横河电机智能自动化解决方案
助力四川石化实现智能化

  点击数:  发布时间:2018-02-24 16:07
关键词:工业照明 ,WILSTANDARD LED ,变频管家 ,客户交流会 ,Softmotion算法 ,速度规划 ,激光加工 ,自动化 ,魏德米勒 ,能效管理 ,施耐德 ,节能 ,利德华福 ,西门子 ,运动控制

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横河电机(中国)有限公司执行副总裁崔山

1975年横河电机率先研制出世界上第一套具有划时代意义的集散型控制系统(DCS系统),对石油、化工等大型工厂的生产过程进行测量、运行监视和控制。如今智能制造时代,横河电机为石化用户提供哪些服务?对此,本期记者采访了横河电机(中国)有限公司执行副总裁崔山先生,倾听横河电机对石化行业解决方案的解读。

自动化博览:横河电机能够为石油化工行业提供哪些产品或者解决方案?

崔山:横河电机为石油化工行业提供智能自动化的整体解决方案,这是智能工厂最核心的组成部分。智能工厂是基于新一代信息技术(如工业物联网、大数据分析、云计算等),具有信息深度自感知、智能优化自决策、精准控制自执行等功能,实现更安全、更环保、更节能、更平稳、更高效、长周期的最优运行状态,能够有效降低工厂运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源和能源的消耗。

智能自动化是智能工厂的核心组成部分。它包括大数据和数据分析处理、行业专家系统及知识库、过程的数学模型、智能优化算法、自动化执行等主要技术环节。智能自动化是加入了人类思考一样的智能程序,能根据多种不同的情况做出不同的反应,能够从根本上提高效率,提高工人绩效,减少操作风险,以及改善响应时间和客户体验。横河电机所提供的智能自动化解决方案是智能工厂中最核心的技术。

自动化博览:在您看来,横河电机的优势在哪里?

崔山:目前,在“工业制造4.0”和“中国制造2025”的大趋势下,中国石化市场也在朝着智能化的方向不断迈进,各个大型石化企业都在建设智能工厂。横河电机作为自动化领域的领跑者之一,其优势在于能够为智能工厂的核心部分——智能自动化提供完整的解决方案,包括智能生产管控、智能操作管理、智能安全管理、智能供应链管理、智能能源管理和智能设备管理等的整体解决方案。横河电机的智能自动化作为智能工厂建设的核心部分,具有感知、分析、推理、判断和决策等功能,并具有以下特点:

(1)感知能力:通过对现场实时及历史数据进行大数据分析及处理,实现对现场生产过程的深度感知;

(2)思维能力:通过对生产过程建立复杂的数学模型,以及行业专家系统和知识库的应用实现对生产过程的优化,解决生产运行瓶颈;

(3)决策能力:通过智能优化算法在当前工厂的约束条件下确定最优的生产目标,实现最优化生产运营;

(4)自动化执行能力:通过在生产操作层面和控制层面自动执行智能生产指令和控制动作,实现安全、平稳、高效、优化的生产。

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智能自动化与智能工厂

自动化博览:据悉横河电机的产品在石化行业备受青睐,相信这与横河电机的业务理念密切相关,请您介绍一下横河电机目前的业务理念?

崔山:1 9 9 7年,横河电机宣布了“Enterprise Technology Solutions(企业技术解决方案,ETS)”的业务理念。通过ETS,横河电机致力于提供最佳的前沿工业控制技术解决方案,解决客户业务操作中面临的特定需求。至此,横河电机专注点从产品业务转移到了工业解决方案业务。2005年,横河电机宣布了工业自动化领域的 “VigilantPlant”理念,该理念指导并协助客户以最警觉的状态运行他们的工厂。2017年,横河电机推出全新的Synaptic Business Automation(触连业务自动化)理念。延续VigilantPlant的理念,“Synapse”是神经系统中的一个结构,用于向人体的其他部分传输信号。“Synaptic Business Automation”表达了一种业务的最优化实施状态:它通过融合数据、系统、组织、知识和供应链而增加价值和提升竞争力。触连业务自动化理念将为客户带来以下几方面价值:

(1)安稳运行:更灵活地适应健康、安全、环保(HSSE)以及组织优化和监管合规等领域的要求和变化。

(2)优化生产:在工厂的整个生命周期内实现总支出(TOTEX)的优化,包括资本支出(CAPEX)的优化和运营支出(OPEX)的优化,并提高生产的可靠性。

(3)业务创新:与客户在特定领域进行合作,共同创造新的商业模式,实现卓越运营的智能化。

横河电机深厚的行业经验也为智能自动化的顺利实施提供了技术保障。横河电机将继续以“Synaptic Business Automation”理念为基础,持续致力于技术创新,为工业智能自动化乃至石化行业智能工厂的发展贡献一份重要的力量。

经典案例

1 项目背景

中国石油四川石化有限责任公司位于四川省成都彭州市工业园区,装置设计生产能力为80万吨/年乙烯、1000万吨/年炼油。炼油部分由主体工程、公用工程、辅助工程、储运和环保工程组成,乙烯部分由8套主体装置及辅助工程和公用工程组成。炼油生产装置采用“环保型全加氢总工艺流程”,乙烯装置选用全球最先进乙烯裂解技术,可生产线性低密度聚乙烯、聚丙烯、乙二醇、丁醇、辛醇、顺丁橡胶、汽油、柴油、苯、对二甲苯等十个系列产品。四川石化于2014年3月正式投入商业运行。

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中央控制室

横河电机在四川石化炼化一体化项目中作为主自动化供应商(MAV)提供了包括DCS(集散控制系统)、BMS(燃烧管理系统)、OMS(油品移动及调合系统)、TAS(终端自动化系统)、ASOM(先进安全操作管理系统)、DCS nywhere(DCS远程监视)、PID Tuning(PID整定)等一系列智能自动化解决方案。

2 项目内容

DCS(集散控制系统)

横河电机在四川石化炼化一体化项目中采用了先进的、高度集成化的CENTUM VP集散控制系统(DCS),系统的输入/输出点数超过6万点,总计配置160个现场控制站(FCS),超过700面机柜。横河电机在CENTUM VP系统的配置方案上综合考虑了四川石化生产管理的需求并进行优化,系统以主装置为基础共配置了21套DCS数据库,各DCS数据库之间既相互独立(各装置的开停车互不相互影响),又实现了不同DCS数据库之间一定程度的互连互通(便于全厂各装置之间的生产调度、统一协调及规划),最终实现了监视、控制、工厂管理的协调统一。

BMS(燃烧管理系统)

横河电机为四川石化提供了BMS(锅炉燃烧管理系统),BMS是主燃料跳闸及燃烧器管理与控制系统,在自备电站的自动控制系统中对锅炉及机组最为重要的安全管理控制子系统。

TAS(终端自动化系统)

横河电机为四川石化提供的TAS(终端自动化系统)包括汽车装车和火车小鹤管装车各一套。汽车装车共有7个装车栈台,装8种化工产品。一共有86个装火车鹤管。其控制系统与生产装置系统统一采用DCS进行集中控制、监测、管理、记录、报警,做到与储运罐区自动化DCS系统无缝连接。

TAS-MS(装车订单管理系统)

它包含订单管理,相关信息存储,及操作数据处理和安全管理,报表管理等功能,它由服务器端和客户端组成,订单数据由它下载给TAS-CS,并从TAS-CS读取最终数据并存入数据库中。它可提供ERP接口,相关订单信息可以直接通过ERP传给TAS-MS服务器。

ASOM(先进安全操作管理系统)

横河电机为四川石化提供的ASOM(先进安全操作管理系统)主要包括报警管理及优化、安全操作导航及安全关键性能指标(KPI)可视化功能。

建立统一标准的先进报警管理系统,通过自动实时的采集DCS报警数据,生成多达50多个报警分析报告,深入的分析报警原因,提供准确的报警优化解决方案,并自动执行报警优化解决方案,实现报警管理及优化的PDCA闭环管理。安全操作导航系统通过操作规程标准化和程序化,对操作流程和工艺操作指导、操作监视、事件监视;解决对生产操作岗位的标准操作规程(SOP)管理,实现新的操作规范的贯彻和实施。安全性能指标(KPI)可视化系统通过采集来自DCS、LIMS、HSE系统、设备监视关键参数及巡检数据存入KPI数据库中进行数据集成,实现对不同形式的KPI(过程KPI、设备KPI、产品KPI、负荷KPI及HSE等)显示、报警监视及计算。

DCS Anywhere(DCS远程监视)

横河电机为四川石化提供的DCS Anywhere(DCS远程监视)系统使用户可以在工厂/企业级直接监视生产控制的操作状况,实现远程的生产监视以及有效的生产管理、维护管理和调度管理。

PID Tuning(PID整定)

横河电机能够提供专业的PID整定平台Tune VP以及专业的工程服务帮助用户提高装置运行的自控率以及提高控制回路的平稳率,从而提高企业的经济效益。横河电机的PID整定及优化平台TuneVP充分利用控制科学的先进成果,基于系统辨识技术和IMC理论,为PID整定及优化提供支持。

3 项目执行

四川石化炼化一体化项目中有超过12家EPC参与项目的建设,这对于横河电机的项目执行能力来说是一个极大的考验。横河电机的全球工程中心专门为该项目的执行组建了高效而专业的项目工程团队,并聚集了国内各分支机构的工程资源以确保项目的顺利实施,借助于丰富的超大型项目的执行经验,横河电机在整个项目的执行过程中展现了良好的专业素养。特别是在FEED(前期工程设计)阶段,横河电机与四川石化用户和设计院密切合作,制订了适用于四川石化炼化一体化项目的控制系统设计的相关标准,包括硬件设计标准、软件设计标准、操作界面设计标准、第三方接口标准等等,同时还编制了大量的项目管理文档(如项目执行计划、项目文档管理计划、项目变更管理等)作为FEED阶段的重要标准文档,这些项目设计标准和管理标准的制订为整个项目的顺利执行奠定了良好的基础。在中央控制室(CCR)布置方案的设计过程中,横河电机提出的多个CCR方案(炼油装置、乙烯装置及公用工程采用独立的CCR)也最终得到了采纳,赢得了用户的好评。

摘自《自动化博览》2018年2月刊

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