可靠性、高易用性和在线维护性，以及上等的工程服务不断成功突破千万吨炼油项目，中控打破了国外DCS供应商垄断炼化**市场的格局，使得2011年国外DCS产品价格更加透明、合理，节省了国家基础能源建设投资，保障了重点产业自主**。