西门子DCS与SIS的完美融合
供稿：西门子（中国）有限公司
- 关键词：西门子,SIMATIC,PCS,7,抚顺石化
- 摘要：抚顺石化“千万吨炼油、百万吨乙烯”项目作为超大规模的示范工程和迄今为止东北地区最大的炼化一体化工程，采用西门子SIMATIC PCS 7作为全厂DCS系统，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。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。
中国石油抚顺石化公司石油二厂
抚顺石化是一家具有悠久历史与光荣传统的石化企业，标志着中国石油工业发展的“五朵金花”中的“三朵”，即催化裂化、催化重整和延迟焦化在这里绽放着耀眼的光芒。近年来，国家积极推行振兴东北工业基地战略，抚顺石化由此迎来了难得的发展契机。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”，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。
DCS与SIS的一体化需求
随着我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“千万吨炼油、百万吨乙烯”项目作为超大规模的示范工程和迄今为止东北地区最大的炼化一体化工程，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。
在项目建立之初，从系统集成性、主干网的通讯速率、控制器处理数据的能力等几个方面出发，抚顺石化对包括西门子在内的五家自动化厂商提供的系统进行了严格细致的综合评估，特别是与SIS系统的一体化集成问题成为了此次角逐的焦点。众所周知，DCS和SIS系统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的、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。西门子公司很好地解决了这个问题，与系统将基本过程控制系统与安全仪表系统完全整合在一起，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。
经过与西门子公司的深入交流与沟通，抚顺石化最终选定西门子为“千万吨炼油、百万吨乙烯”项目自动化系统的主供应商，采用SIMATIC PCS 7作为全厂DCS系统，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。
高效、安全的解决方案
在本项目中，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，并利用、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。
为了确保生产装置的人员和设备安全、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系统对重要装置进行保护。SIS系统选用了西门子具有冗余容错性的SIMATIC 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。
上位机系统采用客户机/服务器结构，其中客户机用于对现场控制设备的监视和操作，服务器可完成生产过程的数据记录与归档。操作员站、工程师站和自动化系统站与控制系统之间采用西门子SIMATIC NET 冗余光纤环网作为通讯网络，通信速率高达1Gbps，有效保证了海量数据高速传输的需求，在环型网络的某一个节点出现故障时，环形网络会在0.3秒内重建通讯通道。
此外，项目还设计建设了GDS，CAS，OPC，AMS，CCTV和时钟同步系统。通过Open PCS 7（OPC Server）将PCS 7系统集成到MES/ERP等外部系统。
系统概况
炼油部分
设置1个CCR,12个FRR
规划了53对AS417H现场控制器，24个工程师站
I/O点总计超过15000
乙烯部分
设计了1个CCR和13个FRR
DCS系统大约有30000个I/O点
配置66套AS417H冗余控制器
SIS系统大约有8500个I/O点
配置20套AS417H冗余控制器
强强联合 走向未来
目前，经过紧张的建设和调试，抚顺炼油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。经过产品技术培训、系统培训、操作员培训之后，现场人员可以熟练掌握系统的日常操作及故障排查。在西门子全集成解决方案的保驾护航下，抚顺石化将达到预期的生产规模，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。