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乙烯工业自动化系统的整体解决方案


自动化系统水平的高低对乙烯的生产有至关重要的影响。随着技术的进步及应用的不断成熟,工业自动化系统在总体构架、技术、需求和应用等方面均发生了重大变化。在总体构架和技术上,进一步向标准化、可扩展、开放化、更低的总体拥有成本方面发展;在需求上,人们更关注节能、提升劳动效率以及安全、环保和健康;在应用上,正向与先进控制、在线优化、在线性能监控、设备管理和数字点检以及与企业业务系统集成等一体化方向发展。

乙烯生产具有裂解反应复杂(高度非线性)、耗能大的特点。如何让乙烯生产在原料性质和来源变化时尽可能稳定生产、如何在相对稳定的原料供给的情况下提高装置的处理量、如何在固定产量的基础上降低能耗和生产成本等,都是乙烯工业绩效管理所面临要解决的问题。

以往的“自动化控制系统”已不能满足企业的生产管理需求,“自动化控制”的概念,已发展为先进控制、在线优化、在线性能监控、设备管理和数字点检等信息化技术的集成,越来越多的企业,把他们当作整体性的解决方案进行考量。

作为全球主要自动化控制系统提供商之一的Invensys(英维思)公司,在不断积累专业知识和全球经验的基础上,为乙烯工业提供一揽子解决方案,它们将为整个项目的总体执行带来切实的效益。

整体解决方案包括:I/A系列DCS控制系统。作为使设备寿命周期的花费降到最小的连续性发展平台,它是一个高度集成的工厂控制及信息管理系统。创造性地采用以交换机为基础的高性能Mesh控制网,交换机之间网速可达1G。可采用全光纤媒介以消除电磁干扰对通讯的影响;系统可同时容纳1920个工作站,使得整个工厂的控制可以整合一体;采用特别设计的点对点通讯方式,为安全及关键控制系统提供了灵活、可靠的过程安全控制及事件数据交换;通过标准的以太网接口,I/ASeries系统可与MIS系统和ERP系统实现实时和历史资料、流程画面的双向传输。

TriconexSIS及F&G系统。此系统基于三重化冗余容错TMR微处理器硬件技术和成熟可靠的、满足IEC1131-3标准的TRISTATION1131软件系统。系统对过程工业的安全关键设备提供连续的安全连锁和保护,火灾和有害气体紧急关断,各种扰动下的锅炉、汽机控制和保护,从而对所有工业关键资产确保最大的可靠性及可用性。最高级别的安全认证,IEC61508SIL3,TUVAK6,Nuclear1E等;经过TUVAK6认证的远程I/O技术应用于SIS和F&G系统;目前状况是系统1.5亿小时无差错工作;全球首选安全控制系统。

透平机械控制。此系统以英维思在转动设备方面丰富的经验及高度可靠的Triconex三重化冗余容错技术平台为基础,实现集成的多段防喘振压缩机及蒸气轮机控制和保护系统。为透平机械控制的应用提供最先进的特征和诊断技术;单一的人机界面;单一故障检修环境。

ROMeo及Connoisseur。用于设备的精确在线建模及非线性多变量控制器、优化器,在对设备的严谨性、产量、能量消耗和排放方面进行持续优化的同时,稳定了加热炉、压缩机及分馏器的运行状况。采用壳牌及Exxon公司的解决方案;与TechnipSpyro裂化模型集成;符合科学设计操作的最佳实践标准。

在线性能监测。英维思在现场仪器操作方面有着丰富的经验,英维思Avantis动态维护管理者将PCIMS实时设备基础数据转化为动态检测和运行维护。捕捉并确认设计数据的最佳工具,依靠主要数据清单,父子结构图及基线运行为各种关键性设备及故障模式推广Ops&Maint数据库;以模型为基础的最佳在线工具,可以为设备运行近况提供相应的基准并对设备性能及故障做出预测。

高精准度操作员培训模拟程序。此程序以SimSci程序设计及智能型建模为基础;贯穿整个项目阶段及设备操作寿命,对PCIMS数据库及HMI进行完全及自动复制,同时进行实时更新;非常适合系统修正测试,操作员培训及工程技术研究,此程序的假设分析功能贯穿整个设备使用寿命。

报警管理系统。是保障工厂安全高效运行不可缺少的组成部分,在设备条件的自动监控及提醒设备操作员对需要做出评估并采取相关措施的重要变化方面起到了关键的作用。开发一种报警理论,对设备报警管理作出定义,并为连续报警配置提供相应的结构;在基现报告及报警理论的基础上对报警系统进行记载及合理化配置;对干扰性报警、不恰当的报警及重复报警必须加以制止。

由德国著名的乙烯企业投资于美国得克萨斯州的乙烯厂,年生产规模为90万吨乙烯和45万吨丙烯,该化工厂于2001年投产。从2001年至今,该厂不断提升并扩充自动化系统,不断提高生产效率和盈利能力,自动化控制系统实现了从数据监控到资产管理的飞跃。2001年,全厂使用了In鄄vensys旗下的FoxboroI/ASeriesDCS分散控制系统和TriconexESD安全控制系统。另外对C4混合物生产机组提供Triconex透平机械控制系统。2005年,Invensys收到了该公司要求提供报警管理系统的合同。对已存在的报警系统进行评估,对干扰性报警、不恰当的报警及报警优先级配置进行改进。2007年年初,该公司又使用了Invensys旗下的SimSciOTS操作员培训系统,该系统对整体生产工艺、基本过程控制系统和安全控制系统进行了高保真模拟,不仅仅能用于操作员培训,还可协助客户企业实现过程设计、控制系统检验、DCS组态调整、设备诊断、开停车试验以及操作优化等。在安全的前提下,减少了装置开、停车次数,加速了生产优化和改进。


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