信息化-石油化工自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展六大趨勢(shì)
近年來(lái)，我國(guó)石油化工行業(yè)一系列“世界級(jí)”規(guī)模的煉化一體化項(xiàng)目相繼建成投產(chǎn)運(yùn)行，如上海賽科乙烯項(xiàng)目、廣東惠州乙烯項(xiàng)目、揚(yáng)巴一體化乙烯項(xiàng)目、茂名石化乙烯項(xiàng)目（擴(kuò)建）、海南實(shí)華煉油項(xiàng)目、青島煉油項(xiàng)目、福建煉化一體化項(xiàng)目、獨(dú)山子煉化一體化項(xiàng)目、惠州煉油項(xiàng)目、天津煉化一體化項(xiàng)目、鎮(zhèn)海乙烯項(xiàng)目等。作為一位見證了中國(guó)石油化工行業(yè)40多年發(fā)展的石油化工自動(dòng)化領(lǐng)域資深專家，黃步余為我們?cè)敱M評(píng)述了近年來(lái)石油化工自動(dòng)化技術(shù)的幾大發(fā)展趨勢(shì)。
趨勢(shì)一：集成自動(dòng)化系統(tǒng)水平不斷提高
世界級(jí)規(guī)模的工廠需要集成自動(dòng)化的系統(tǒng)。對(duì)于當(dāng)前的大型煉化一體化企業(yè)來(lái)說(shuō)，為應(yīng)對(duì)全球競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)于企業(yè)信息化系統(tǒng)的建設(shè)高度重視，這就要求DCS系統(tǒng)打破以往只是單裝置控制形成一個(gè)個(gè)“信息孤島”的狀況，通過系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)真正的全廠集中控制、操作和管理。與此同時(shí)，當(dāng)前新建的大型石化企業(yè)，生產(chǎn)裝置規(guī)模大且同步建設(shè)，控制系統(tǒng)規(guī)模多達(dá)幾萬(wàn)點(diǎn)，涉及分散控制系統(tǒng)/現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（DCS/FCS）、安全儀表系統(tǒng)（SIS）、火災(zāi)和氣體檢測(cè)系統(tǒng)（FGS）、壓縮機(jī)控制系統(tǒng)（CCS）、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備監(jiān)視系統(tǒng)（MMS）、設(shè)備包控制系統(tǒng)（PECS）、分析數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（ADAS）、罐區(qū)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（TDAS）、儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)（MAS）、設(shè)備管理系統(tǒng)（AMS）、操作數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（ODS）、先進(jìn)控制（APC）、實(shí)時(shí)優(yōu)化（RT-OPT）、操作培訓(xùn)仿真系統(tǒng)（OTS）等多種自動(dòng)化控制系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)全廠控制系統(tǒng)之間的集成，對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)的集成水平就提出了更高的要求。剛剛建成投入商業(yè)運(yùn)行的天津煉化一體化項(xiàng)目，包括10套煉油裝置， 9套化工裝置、公用工程及輔助設(shè)施，廠外工程。自動(dòng)化系統(tǒng)集成規(guī)模達(dá)DCS I/O約143900點(diǎn)，SIS I/O約44300點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在自動(dòng)化系統(tǒng)中的深入應(yīng)用，自動(dòng)控制系統(tǒng)僅做為“信息孤島”的時(shí)代已經(jīng)過去，大型化、集成化的自動(dòng)化系統(tǒng)是歷史發(fā)展的必然趨勢(shì)！
趨勢(shì)二：MAV成為一種新的模式
MAV策略，即以主自動(dòng)化系統(tǒng)供貨商（Main Automation Vendor）的模式實(shí)施全廠儀表與控制系統(tǒng)一體化策略，是近年來(lái)在石油化工行業(yè)新興的一種自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)模式。采用MAV模式的最終目的就是讓業(yè)主得到性價(jià)比高、生命周期長(zhǎng)、綜合成本低的自動(dòng)化系統(tǒng)。在這一模式中MAV作為項(xiàng)目總體規(guī)劃設(shè)計(jì)單位的合作伙伴，為用戶提供總體方案、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；硬件/軟件配置；工程管理及作業(yè)程序；功能設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；工程設(shè)計(jì)、組態(tài)、生成、調(diào)試；第三方系統(tǒng)集成、調(diào)試；操作及維護(hù)支持服務(wù)等服務(wù)。實(shí)踐證明，此種模式具有多種優(yōu)勢(shì)，包括一方面有利于工程的總體協(xié)調(diào)進(jìn)行，另一方面利于各種接口、人機(jī)界面的標(biāo)準(zhǔn)化，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)生產(chǎn)裝置，公用工程集成自動(dòng)化系統(tǒng)同步；編制功能設(shè)計(jì)規(guī)范，確保集成自動(dòng)化系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化；有助于對(duì)國(guó)內(nèi)外多個(gè)EPC管理；確保集成自動(dòng)化系統(tǒng)工程高質(zhì)量、高水平；有利于集中操作管理，資源優(yōu)化，降低生命周期成本。能應(yīng)對(duì)現(xiàn)代化大型石化項(xiàng)目建設(shè)、運(yùn)行的挑戰(zhàn)和需求。
當(dāng)然，對(duì)于大型石油化工項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，MAV的選擇至關(guān)重要，是對(duì)于供應(yīng)商在產(chǎn)品、工程、服務(wù)以及總體協(xié)調(diào)能力等方面的多重考驗(yàn)，就當(dāng)前來(lái)說(shuō)，石油化工行業(yè)MAV仍是以國(guó)外知名企業(yè)為主，如艾默生、霍尼韋爾、西門子、橫河、ABB等，對(duì)于國(guó)內(nèi)自動(dòng)化企業(yè)來(lái)說(shuō)，已經(jīng)開始此方面的嘗試，但要成為真正具有競(jìng)爭(zhēng)力的MAV，仍需要工程經(jīng)驗(yàn)上的積累，還要有一段路要走。
趨勢(shì)三：網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)信息安全問題
當(dāng)前的現(xiàn)代石油化工企業(yè)在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上通常采用ERP/MES/PCS三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。一體化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，促使我們從規(guī)劃伊始就要從硬件、軟件以及維護(hù)等方面統(tǒng)籌考慮。隨著智能HART技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及無(wú)線技術(shù)等數(shù)字技術(shù)向控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)儀表的不斷延伸，數(shù)據(jù)總線處理的信息將不斷增加，對(duì)信息的安全傳輸和合理利用將是自動(dòng)控制系統(tǒng)面臨的重要考驗(yàn)。同時(shí)，大量采用計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐步替代自動(dòng)控制系統(tǒng)固有的軟硬件設(shè)備。如何保證DCS系統(tǒng)的安全可靠將是工程公司及制造商共同面對(duì)的重要課題！目前石油化工企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全問題已引起業(yè)內(nèi)專家的廣泛關(guān)注，研究網(wǎng)絡(luò)硬件、軟件、工程及維護(hù)等安全功能及策略，以及應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等問題。面對(duì)隨著新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用而隨之出現(xiàn)的信息安全問題，大家都在積極探索解決之道，強(qiáng)化管理，不斷完善。
趨勢(shì)四：現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用在向前推進(jìn)
隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、產(chǎn)品的不斷發(fā)展以及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的不斷豐富，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在流程工業(yè)、制造工業(yè)的應(yīng)用也在不斷地開拓。在石油化工領(lǐng)域，自2005年投產(chǎn)運(yùn)行的上海賽科乙烯項(xiàng)目伊始，中海油惠州乙烯項(xiàng)目、福建煉化一體化項(xiàng)目等一系列重大工項(xiàng)目成功地、大規(guī)模地使用了FF、Profibus等現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)隨著這些大項(xiàng)目的實(shí)施在不斷向前推進(jìn)。從用效果來(lái)看，可以說(shuō)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在大型石化項(xiàng)目中采用是可行的，可實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)維護(hù)和遠(yuǎn)程維護(hù)，但是當(dāng)前也仍存在包括用戶理念的轉(zhuǎn)變、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員技術(shù)水平要求較高，以及技術(shù)本身有待進(jìn)一步完善，使得現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在石油化工行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展比較緩慢。
趨勢(shì)五：工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用面臨新課題
工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)是大型數(shù)字化、自動(dòng)化系統(tǒng)的命脈，推進(jìn)信息化帶動(dòng)自動(dòng)化的新選擇、新技術(shù)，能夠促進(jìn)和提升生命管理、能源管理和安全管理水平。工業(yè)以太網(wǎng)的開放性和標(biāo)準(zhǔn)化，為用戶在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中節(jié)省成本，但也正如“趨勢(shì)三”所講，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)生命周期內(nèi)的絡(luò)安全提出了新的挑戰(zhàn)，促使我們要不斷研究網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)及安全策略新課題，包括惡劣電磁干擾EMI環(huán)境防護(hù)能力，無(wú)故障通信能力；冗余工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)可靠性、可用性、可維護(hù)性、安全性等。當(dāng)前工業(yè)以太網(wǎng)在流程工業(yè)控制層的應(yīng)用安全性仍值得特別關(guān)注，要通過防火墻和防病毒軟件等技術(shù)來(lái)保障信息傳輸?shù)陌踩?/p>
趨勢(shì)六：自動(dòng)化技術(shù)未來(lái)增長(zhǎng)點(diǎn)
以低碳能源系統(tǒng)、低碳技術(shù)體系和低碳產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)建立低排放、低能耗、低污染的新經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式促進(jìn)了自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。我國(guó)二氧化碳排放量、工業(yè)能耗普遍偏高。其中，原油加工、乙烯加工、大型合成氨平均能耗水平均高于國(guó)際領(lǐng)先水平。為實(shí)現(xiàn)到2020年單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40％～45％，需要探索一條適合我國(guó)國(guó)情的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展途徑，石油化工行業(yè)是重要行業(yè)之一。而發(fā)展新經(jīng)濟(jì)無(wú)疑將促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，
風(fēng)能、核能、太陽(yáng)能綜合利用，市政、樓宇、環(huán)保等自動(dòng)化技術(shù)將成為未來(lái)自動(dòng)化市場(chǎng)的增長(zhǎng)點(diǎn)。
最后黃步余總結(jié)說(shuō)：“石油化工行業(yè)從未放棄對(duì)新技術(shù)的開拓和追求，這促進(jìn)了石油化工自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，另一方面，自動(dòng)化技術(shù)的不斷創(chuàng)新也同時(shí)推進(jìn)了石油化工行業(yè)的發(fā)展轉(zhuǎn)型?！?/p>
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