西門子SIMATIC PCS 7系統在煉油和乙烯項目中的應用

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西門子SIMATICPCS7系統在煉油和乙烯項目中的應用

撫順石化“千萬噸煉油、百萬噸乙烯”項目作為超大規模的工程和迄今為止東北地區最大的煉化一體化工程之一，采用西門子SIMATIC PCS 7作為全廠DCS，并與S7-400FH系統聯合使用，構成DCS/SIS的一體化無縫集成解決方案。這一聯合煉油廠是世界上采用SIMATIC PCS 7作為主自動化系統的最大型集成式煉油及乙烯工廠。

近年來，國家積極推行振興東北工業基地戰略，撫順石化迎來了難得的發展契機。2006年，中石油決定投資24億歐元在撫順建立煉油石化廠，由中石油撫順石化公司運營。作為振興遼寧老工業基地的“標志性工程”、撫順市的“希望工程”，“千萬噸煉油、百萬噸乙烯”項目落戶撫順石化公司石油二廠，在給人們帶來美好希望的同時也承載著重要的政治責任、經濟責任和社會責任。

該廠將成為中國東北地區最大的煉油石化基地。加工原油量將達到10Mt/a，并且生產1Mt/a乙烯供應下游生產聚烯烴。這是一個特大型煉油化工一體化項目，項目集中原油加工、煉油結構調整技術改造工程、1Mt/a乙烯技術改造工程、熱電廠“以大代小”擴能改造工程及配套項目、石油一廠新區和化塑廠搬遷工程，是分別立項又相互聯系的煉油和化工綜合項目。

隨著中國石油工業的不斷發展，安全生產與節能環保正在受到日益重視。撫順石化該項目生產流程長、工藝復雜，又有大量易燃、易爆危險裝置，安全要求極高，對肩負全廠生產重任的控制系統的性能也提出了更高的要求。控制系統和儀表不僅要采用最新的技術確保安全可靠，而且需要滿足石油化工特殊工藝過程的技術要求。除基本的過程控制和檢測外，還要建立全廠實時數據庫，為廠級計算機信息管理和生產調度建立基礎。

為了確保人員和設備安全、保證裝置在事故情況下的安全聯鎖和緊急停車，避免災難性事故的發生，采用SIS對重要裝置進行保護。眾所周知，DCS和SIS在煉油與化工裝置的控制中應用非常廣泛，以往這兩個系統多是由不同產商提供，彼此相互獨立的，需要單獨的系統設計和各自的組態軟件完成系統開發，維護方式也是不同的。當系統間需要數據交換時，多采用硬接線的方式，由此給用戶帶來了很多不便與隱患。西門子的SIS選用具有冗余容錯性的SIMATIC S7-400FH控制器，內置完全冗余設計及自診斷功能，能對內部及外部的故障進行快速而有效的診斷，通過不同的模塊冗余(FMR)方式，對現場儀表和執行裝置進行單模塊、雙模塊和三重化模塊配置，完成IEC61511安全規范規定中的安全儀表功能。這樣SIMATIC PCS 7與S7-400FH系統將基本過程控制系統與SIS完全整合在一起，這樣既可以減少投資，又可簡化系統設計、開發與維護工作，且能更好地滿足國際安全標準規定的等級要求。

經過18個月的技術驗證和激烈的競爭篩選，撫順石化最終選定西門子為該項目自動化系統的主供應商，遵循西門子全集成自動化(TIA)設計理念，以SIMATIC PCS 7為核心將煉油與乙烯的工藝裝置和公用工程、輔助設施等均納入控制系統，實現對所有生產設備的整體控制與監視歸檔，并利用AS 400H，400FH自動化站、ET200M系列I/O(含標準模塊與F模塊)、Profibus總線以及工業以太網通信技術構建完整的自動化控制體系。

為了滿足高可用性要求，系統進行了全冗余容錯的配置： 控制器，I/O模塊，系統總線和服務器的各個層次的冗余；項目現場大量的智能儀表采用的是HART協議。西門子的過程設備管理軟件PDM對多達幾十個主流廠商、上千種HART設備都能夠很方便地整合到PCS7系統中；系統還具備強大的第三方通信能力，如RS-232/485(Modbus RTU)通信與APC先進控制器的通信，為廠級MES系統和ERP提供標準的OPC接口等。此外，項目還設計建立了GDS，CAS，OPC，AMS，CCTV和時鐘同步系統。

項目所有的工藝生產裝置、公用工程及輔助設施等均采用DCS/SIS進行過程控制、監視和安全聯鎖保護。在完成工業過程底層回路控制的基礎上，進一步實現過程的整體性能控制，搭建過程控制與管理的一體化系統平臺，最終實現以綜合生產經營指標為目標的優化控制，確保生產裝置安全、平穩、長周期、高質量的運行，實現企業的最大利潤。

經過緊張的建設和調試，該項目的全部裝置已于2012年9月正式投入生產運行。西門子公司提供的高可靠性并且靈活易用的控制系統已經幫助撫順石化的煉油裝置在產品收率和產品質量方面達到設計值。在西門子全集成解決方案的保駕護航下，撫順石化完成了預期的生產規模，形成“大煉油—大化工—大園區”的新格局并向“國內領先、世界一流”的大型煉化生產基地穩步邁進。(西門子(中國)有限公司)