现场总线技术的应用——现场仪表类型

1现场总线技术的应用——现场仪表类型系统编号和装置名称FF设备网段设备/网段Hart设备S01–PX芳烃10542334.51221S02–Refinery炼油116973025.6313S03–Refinery炼油28722503.52308S04–IGCC3675.11558S05–Ethylene乙烯24275504.4977S06–PE聚乙烯7531495.1248S07–PP聚丙烯382894.3267S08–Util.公用工程195395.0547S09–GFU气分128294.422S10-MTBE/C44901084.547S11-AirSep.空分721Total总共803417564.68229•全厂使用了8033台FF和8229台HART设备–其中使用了277台848T多通道温度变送器(FF)，这节省了约2000台温度变送器。–平均每个Ff网段上挂4.6台表，如果增加所挂的台数，可以进一步节省投资。设备类型FF设备HART设备压力变送器32783497温度变送器24782806848TFF多通道温度变送器277液位仪表5502流量仪表190342DVC数字阀门定位器16661009Analyzers分析仪表4HartMultiplexers多路转换器67FFIndicators显示表139Misc其它12Total总共803482292现场总线网段的设计•采用H1冗余设计，提高了可靠性。•采用了F890——八网段冗余电源调制器，在保证可靠性的同时，大大节约了成本。•每个主干网段均配备F32浪涌保护器，有效防止雷电等影响。•采用带支线保护功能的现场接线盒，有效防止了单台仪表故障对整个网段造成的不良影响。•采用国产FF电缆，极大降低了相关成本。DeltaVAMS3FF的经济效益•福建炼油乙烯一体化项目是国内第一套全面大规模采用FF技术的炼油化工一体化项目。•FF技术的使用超出了预期。在项目初期，大家普遍对新技术有担心，经过安装、调试和使用，FF非常稳定，大家的担心消除了，而且体会到FF带来的巨大好处。•最明显的好处是：FF技术使全厂的开车、调试、运行和维护人员比使用传统技术明显减少。任务：调试80万吨/年的乙烯厂调试人员数量FREP的实践6任务：操作/维护（FREP）配备的仪表工数量原有400万吨/年炼油设施75原有400万吨/年炼油设施+所有新装置75任务：操作/维护配备的仪表工数量FREP754FF的经济效益•FREP用户总结：使用FF，仪表的故障率比传统技术明显降低。FREP全厂有50,000多台仪表，如果按1%的故障率计算，也有500台故障表，这个数字是很大的。但在FREP，仪表的总体故障率却非常低，这大大减轻了我们的工作量。特别是我们的仪表维修人员少，装置规模扩大了至少5倍，可是我们并没有增加太多的仪表维护人员，仅增加少部分协议人员。相反，我们觉得比以前维护原有的400万吨炼油设施的工作量要少。•以上的节省主要来源于:–FF技术的高可靠性、高性能；–全厂采用智能设备管理软件AMS，实现了仪表的远程操作和诊断，避免了到现场的巡检工作量；–控制系统的高可靠性。远程操作/维护AMS5FF的经济效益•在确定技术方案阶段，我们做过详细的比较，使用FF技术可以节约30%的DCS系统机柜。•我们大量采用了848T(FF)多通道温度变送器，这也大量节约了投资。–总共使用了277台848T，节省约2000单点温度变送器•全部采用国产的FF电缆，比以前同等规模项目采用进口电缆节省了大量资金。•我们完全实现了预算的控制。8个温度传感器分馏塔H1网段,2-线型号：848T多通道温度变送器FF技术提供了一个灵活的技术平台，用户可以有更多的选择，实现更多的经济效益。6FF的经济效益•FREP的IGCC联合装置是国内第一套投入商业运行的。•IGCC联合装置由于具有复杂的连锁逻辑，开车调试难度高。ExxonMobil在国外有一个类似的装置，用了八个月才开车成功。FREP创造了历史，只用了两个月就开车成功，而且运行非常稳定。•这完全得益于FF技术的使用，以及高可靠性的控制系统。7Teamscope项目成功的经验——精诚合作•FREP项目的成功，首先归功于各方的精诚合作。–业主Owner–项目管理公司PMC–工程公司EPC–仪表和控制系统主承包商MICC–子承包商Subvendor–安装建设单位–工程监理公司等等•大家都秉承团队合作的精神，相互配合、相互谅解。PMTExecutionteamsExecutionteamsExecutionteamsVendorsEmersonVendorsEmersonVendorsEmersonIPMTPerEPCEmersonOwner/PMC8项目成功的经验——FEED•在FEED阶段艾默生就全程介入FREP的设计阶段–艾默生的技术经理和相关的工程师派驻项目管理公司(PMC，SEI/Lummus)办公室，与业主和PMC一起工作，制定项目执行策略以及各种工程规范。–这帮助了艾默生充分了解FREP的工程需求，制定出完善的FF执行功能规范。–FREP和艾默生充分发挥团队精神，编制了各项工程规范，而且要求各EPC在投标阶段必须严格遵守这些规范。–FEED阶段制定的规范：EmersonFEED执行团队Phase1(FEED)(PostFEED)Emerson项目工程团队基础文档:ØFREP招标规格书;ØMICC工作范围;ØMICC执行策略;Ø投标材料清单;Ø项目主进度表;Ø投标系统结构图;Ø技术规范合规表;Ø装置工艺P&ID和说明;Ø项目技术标准;Ø框架协议价格表;Ø等等….FEED提交文档:Ø改善后的系统规格书;Ø改善后的系统结构图;ØMICC电缆规格书;Ø报警管理策略;Ø项目进度安排;Ø改善后的MICC工作范围;Ø改善后的MICC执行策略;Ø项目成本预测;Ø等等….Phase2(EPC)PostFEED工作:ü工具包(Toolkit)开发和批准;ü流程图标准;ü工程标准;ü功能规格书FDS编制及批准;üEPC报价准备;ü在DCS测试系统上进行非标子系统通讯测试;ü对EPC和业主人员进行培训;ü等等….从设计到安装，整个项目有统一的标准9项目成功的经验——标准化Standardization•工程标准化–在FEED阶段制定了一系列的工程实施标准文件。这些强制性文件使得各个EPC在进行不同装置的设计工作时有标准可循，实现了设计和功能的标准化。这些标准文件包括：•功能设计规范FDS•系统结构总图和分图•MICC电缆规格书;•报警管理策略;•项目进度安排;•MICC工作范围;•MICC执行策略;–这些工程实施标准都是以往大型项目实施经验的总结，是各方智慧的融合。10项目成功的经验——FDS•功能设计规范–功能设计规范(FunctionalDesignSpecification,FDS)是项目工程的强制性文件。它们规定了项目所需要实现的功能，系统各部分如何协调配合实现这些功能，以及实施的方法。–在这些FDS中，规定了FF的详细实施细节，比如规定了：•网段上设备的分配原则•备份链路调度器LAS原则•功能块在设备间的分配原则•将控制回路下方到现场设备的原则•在控制器内实现控制回路的原则•关键等级、宏周期、VCR等原则–这些功能设计规范既帮助了各个EPC可以遵循同样的标准独立设计各个装置的控制系统，也节省了EPC的设计时间。FDSdocumentsØMasterØHardwarerelatedspecificationsØHardwareGeneralØDCSHardwareØSISHardwareØFGSHardwareØInterfacingHardwareØSoftwarerelatedSpecificationsØSoftwareGeneralØDCSSoftwareØAppendix–DCSSoftwareØSISSoftwareØAppendix–SISSoftwareØFGSSoftwareØAppendix–FGSSoftwareØInterfacingSoftwareØOtherspecificationsØNetwork&FirewallØRTDBØAMSØINtools11项目成功的经验——网段设计及优化•网段设计及优化SegmentDesignandOptimization–在FDS中，规定了FF的实施标准•比如根据保守的原则，规定每个网段最大的设备数量为5台，这样保证任何网段都可以满足最低工作电源的要求。EPC无需进行详细的网段计算，足可以保证设计的正确性，同时也减少了EPC的设计时间。–所有网段都选用同样的8网段冗余电源、浪涌保护器、接线盒等，这样节省了成本。–在项目开始阶段，并没有考虑选用848T。但经过比较和评估，848T多通道的特性可以大量减少单点温度变送器的使用，最终项目采用了277台848T，节省了约2000台温度变送器，这是明显的成本节省。–国产电缆的使用，使得FF技术的成本比以往的大项目大大降低。–在FF实施方面，实行标准化和优化是非常重要的。DeltaVAMS12项目成功的经验——工厂验收测试FAT•FF的工厂验收测试–整个系统在出厂前都做了100%的点测，保证了功能的完整性。–在FF方面，艾默生准备了一个与实际情况一模一样的“样板系统”，它包含了一个“样板网段”和所有必要元件，包括电源调制器、浪涌保护器、接线盒等。–在“样板系统”上进行各种功能测试，比如将功能块分配到设备、在阀门定位器DVC上进行控制回路组态等测试，以保证所有设计满足功能要求。–每个装置的系统出厂前都进行了测试。–这个做法增加了业主和EPC对FF信心。–当系统发送到现场后，所需要做的是物理布线、安装以及检查，无需再做功能测试。–这个实践为现场节约了大量的时间。13项目成功的经验——现场安装检查和SAT•网段安装及检查步骤–由于EPC和安装公司较多，安装质量参差不齐，网段安装质量至关重要，是保证FF通讯正常的先决条件。为此艾默生制定了网段安装质量检查的步骤，并对各EPC做了多次培训。若检查出有安装质量问题，都拍照存档，反馈给安装公司及时整改。这个做法将通讯故障彻底排除，保证了调试开车的顺利进行，也保证了开车后的正常运行。–在安装质量检查完成后，再进行设备调试和回路调试。现场总线安装及验证程序lFF网段外观检查记录表lFF网段线路检查记录表lFF网段通讯验证记录表l如何使用AMS进行回路测试14项目成功的经验——智能设备管理AMS•AMS的使用–作为整个自动化系统的有机组成部分，FREP所有装置都使用了AMS，而且配置了全厂仪表维护中心。–AMS将FF仪表和HART仪表直接集成在一起，形成了全厂的智能仪表数据库。DeltaV系统直接通过H1卡和HART卡连接，无需额外的多路转换器。Triconex的SIS系统使用多路转换器将HART仪表接入AMS。–AMS用于回路测试，实现远程组态，节省大量的现场调试时间。–在正常运行阶段，AMS真正实现了远程预测维护。–FREP还配备了阀门高级在线性能诊断软件ValveLink。•AMS的使用有以下好处：–实现了项目的策略，对于减少维护工作量，实现工厂的智能化管理作出了贡献。–降低了仪表和控制系统的生命周期成本–提高了维护效率，实现了工厂的经济效益–使用远程维护功能，维护人员避免到现场危险区域，提高维护人员的工作安全性，带来了社会效益•AMS的各项功能将继续发挥，进一步提高智能化维护水平。过程操作AMS全厂仪表维护中心故障信息维修指导信息15总结•福建炼油乙烯项目的顺利投产，标志着MICC策略在大型石化项目建设上是成功的。•FF技术是可靠、稳定、先进的技术。在大型项目上使用FF技术，可以节约大量的调试、开车时间和人力。•FF技术和AMS配合使用可以实现远程预测维护，实现工厂的智能化管理，降低生命周期成本，提高经济效益和社会效益。16谢谢！