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西门子SIMATICPCS7系统在炼油和乙烯项目中的应用

抚顺石化“千万吨炼油、百万吨乙烯”项目作为超大规模的工程和迄今为止东北地区最大的炼化一体化工程之一，采用西门子SIMATIC PCS 7作为全厂DCS，并与S7-400FH系统联合使用，构成DCS/SIS的一体化无缝集成解决方案。这一联合炼油厂是世界上采用SIMATIC PCS 7作为主自动化系统的最大型集成式炼油及乙烯工厂。

近年来，国家积极推行振兴东北工业基地战略，抚顺石化迎来了难得的发展契机。2006年，中石油决定投资24亿欧元在抚顺建立炼油石化厂，由中石油抚顺石化公司运营。作为振兴辽宁老工业基地的“标志性工程”、抚顺市的“希望工程”，“千万吨炼油、百万吨乙烯”项目落户抚顺石化公司石油二厂，在给人们带来美好希望的同时也承载着重要的政治责任、经济责任和社会责任。

该厂将成为中国东北地区最大的炼油石化基地。加工原油量将达到10Mt/a，并且生产1Mt/a乙烯供应下游生产聚烯烃。这是一个特大型炼油化工一体化项目，项目集中原油加工、炼油结构调整技术改造工程、1Mt/a乙烯技术改造工程、热电厂“以大代小”扩能改造工程及配套项目、石油一厂新区和化塑厂搬迁工程，是分别立项又相互联系的炼油和化工综合项目。

随着中国石油工业的不断发展，安全生产与节能环保正在受到日益重视。抚顺石化该项目生产流程长、工艺复杂，又有大量易燃、易爆危险装置，安全要求极高，对肩负全厂生产重任的控制系统的性能也提出了更高的要求。控制系统和仪表不仅要采用最新的技术确保安全可靠，而且需要满足石油化工特殊工艺过程的技术要求。除基本的过程控制和检测外，还要建立全厂实时数据库，为厂级计算机信息管理和生产调度建立基础。

为了确保人员和设备安全、保证装置在事故情况下的安全联锁和紧急停车，避免灾难性事故的发生，采用SIS对重要装置进行保护。众所周知，DCS和SIS在炼油与化工装置的控制中应用非常广泛，以往这两个系统多是由不同产商提供，彼此相互独立的，需要单独的系统设计和各自的组态软件完成系统开发，维护方式也是不同的。当系统间需要数据交换时，多采用硬接线的方式，由此给用户带来了很多不便与隐患。西门子的SIS选用具有冗余容错性的SIMATIC S7-400FH控制器，内置完全冗余设计及自诊断功能，能对内部及外部的故障进行快速而有效的诊断，通过不同的模块冗余(FMR)方式，对现场仪表和执行装置进行单模块、双模块和三重化模块配置，完成IEC61511安全规范规定中的安全仪表功能。这样SIMATIC PCS 7与S7-400FH系统将基本过程控制系统与SIS完全整合在一起，这样既可以减少投资，又可简化系统设计、开发与维护工作，且能更好地满足国际安全标准规定的等级要求。

经过18个月的技术验证和激烈的竞争筛选，抚顺石化最终选定西门子为该项目自动化系统的主供应商，遵循西门子全集成自动化(TIA)设计理念，以SIMATIC PCS 7为核心将炼油与乙烯的工艺装置和公用工程、辅助设施等均纳入控制系统，实现对所有生产设备的整体控制与监视归档，并利用AS 400H，400FH自动化站、ET200M系列I/O(含标准模块与F模块)、Profibus总线以及工业以太网通信技术构建完整的自动化控制体系。

为了满足高可用性要求，系统进行了全冗余容错的配置： 控制器，I/O模块，系统总线和服务器的各个层次的冗余；项目现场大量的智能仪表采用的是HART协议。西门子的过程设备管理软件PDM对多达几十个主流厂商、上千种HART设备都能够很方便地整合到PCS7系统中；系统还具备强大的第三方通信能力，如RS-232/485(Modbus RTU)通信与APC先进控制器的通信，为厂级MES系统和ERP提供标准的OPC接口等。此外，项目还设计建立了GDS，CAS，OPC，AMS，CCTV和时钟同步系统。

项目所有的工艺生产装置、公用工程及辅助设施等均采用DCS/SIS进行过程控制、监视和安全联锁保护。在完成工业过程底层回路控制的基础上，进一步实现过程的整体性能控制，搭建过程控制与管理的一体化系统平台，最终实现以综合生产经营指标为目标的优化控制，确保生产装置安全、平稳、长周期、高质量的运行，实现企业的最大利润。

经过紧张的建设和调试，该项目的全部装置已于2012年9月正式投入生产运行。西门子公司提供的高可靠性并且灵活易用的控制系统已经帮助抚顺石化的炼油装置在产品收率和产品质量方面达到设计值。在西门子全集成解决方案的保驾护航下，抚顺石化完成了预期的生产规模，形成“大炼油—大化工—大园区”的新格局并向“国内领先、世界一流”的大型炼化生产基地稳步迈进。(西门子(中国)有限公司)