西门子CPU319-3PN/DP集成商

西门子CPU319-3PN/DP集成商快速响应市场变化的需求，如何早于竞争对手将新产品推向市场，如何增加工厂的灵活性和透明度，如何节约成本、降低能耗，一直以来，都是企业孜孜不倦追求的目标。这些任务看似艰巨，但并非是不能够完成。简而言之，这些目标都可以通过西门子产品、解决方案、服务及我们在各行业的专业技术来实现。“工欲善其事，必先利其器”，西门子产品毫无疑问是工业用户的较佳选择。在抚顺石化“千万吨炼油，百万吨乙烯”项目中，西门子以其DCS/SIS的一体化无缝集成解决方案和性能优良的自动化仪表为项目的顺利运行提供了坚实的基础。

“千万吨炼油，百万吨乙烯”项目

“千万吨炼油，百万吨乙烯”项目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、100万吨/年乙烯技术改造工程、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。该项目生产流程长、工艺复杂，又有大量易燃、易爆危险装置，安全要求较高，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较新的技术、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。

图1：中国石油抚顺石化公司项目装置

过程控制与安全控制的融合

面对项目提出的巨大挑战，西门子利用自己在自动化领域的优势，依靠具有丰富经验的团队，为抚顺石化的炼化和化工项目提供了节能降耗、灵活耐用，便捷高效的自动化系统和仪表。在控制系统方面，抚顺石化采用西门子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。

表：自动控制系统概况

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，项目采用SIS系统对重要装置进行保护，并与DCS系统一体化集成。西门子的SIS系统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。

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。

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常减压蒸馏、延迟焦化等装置陆续投入生产，产品收率、质量均达到设计值，确保工厂可靠、稳定运行。

过程仪表遍布生产流程

控制系统犹如工厂中的“神经**”，管理着生产过程中的每一个环节。而过程中配备的每一个自动化过程仪表，担负着数据采集等工作。自动化过程仪表遍布在生产过程中，就好比是生产过程中的“手足”。自动化过程仪表的性能优劣对生产过程具有决定性的影响。好的过程仪表，将为企业带来更多的收获与惊喜。

项目总共使用了SIPART PS2智能电气阀门定位器4000台，此外还使用了全集成过程仪表，包括温度变送器模块SITRANS TH300，雷达物位计SITRANS LR460，音叉物位开关SITRANS LVS200和音叉液位开关SITRANS LVL200，超声波流量计SITRANS FUS。这些过程仪表在变温控温、流量监测、过程控制中扮演者**的角色，为企业节约了成本，降低了能耗，实现了项目运行轻松**。

以自动化过程仪表中广泛使用的阀门定位器为例。在“千万吨炼油，百万吨乙烯”项目中，使用的阀门有数千个，而每一个阀门都要安装与之配套的阀门定位器。由于阀门定位器以仪表空气为动力源，在使用过程中消耗大量的仪表空气。数千阀门定位器的仪表空气消耗对于企业来说是一笔不小的开支。因此，抚顺石化方面希望使用的阀门定位器，在保证设备运行稳定、可靠的同时，具有良好的节能减排的性能，较大限度的节约成本。

作为在智能阀门定位器市场占有主导地位的自动化过程仪表供应商，西门子的SIPART PS2智能电气阀门定位器正是为实现该目的，量身定做的自动化过程仪表。

图2：项目中使用的SIPART PS2智能电气阀门定位器

SIPART PS2阀门定位器是由西门子公司开发研制的智能阀门定位器，在节能方面具有良好的口碑。SIPART PS2阀门定位器与传统的电气阀门定位器相比，是一款可以实现节能减排的自动化过程仪表，并且具有性能可靠、操作便捷等优势。传统的阀门定位器采用喷嘴--挡板结构，在稳态时，喷嘴挡板结构中的喷嘴仍然在排气状态，会消耗大量的仪表空气；而西门子SIPART PS2阀门定位器采用压电阀结构，在稳态时，关闭压电阀，其仪表空气的消耗量基本为零。这一技术将使得作为阀门定位器动力源的仪表空气的消耗大大减少，从根本上解决了仪表空气能耗的问题，实现了企业提出的节约成本的目标。

西门子SIPART PS2智能电气阀门定位器可以对阀门进行预防性维护，通过检测阀门各项参数并实时提供数据，通过自动控制系统的处理器进行数据处理后，报告阀门工作状态，工作人员根据处理后的数据可以对阀门工作是否正常做出判断，以实现对阀门的预防性维护，大大减少了不必要的定期维护，为企业节约了人力物力，降低了成本。

用技术和质量赢得信任西门子CPU319-3PN/DP集成商

基于油田开发的需要，通常采用平台群或依托原有设施进行开发，且平台之间远近不同，需要保证平台之间畅通无阻的实时通讯。因此，处理各种仪器仪表现场采集的数据、发出指令、实现工作流程自动化控制的中控系统是海上采油平台的关键设备。

在此项目中，西门子共为4个平台提供了13套SIMATIC PCS 7作为中控系统，涵盖主控DCS系统（PCS）、应急关断系统（ESD）以及火气探测系统（FGS），各系统都基于统一的软硬件平台。

SIMATIC PCS 7是西门子专业的过程控制系统，凭借其优越的性能，实现自动化系统的精准、快捷控制。同时,它具备数据存储和通讯功能，以其灵活的模块化冗余和扩展性，完成纷繁复杂的控制策略，实现控制系统的经济运行和成本控制，并兼备系统维护简便明了、备件成本真实可控的优点。

“PCS 7系统架构具有强大的扩展性，通讯功能能够满足平台之间的即时通讯和联系。即便后期在现有项目上继续扩建，新的平台也能够无缝纳入到系统中来，不会产生任何断裂。”西门子项目技术负责人杨东表示，“这也是中海油选择西门子的较重要因素。我们完整统一的自动化系统架构设计，实现了自动化系统的真正集成。”

中海油对PCS 7也给予了充分肯定。中海油湛江分公司涠洲项目技术负责人评价PCS 7控制系统的高品质是保证项目顺利实施的重要因素。无论是在工程项目的实施过程中，还是在正式运行阶段，PCS 7以其过硬的质量和优越的性能顺利地实现了所有的预想。

与陆地上的石油开采控制系统相比，海上平台控制要求完全不同，系统之间通讯量大，控制点数多。本次项目所实施的各个控制系统之间正常工作时有大量的通讯工作，并要求迅速及时, PCS/ESD/FGS系统的集成规模（I/O点）达到5200余点。

与一期的控制系统相比，本次项目西门子的实施方案中，平台在系统通讯、组态、编程均采用了统一的工具，整个中控系统真正整合为一体。

海上石油平台在生产过程中伴随着巨大的风险，尤其是要预防火灾、可燃气体泄漏，应对海上恶劣天气等特殊情况的发生。不仅在系统设计上要满足规范要求，也要求在控制上实现本质安全，否则可能造成人员伤亡、破坏环境、设施损坏等严重后果。

在安全方面，西门子为项目提供了在**较为流行的功能安全通讯技术——PROFIsafe，主要用于ESD和FGS之间通讯使用，可实现SIL3（Safety integrity Level）安全完整性等级要求的数据通讯。此外，平台与平台之间的ESD同样采用PROFIsafe进行数据通讯。

同时，西门子更是在诸多细节上为该项目提供了较优的服务方案。比如，使用西门子*有的MTA接线端子板，减少了大量的接线工作，维护更加方便；采用大容量的S7-417 CPU，为DCS中控系统和ESD提供了至少30%以上的余量，以满足项目后续开发的需求。为了与一期平台形成无缝通讯，通讯协议按用户的要求更换为过程控制常用的Modbus RTU、Modbus TCP等过程控制通讯协议。整个系统服务按照海上石油平台建设的要求，取得了船级社的认证。

用专业与服务满足需求

在阶段性地完成了部分系统的组态、调试后，平台建造及调试管理的现场技术负责人这样评价这支西门子团队：“西门子和其集成商团队有丰富的工程经验，精湛娴熟的集成和组态能力令人印象深刻。我们配合得非常默契。这让我想起了获得**冠军的德国足球队，同样源自德国，西门子工程团队的专业实力和团队协作精神是我前所未见的。”

在项目实施之前，鉴于西门子是**为中海油湛江分公司提供中控系统集成，项目技术负责人较担心的是工程实施是否顺利，会不会耽误整体项目的工期。

“海上石油开采中控系统所需要监控的数据和达到的功能要求，与陆地石油开采有很大的不同。为了确保按时完成目标，西门子工程技术人员和我们进行了充分、细致的交流，在软件编程及组态方面做了大量的工作。”技术负责人说。

为了能够较大化地满足用户的操作习惯，西门子的工程师团队用了一周时间学习原有平台生产控制系统的配置，在界面风格、布局、逻辑操作等方面与其对接，更加符合使用者的操作习惯，让用户在日后的使用过程中不必再重新学习和适应。

在中控系统的安装、连接阶段，西门子团队加班加点，积极配合中海油的工程项目组，在安装、布线、调试等环节进行流程优化，保证工程项目顺利实施。

西门子通过自身的努力，较终帮助中海油创造了一个新的记录：该项目的实施工期由通常的28个月缩短为22个月。西门子以其丰富的经验和高效的管理，仅用8周时间就完成了自动化系统的调货、物流、安装、组态、调试出厂等工作。在后续的陆上调试及海上调试作业中，自动化控制系统的建设任务高效完成，为油田顺利投产打下了坚实的基础。

“西门子的产品品质值得信赖，目前平台的自动