乙烯工業(yè)自動化―的整體解決方案
自動化系統(tǒng)水平的高低對乙烯的生產(chǎn)有至關(guān)重要的影響。隨著技術(shù)的進步及應(yīng)用的不斷成熟,工業(yè)自動化系統(tǒng)在總體構(gòu)架、技術(shù)、需求和應(yīng)用等方面均發(fā)生了重大變化。在總體構(gòu)架和技術(shù)上,進一步向標準化、可擴展、開放化、更低的總體擁有成本方面發(fā)展;在需求上,人們更關(guān)注節(jié)能、提升勞動效率以及安全、環(huán)保和健康;在應(yīng)用上,正向與先進控制、在線優(yōu)化、在線性能監(jiān)控、設(shè)備管理和數(shù)字點檢以及與企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成等一體化方向發(fā)展。
乙烯生產(chǎn)具有裂解反應(yīng)復(fù)雜(高度非線性)、耗能大的特點。如何讓乙烯生產(chǎn)在原料性質(zhì)和來源變化時盡可能穩(wěn)定生產(chǎn)、如何在相對穩(wěn)定的原料供給的情況下提高裝置的處理量、如何在固定產(chǎn)量的基礎(chǔ)上降低能耗和生產(chǎn)成本等,都是乙烯工業(yè)績效管理所面臨要解決的問題。
以往的“自動化控制系統(tǒng)”已不能滿足企業(yè)的生產(chǎn)管理需求,“自動化控制”的概念,已發(fā)展為先進控制、在線優(yōu)化、在線性能監(jiān)控、設(shè)備管理和數(shù)字點檢等信息化技術(shù)的集成,越來越多的企業(yè),把他們當作整體性的解決方案進行考量。
作為全球主要自動化控制系統(tǒng)提供商之一的Invensys(英維思)公司,在不斷積累專業(yè)知識和全球經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,為乙烯工業(yè)提供一攬子解決方案,它們將為整個項目的總體執(zhí)行帶來切實的效益。
整體解決方案包括:I/A系列DCS控制系統(tǒng)。作為使設(shè)備壽命周期的花費降到最小的連續(xù)性發(fā)展平臺,它是一個高度集成的工廠控制及信息管理系統(tǒng)。創(chuàng)造性地采用以交換機為基礎(chǔ)的高性能Mesh控制網(wǎng),交換機之間網(wǎng)速可達1G。可采用全光纖媒介以消除電磁干擾對通訊的影響;系統(tǒng)可同時容納1920個工作站,使得整個工廠的控制可以整合一體;采用特別設(shè)計的點對點通訊方式,為安全及關(guān)鍵控制系統(tǒng)提供了靈活、可靠的過程安全控制及事件數(shù)據(jù)交換;通過標準的以太網(wǎng)接口,I/ASeries系統(tǒng)可與MIS系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)實現(xiàn)實時和歷史資料、流程畫面的雙向傳輸。
TriconexSIS及F&G系統(tǒng)。此系統(tǒng)基于三重化冗余容錯TMR微處理器硬件技術(shù)和成熟可靠的、滿足IEC1131-3標準的TRISTATION1131軟件系統(tǒng)。系統(tǒng)對過程工業(yè)的安全關(guān)鍵設(shè)備提供連續(xù)的安全連鎖和保護,火災(zāi)和有害氣體緊急關(guān)斷,各種擾動下的鍋爐、汽機控制和保護,從而對所有工業(yè)關(guān)鍵資產(chǎn)確保最大的可靠性及可用性。最高級別的安全認證,IEC61508SIL3, TUVAK6,Nuclear1E等;經(jīng)過TUVAK6認證的遠程I/O技術(shù)應(yīng)用于SIS和F&G系統(tǒng);目前狀況是系統(tǒng)1.5億小時無差錯工作;全球首選安全控制系統(tǒng)。
透平機械控制。此系統(tǒng)以英維思在轉(zhuǎn)動設(shè)備方面豐富的經(jīng)驗及高度可靠的Triconex三重化冗余容錯技術(shù)平臺為基礎(chǔ),實現(xiàn)集成的多段防喘振壓縮機及蒸氣輪機控制和保護系統(tǒng)。為透平機械控制的應(yīng)用提供最先進的特征和診斷技術(shù);單一的人機界面;單一故障檢修環(huán)境。
ROMeo及Connoisseur。用于設(shè)備的精確在線建模及非線性多變量控制器、優(yōu)化器,在對設(shè)備的嚴謹性、產(chǎn)量、能量消耗和排放方面進行持續(xù)優(yōu)化的同時,穩(wěn)定了加熱爐、壓縮機及分餾器的運行狀況。采用殼牌及Exxon公司的解決方案;與 TechnipSpyro裂化模型集成;符合科學(xué)設(shè)計操作的最佳實踐標準。
在線性能監(jiān)測。英維思在現(xiàn)場儀器操作方面有著豐富的經(jīng)驗,英維思Avantis動態(tài)維護管理者將 PCIMS實時設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為動態(tài)檢測和運行維護。捕捉并確認設(shè)計數(shù)據(jù)的最佳工具,依靠主要數(shù)據(jù)清單,父子結(jié)構(gòu)圖及基線運行為各種關(guān)鍵性設(shè)備及故障模式推廣Ops&Maint數(shù)據(jù)庫;以模型為基礎(chǔ)的最佳在線工具,可以為設(shè)備運行近況提供相應(yīng)的基準并對設(shè)備性能及故障做出預(yù)測。
高精準度操作員培訓(xùn)模擬程序。此程序以SimSci程序設(shè)計及智能型建模為基礎(chǔ);貫穿整個項目階段及設(shè)備操作壽命,對PCIMS數(shù)據(jù)庫及HMI進行完全及自動復(fù)制,同時進行實時更新;非常適合系統(tǒng)修正測試,操作員培訓(xùn)及工程技術(shù)研究,此程序的假設(shè)分析功能貫穿整個設(shè)備使用壽命。
報警管理系統(tǒng)。是保障工廠安全高效運行不可缺少的組成部分,在設(shè)備條件的自動監(jiān)控及提醒設(shè)備操作員對需要做出評估并采取相關(guān)措施的重要變化方面起到了關(guān)鍵的作用。開發(fā)一種報警理論,對設(shè)備報警管理作出定義,并為連續(xù)報警配置提供相應(yīng)的結(jié)構(gòu);在基現(xiàn)報告及報警理論的基礎(chǔ)上對報警系統(tǒng)進行記載及合理化配置;對干擾性報警、不恰當?shù)膱缶爸貜?fù)報警必須加以制止。
由德國著名的乙烯企業(yè)投資于美國得克薩斯州的乙烯廠,年生產(chǎn)規(guī)模為90萬噸乙烯和45萬噸丙烯,該化工廠于2001年投產(chǎn)。從2001年至今,該廠不斷提升并擴充自動化系統(tǒng),不斷提高生產(chǎn)效率和盈利能力,自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)了從數(shù)據(jù)監(jiān)控到資產(chǎn)管理的飛躍。 2001年,全廠使用了In鄄vensys旗下的FoxboroI/ASeriesDCS分散控制系統(tǒng)和TriconexESD安全控制系統(tǒng)。另外對C4 混合物生產(chǎn)機組提供Triconex透平機械控制系統(tǒng)。2005年,Invensys收到了該公司要求提供報警管理系統(tǒng)的合同。對已存在的報警系統(tǒng)進行評估,對干擾性報警、不恰當?shù)膱缶皥缶瘍?yōu)先級配置進行改進。2007年年初,該公司又使用了Invensys旗下的SimSciOTS操作員培訓(xùn)系統(tǒng),該系統(tǒng)對整體生產(chǎn)工藝、基本過程控制系統(tǒng)和安全控制系統(tǒng)進行了高保真模擬,不僅僅能用于操作員培訓(xùn),還可協(xié)助客戶企業(yè)實現(xiàn)過程設(shè)計、控制系統(tǒng)檢驗、DCS組態(tài)調(diào)整、設(shè)備診斷、開停車試驗以及操作優(yōu)化等。在安全的前提下,減少了裝置開、停車次數(shù),加速了生產(chǎn)優(yōu)化和改進。