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现场总线控制系统在石化行业的应用及发展

                         作者:刘聪俐;周开华;古正龙

  摘要:简要介绍了现场总线系统在石化行业的重要地位,并结合实际对其进行优势分析,对其应用发展发表了个人看法
  关键词:fs控制系统;结构特点;优势分析;前景展望
  
  “信息化带动工业化,工业化促进信息化”是中国的国策。现在石油和化工企业的信息化分为三层结构:第一层以ps(press ntrl syste,过程控制系统)为代表的生产过程基础自动化层,主要内容包括先进控制系统(ds、fs)、先进控制软件、软测量技术、实时数据库等。第二层以es(anufaturing exeutin syste,制造执行系统)为代表的生产过程运行优化层,主要内容包括现金计划与调度技术aps、生产实时跟踪技术、动态质量控制与管理技术、物料平衡技术等。第三层以erp(enterprise resure planning,企业资源计划)为代表的生产过程经营优化层,主要内容包括企业资源管理erp、供应链管理、产品质量数据管理、设备资源管理、企业电子商务平台等。三层结构在功能划分上虽有重叠,但各有侧重。
  目前中国石油内部正在es和erp这两层平台推广实施先进的管理系统。ps层虽然处于最底层,但是本层各种控制系统及技术应用效果的好坏,直接关系到信息化进程的快慢和应用效果。在目前,ds(集散控制系统)还是主流,国内已有近800套应用。但是现场总线控制系统fs(fieldbus ntrl syste)代表当今控制技术和ds的发展方向,并已经进入工业化应用阶段。人们对fs有各种评论,既有对新技术的赞尝,也有对现状的困惑。尽管众说纷纭,笔者将fs结合本公司装置实例,对其应用发展,略表以下个人之见:
  
  一、(fs)现场总线控制系统的特点
  
  根据ie/isa定义,现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支的通信网络。它是用于过程自动化最底层的现场设备以及现场仪表的互连网络,是现场通信网络和控制系统的集成。它具有系统开放性;互可操作性和互用性;现场设备的智能化与功能自治性;系统结构的高度分散性;对现场环境的适应性等技术特点。fs与传统控制系统(如ds)的结构对比如图所示
  
  
  二、(fs) 现场总线控制系统的优势分析
  
  出于安全角度考虑,炼油化工装置与操作控制人员所处的距离一般较远,采用fs比采用ds优势更明显。以我公司20万吨/年催化重整和10万吨/年柴油加氢联合装置为例,来分析一下采用现场总线系统的优势。目前本联合装置采用ds系统,从装置到控制站之间距离为大约450。ds系统现场控制站i/点数统计为(不包括esd系统点数):模拟量输入点(ai)带控制106点、指示208点;温度指示t/、rtd:340点;模拟量输出a:93点;数字量输入di:50点;数字量输出d:22点。根据点数统计,集散控制系统规模最低设置(考虑20%备用余量)应至少配控制柜4块,包括:8点ai卡57块,6路t/卡68块,8点a卡27块,16点di卡:4块,16点d卡2块。安全栅柜4块,对所有输入输出配安全栅、继电器端子等。电源柜1块,为控制柜和安全栅柜提供电源。操作站4个,工程师站1个。电缆敷设采用从现场仪表到接线箱,再通过多芯电缆至控制室内接线端子的方式。这样所用8芯电缆电缆数量大约41k,2芯电缆电缆数量大约41k。如果采用fs系统,从控制系统设计、安装、投运到日常检维修都可以体现其优越性:

  (一)节约初期投资和安装费用
  以采用prfibus-dp为例,构成多主站控制系统。由于现场的智能设备具有多种功能,因而可不再需要单独的控制器、报警设定器、及ds系统的多种卡件、隔离栅等。所以说可以省去本联合装置中4个控制柜和4个安全栅柜中所有卡件、隔离栅及其他变送器、设定器等控制设备。但是相比较电ⅲ型仪表,现场智能仪表价位稍高,总体上来说硬件投资低于ds系统。由于控制室内设备减少,并且现场总线系统接线简单,一对双绞线上可挂接多个设备,因而电缆、槽盒、桥架用量和规格大大减少,既节约了投资,也减少了设计、安装工作量。桥架宽度规格减小,能相应减少土建专业施工难度。总体上而言,可减少初期投资。

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现场总线控制系统在石化行业的应用及发展

作者:刘聪俐;周开华;古正龙 摘要:简要介绍了现场总线系统在石化行业的重要地位,并结合实际对其进行优势分析,对其应用发展发表了个人看法 关键词:fs控制系统;结构特点;优势分析;前景展望 “信息化带动工业化,工业化促进信息化”是中国的国策。现在石油和
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