1,石油化工行業(yè)煉油裝置的自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡介,2,闡述的三個(gè)方面,國內(nèi)煉油行業(yè)的基本闡述完整的自動(dòng)控制系統(tǒng)所包含的內(nèi)容闡述圖紙的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),3,石油化工、煉油、裝置、工藝,石油化工：石油化工英文稱為“Petrochemical”在中文里其實(shí)是“石油”、“化學(xué)”、“工業(yè)”三個(gè)名字的詞組。我愿意從字面意義上來分析此行業(yè)的構(gòu)成，即：將所開采的原油原氣進(jìn)行化學(xué)加工成成品油氣的行業(yè)稱為“石油化工”行業(yè)。上句中有兩個(gè)名詞“原油原氣”、“成品油氣”；還有兩個(gè)動(dòng)詞：“開采”、“化學(xué)加工”。以上四個(gè)詞句將石油化工分解成兩個(gè)部分，即“原料開采”和“原料加工”。業(yè)內(nèi)人士將“原料開采”稱為上游行業(yè)，“原料加工”為下游企業(yè)。以此來區(qū)別行業(yè)的分流。,石油化學(xué)工業(yè),石油化工,石化,2個(gè)字或許更簡單,簡稱為4個(gè)字,4,煉油煉油其實(shí)是對(duì)原材料進(jìn)行化學(xué)加工的過程。將原油通過各種工藝技術(shù)，煉制成目前世界上最重要的成品能源：石油、天然氣及其它附屬產(chǎn)品。煉油通常由各類煉油廠家來完成。煉油廠屬于石油化工行業(yè)的下游企業(yè)。世界范圍內(nèi)的石油開采起源于二次世界大戰(zhàn)期間，針對(duì)石油開采，中國并不落歐美，1938年民國政府即計(jì)劃開采屬地甘肅的玉門油田。對(duì)于煉油加工，在2009年之前，較大的國有企業(yè)中，只有中國石油和中國石化兩家企業(yè)有煉油加工的能力，中國海洋石油在2009年興建的惠州煉油分公司，標(biāo)志著其結(jié)束了在石化行業(yè)內(nèi)只有上游企業(yè)的歷史。另外，2004年成立的中國化工集團(tuán)，也躋身于中國能源巨頭行業(yè)。所以，目前在中國最主要的煉油企業(yè)為中國石油、中國石化、中國海洋石油、中國化工四大能源巨頭下屬的煉油廠。,5,裝置、工藝、系統(tǒng)煉油廠內(nèi)的各種復(fù)雜的煉油工藝，要用相對(duì)獨(dú)立又貫穿一通的各個(gè)裝置來實(shí)現(xiàn)。其中“延遲焦化裝置”便是煉油過程中重要的一個(gè)工藝裝置，其裝置用于將提煉出的最后一道劣質(zhì)油進(jìn)行油氣與石油焦分離。以達(dá)到原油的最高能源效益將原油充分提煉，并將提煉原油所產(chǎn)生的殘留物比如石油焦在其它行業(yè)得到應(yīng)用。各種裝置的工藝流程，需要不同安全等級(jí)、部門級(jí)別的控制系統(tǒng)來完成自動(dòng)化操作、保護(hù)、聯(lián)鎖。其中DCS系統(tǒng)一般做為廠級(jí)的中央控制系統(tǒng)，集成著整個(gè)煉油廠的各個(gè)工藝裝置的幾乎所有儀表、閥門和從站；SIS系統(tǒng)是將整個(gè)煉油廠或者某個(gè)單獨(dú)裝置的安全等級(jí)需達(dá)到IEC61508標(biāo)準(zhǔn)的控制儀表或回路進(jìn)行安全聯(lián)鎖控制；PLC系統(tǒng)是做為廠級(jí)DCS系統(tǒng)的從站，針對(duì)某一個(gè)特定的、相對(duì)獨(dú)立的工藝過程進(jìn)行復(fù)雜的自動(dòng)化以及順序控制。,6,自控系統(tǒng)的構(gòu)成以延遲焦化裝置的某工藝環(huán)節(jié)PLC系統(tǒng)為例，其系統(tǒng)竣工的步驟：,工程總設(shè)計(jì),工藝設(shè)計(jì),設(shè)備設(shè)計(jì),管道設(shè)計(jì),電氣設(shè)計(jì),儀表設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)方的工作范圍,供應(yīng)方的工作范圍,控制系統(tǒng)集成,電氣-儀表接口協(xié)調(diào),主設(shè)計(jì)技術(shù)協(xié)調(diào),工藝邏輯確認(rèn),業(yè)主（煉廠）,商務(wù)合同,技術(shù)協(xié)議,設(shè)計(jì)輸入評(píng)審,方案設(shè)計(jì),方案評(píng)審,技術(shù)協(xié)調(diào)會(huì)議,系統(tǒng)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)輸出評(píng)審,FAT,SAT,公司質(zhì)量管理體系,竣工,售后服務(wù),行業(yè)規(guī)范,會(huì)議紀(jì)要,7,自控系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的內(nèi)容,主管師,主任師,總師,審核,審定,批準(zhǔn),設(shè)計(jì)輸入,業(yè)主,設(shè)計(jì)輸入,設(shè)計(jì)方,設(shè)計(jì)輸出,設(shè)計(jì)輸出,業(yè)主設(shè)計(jì)方,設(shè)計(jì)輸出,業(yè)主設(shè)計(jì)方施工方,8,PID流程圖圖例,9,PID流程圖局部1,10,PID流程圖局部2,11,PLCI/O清單,12,聯(lián)鎖邏輯圖,13,儀表回路圖,14,系統(tǒng)布置圖,15,電氣配電框圖,16,PLC系統(tǒng)圖,17,系統(tǒng)原理圖,18,元件布置圖、表,19,儀表規(guī)格書,20,FAT文本,FAT文本鏈接,21,系統(tǒng)以S7300系列PLC為基礎(chǔ)，配以各種掛接在網(wǎng)絡(luò)上的模板、模塊和組件，實(shí)現(xiàn)各部分協(xié)調(diào)工作和數(shù)據(jù)共享，共同完成各種自動(dòng)控制和信息管理功能，是一套分層分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。本PLC系統(tǒng)采用了MPI站站數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、Internet數(shù)據(jù)交換技術(shù)、profibus數(shù)據(jù)主從交換技術(shù)、modbus主從數(shù)據(jù)交換技術(shù)共4種控制技術(shù)。,公司成套的S7300PLC系統(tǒng),PLC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),22,控制站實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采樣、控制運(yùn)算、控制輸出。通過硬件配置和軟件組態(tài)可構(gòu)成不同規(guī)模、不同功能、不同用途的現(xiàn)場控制單元?？刂普居布ǎ汗膊考?、功能模板、調(diào)理模塊等幾大部分。公共部件包括：機(jī)柜、機(jī)籠、控制模板、電源組件、散熱組件、總線底板、交換機(jī)、光端機(jī)、轉(zhuǎn)接端子板等；功能模板包括：I/O模板、通訊模板等；調(diào)理模塊包括：模擬量輸入、模擬量輸出、數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、脈沖量輸入、脈沖量輸出、特殊定制模塊等。,DCS系統(tǒng)機(jī)柜布置,23,典型的PCS7過程控制系統(tǒng)，用于ESD緊急停車系統(tǒng)中，西門子S7400的故障安全性可編程控制器。除了PLC本身模塊化以外，所有的控制元件，并非系統(tǒng)成套提供。例如端子排、繼電器、安全柵、電源組件等等，均有可能屬于不同尺寸、型號(hào)的產(chǎn)品。S7400的冗余CPU站點(diǎn)，配套S7300系列的I/O模塊，在西門子的安全性PLC中，屬于高端控制產(chǎn)品。其所屬的控制層與通訊層，均能與DCS相媲美。而且其強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算和順序控制功能，相信并非其它泛泛之輩能夠比擬的。,PLC系統(tǒng)機(jī)柜布置,24,所有的系統(tǒng)組件，均針對(duì)機(jī)柜從而做模塊化設(shè)計(jì)，便于系統(tǒng)裝配，以及對(duì)機(jī)柜的兼容。根據(jù)控制特征，不需要額外的端子排安裝以及機(jī)柜裝配。外端電纜直接進(jìn)入模塊集成端子排端子即可。繼電器與端子排集成。降低元件成本、人工成本以及供貨周期。所有的系統(tǒng)電源，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，均按機(jī)柜屬性設(shè)計(jì)，任何客戶均用同一類型電源和網(wǎng)絡(luò)通訊，減少采購周期與技術(shù)調(diào)研。所有的機(jī)柜內(nèi)部連線，均采用專用電纜插接式連接。,DCS模塊化的部件,25,不同的電器元件，不同規(guī)格的尺寸、品牌和各類不同數(shù)據(jù)。采購周期長短不一。端子排上看到的孔，均要人工進(jìn)行裝配，并且將電線一根也不許失誤的連接完成。單一的繼電器。一個(gè)繼電器至少4根電線，一套300點(diǎn)左右的PLC系統(tǒng)，需要至少60個(gè)繼電器。PLC模塊上看到的前連接器的進(jìn)線口，均需要人工一根一根的完成。以上人工所完成的工作，一律需要專業(yè)工程師進(jìn)行一絲不茍的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，并且每一個(gè)工程項(xiàng)目的圖紙都不盡相同。,PLC零散的器件,26,簡單的編程組態(tài)軟件，文件包大小僅40兆。上位端組態(tài)功能與邏輯編程功能集成在一個(gè)軟件體系中。強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫資源共享。任何不同的上位端、下位端的站點(diǎn)，均可以對(duì)其數(shù)據(jù)庫進(jìn)行資源共享。編程功能強(qiáng)大，支持FBD、LD、SFC、ST、IL共5種編程語言。浙大中自的軟件操作性不強(qiáng)，編程功能未能完善的基于微軟界面的操作習(xí)慣，這與其它PLC廠商提供的編程環(huán)境相比，有較大差距。這也是所有DCS廠商共同的毛病。,DCS的編程組態(tài)界面,開發(fā)界面中的控制站與操作站的分布，讓開發(fā)工程師很清晰的理解整個(gè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。,上位組態(tài)的數(shù)據(jù)庫，在下位編程界面中，完全共享，無需重新編譯。,五種編程語言，讓開發(fā)工程師有更多的選擇。這是浙大中自軟件中最大的亮點(diǎn)。,27,以SIMENS品牌PLC為例，下位編程軟件STEP7V5.4SP3需要740兆以上的安裝空間，上位組態(tài)軟件WINCCV6.2SP3需要至少1G內(nèi)存的計(jì)算機(jī)配置。上位端組態(tài)功能與邏輯編程功能基本在不同的開發(fā)工具中，但近年來有集成的趨勢。數(shù)據(jù)庫不能進(jìn)行實(shí)時(shí)分享，上位與下位數(shù)據(jù)需單獨(dú)編譯。但近年來有集成的趨勢。編程功能十分強(qiáng)大，支持FBD、LD、STL共3種編程語言，且相互之間可隨機(jī)切換。編程適應(yīng)性強(qiáng)，智能程度非常高，對(duì)于專業(yè)的開發(fā)工程師來說，屬于理想的編程軟件。,PLC的編程組態(tài)界面,PLC下位編程軟件，網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大，系統(tǒng)全面?；谖④浀牟僮髁?xí)慣，相對(duì)來說，屬于非常專業(yè)的編程工具。,上位編程與下位組態(tài)雖說有相對(duì)集成的概念。但仍舊屬于兩種不同的開發(fā)工具。數(shù)據(jù)庫資源共享性不高，甚至沒有。,編程語言的自動(dòng)切換以及數(shù)據(jù)調(diào)用的可控性，是DCS無可比及的。,28,我們是否可以在DCS與PLC之間左右逢源？,2009年投產(chǎn)的中海油惠州煉油分公司的廠級(jí)DCS控制系統(tǒng)，采用美國Foxboro品牌。廠級(jí)的SIS安全儀表系統(tǒng)采用Triconex品牌，以上技術(shù)協(xié)議均由上海英維思過程系統(tǒng)有限公司與惠州煉油分公司簽訂。但最終為惠州煉油分公司提供SIS安全儀表系統(tǒng)的系統(tǒng)開發(fā)商為北京康吉森自動(dòng)化有限公司。上海英維思過程系統(tǒng)有限公司是一家包含如Foxboro、Triconex等品牌的自控系統(tǒng)公司。北京康吉森自動(dòng)化有限公司與其有著良好的合作關(guān)系。,29,SIS安全儀表系統(tǒng)做為一個(gè)相當(dāng)獨(dú)立的廠級(jí)儀表控制系統(tǒng)，同時(shí)卻往往屬于DCS的一