茂名瑞派石化工程有限公司 陳彥旭

石油化工企業(yè)在向著大型化、一體化、智能化方向轉(zhuǎn)變，2013年茂名石化建成投用了煉油全廠中心控制室，將管轄區(qū)域內(nèi)各生產(chǎn)裝置的內(nèi)操和管理人員集中到中心控制室，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理與過(guò)程控制管控一體化。

在煉油全停檢修期間，有37套生產(chǎn)裝置的控制系統(tǒng)操作站進(jìn)行搬遷，37套裝置共有73套控制系統(tǒng)的操作站需要搬遷，分別是：DCS控制系統(tǒng)36套，SIS或CCS控制系統(tǒng)25套, PLC控制系統(tǒng)10套, CCC控制系統(tǒng)2套，73套控制系統(tǒng)分為9個(gè)不同的系統(tǒng)廠商品牌。控制系統(tǒng)操作站搬遷工作量大和難度大，設(shè)計(jì)單位和儀表車(chē)間密切配合，聯(lián)系各個(gè)系統(tǒng)廠家到裝置現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查落實(shí)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各系統(tǒng)廠家之間的關(guān)聯(lián)工作，在技術(shù)談判中吸取各家的意見(jiàn)，不斷修改完善方案，然后對(duì)各系統(tǒng)廠家提出統(tǒng)一的技術(shù)要求。

1 對(duì)各系統(tǒng)廠家提出的主要技術(shù)要求

1.1 遠(yuǎn)程I/O站的設(shè)置

目前裝置的操作室和機(jī)柜間在同一個(gè)控制室，SIS系統(tǒng)或CCS系統(tǒng)沒(méi)有遠(yuǎn)程I/O站的情況下，將工藝操作人員集中到中心控制室后，操作站和輔操臺(tái)需搬遷至中心控制室，輔操臺(tái)上的開(kāi)關(guān)、按鈕及指示燈信號(hào)就不能再通過(guò)電纜接至現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間系統(tǒng)機(jī)柜的I/O卡件，需要在中心控制室設(shè)置SIS系統(tǒng)或CCS系統(tǒng)的遠(yuǎn)程I/O站，輔操臺(tái)上的開(kāi)關(guān)、按鈕及指示燈信號(hào)通過(guò)電纜接至系統(tǒng)遠(yuǎn)程I/O站的卡件。

1.2 控制系統(tǒng)連接光纜設(shè)置原則

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，討論過(guò)不同的方案，每套裝置的現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間與中心控制室之間敷設(shè)2根總光纜（冗余配置）或是不同系統(tǒng)各敷設(shè)2根光纜（冗余配置）。如敷設(shè)2根總光纜，裝置有DCS、SIS和CCS三套系統(tǒng)的情況下，光纖盒只能設(shè)在其中一套系統(tǒng)的機(jī)柜，則從光纖盒跨機(jī)柜到另一套系統(tǒng)的遠(yuǎn)程I/O站的跳線就很難保護(hù)使其不受折斷損壞。如不同系統(tǒng)各敷設(shè)2根光纜，則光纜數(shù)量多，光纜及敷設(shè)費(fèi)用較高。為確?？刂葡到y(tǒng)的安全，討論決定采用以下方案：有遠(yuǎn)程I/O站的系統(tǒng)（如SIS、CCS系統(tǒng)）單獨(dú)敷設(shè)2根光纜，DCS系統(tǒng)與SIS系統(tǒng)共用一根光纜，光纖盒安裝在SIS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)柜內(nèi)，在網(wǎng)絡(luò)柜安裝DCS系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換器，通過(guò)雙絞線與DCS系統(tǒng)交換機(jī)連接（本方案不采用鎧裝跳線），這樣保證了控制系統(tǒng)的安全，也解決了跳線難以保護(hù)的問(wèn)題，節(jié)省了光纜及敷設(shè)費(fèi)用。

1.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置及系統(tǒng)廠家分工

1.3.1 裝置控制系統(tǒng)只有DCS系統(tǒng)的情況

DCS系統(tǒng)從現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間至中心控制室之間敷設(shè)2根光纜（冗余配置）。

在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間，增加光纖盒及其附件、光電轉(zhuǎn)換器等設(shè)備，如現(xiàn)有機(jī)柜沒(méi)有空間安裝新增設(shè)備則DCS廠家增設(shè)1個(gè)網(wǎng)絡(luò)柜。

在中心控制室，增加1個(gè)網(wǎng)絡(luò)/電源柜、光纖盒及其附件、光電交換機(jī)、空氣開(kāi)關(guān)等設(shè)備。業(yè)主給網(wǎng)絡(luò)/電源柜提供2路UPS和1路GPS電源，由DCS廠家負(fù)責(zé)在此機(jī)柜配置空氣開(kāi)關(guān)給DCS操作站和工程師站供電。

1.3.2 裝置控制系統(tǒng)有DCS和SIS兩種控制系統(tǒng)的情況

從現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間至中心控制室之間敷設(shè)2根光纜（冗余配置），DCS系統(tǒng)和SIS系統(tǒng)共用，光纖盒及其附件安裝在SIS系統(tǒng)的機(jī)柜。

在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間，SIS系統(tǒng)增加遠(yuǎn)程擴(kuò)展機(jī)架(本地)、光纖盒及其附件、光電轉(zhuǎn)換器等設(shè)備，DCS系統(tǒng)所用的光電轉(zhuǎn)換器也由SIS 廠家提供，如現(xiàn)有機(jī)柜沒(méi)有空間安裝新增設(shè)備，則SIS廠家增設(shè)1個(gè)網(wǎng)絡(luò)柜。

在中心控制室，SIS廠家設(shè)置遠(yuǎn)程I/O站、網(wǎng)絡(luò)/電源柜、光纖盒及其附件、光電交換機(jī)、空氣開(kāi)關(guān)等設(shè)備，DCS系統(tǒng)所用的光電轉(zhuǎn)換器也由SIS 廠家提供，機(jī)柜的數(shù)量根據(jù)實(shí)際情況而定，盡可能將各種功能區(qū)域分開(kāi)布置。DCS廠家提供DCS交換機(jī)給SIS廠家，由SIS 廠家集成安裝在SIS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)/電源柜，DCS交換機(jī)和光電轉(zhuǎn)換器的電源由SIS廠家提供。業(yè)主為網(wǎng)絡(luò)/電源柜提供2路UPS和1路GPS電源，SIS廠家負(fù)責(zé)在此機(jī)柜配置空氣開(kāi)關(guān)給DCS操作站、SIS操作站、工程師站和遠(yuǎn)程機(jī)柜供電。

1.3.3 裝置控制系統(tǒng)包括DCS、SIS和CCS的情況

在CCS系統(tǒng)需設(shè)置遠(yuǎn)程I/O站的情況下，從現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間至中心控制室之間敷設(shè)2根光纜。DCS系統(tǒng)和SIS系統(tǒng)共用2根光纜（冗余配置），光纖盒安裝在SIS系統(tǒng)的機(jī)柜；CCS系統(tǒng)單獨(dú)敷設(shè)2根光纜（冗余配置），光纖盒安裝在CCS系統(tǒng)的機(jī)柜。

在CCS系統(tǒng)沒(méi)有遠(yuǎn)程I/O站的情況下，從現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間至中心控制室之間敷設(shè)2根光纜（冗余配置），DCS系統(tǒng)、SIS系統(tǒng)和CCS系統(tǒng)共用，光纖盒安裝在SIS系統(tǒng)的機(jī)柜。

在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間，CCS系統(tǒng)需設(shè)置遠(yuǎn)程I/O站的情況下，CCS系統(tǒng)增加遠(yuǎn)程擴(kuò)展機(jī)架(本地)、光纖盒及其附件等設(shè)備，如CCS系統(tǒng)現(xiàn)有機(jī)柜沒(méi)有空間安裝新增的設(shè)備則增設(shè)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)柜。

在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間，SIS系統(tǒng)增加遠(yuǎn)程擴(kuò)展機(jī)架(本地)、光纖盒及其附件、光電轉(zhuǎn)換器等設(shè)備，DCS系統(tǒng)所用的光電轉(zhuǎn)換器也由SIS 廠家提供；CCS系統(tǒng)沒(méi)有遠(yuǎn)程I/O站的情況下，CCS系統(tǒng)所用的光電轉(zhuǎn)換器也由SIS 廠家提供。如現(xiàn)有機(jī)柜沒(méi)有空間安裝新增設(shè)備，則SIS廠家增設(shè)1個(gè)網(wǎng)絡(luò)柜。

在中心控制室，在CCS系統(tǒng)需設(shè)置遠(yuǎn)程I/O站的情況下，采用以下方案： SIS廠家設(shè)置遠(yuǎn)程I/O站、網(wǎng)絡(luò)/電源柜、光纖盒及其附件、光電交換機(jī)、空氣開(kāi)關(guān)等設(shè)備，DCS系統(tǒng)所用的光電轉(zhuǎn)換器也由SIS 廠家提供，機(jī)柜的數(shù)量根據(jù)實(shí)際情況而定，盡可能將各種功能區(qū)域分開(kāi)布置；CCS廠家配置1個(gè)遠(yuǎn)程I/O（網(wǎng)絡(luò)）機(jī)柜、CCS遠(yuǎn)程I/O站、光纖盒及其附件等；DCS廠家提供DCS交換機(jī)給SIS廠家，由SIS 廠家集成安裝在SIS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)/電源柜，DCS交換機(jī)和光電轉(zhuǎn)換器所用的電源由SIS廠家負(fù)責(zé)。

在中心控制室，在CCS系統(tǒng)沒(méi)有遠(yuǎn)程I/O站的情況下，采用以下方案：SIS廠家設(shè)置遠(yuǎn)程I/O站、網(wǎng)絡(luò)/電源柜、光纖盒及其附件、光電交換機(jī)、空氣開(kāi)關(guān)等設(shè)備，DCS和CCS系統(tǒng)所用的光電轉(zhuǎn)換器也由SIS 廠家提供，機(jī)柜的數(shù)量根據(jù)實(shí)際情況而定，盡可能將各種功能區(qū)域分開(kāi)布置；DCS和CCS廠家提供各自的交換機(jī)給SIS廠家，由SIS 廠家集成安裝在SIS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)/電源柜，DCS、CCS的交換機(jī)和光電轉(zhuǎn)換器所用的電源由SIS廠家負(fù)責(zé)。

在中心控制室，業(yè)主為SIS網(wǎng)絡(luò)/電源柜提供2路UPS和1路GPS電源，由SIS廠家負(fù)責(zé)在此機(jī)柜配置空氣開(kāi)關(guān)給DCS操作站、SIS操作站、CCS操作站、工程師站和遠(yuǎn)程機(jī)柜供電。

1.4 對(duì)機(jī)柜的要求

機(jī)柜采用RITTAL TS8808，配置RITTAL原廠的風(fēng)扇、濾網(wǎng)和溫控開(kāi)關(guān)，機(jī)柜尺寸為：H2100mm×W800mm×D800mm，機(jī)柜底座高度為100mm，機(jī)柜顏色為RAL7035，前、后單開(kāi)門(mén)，右軸方式，前門(mén)安裝A3圖紙盒。

1.5 對(duì)操作站和工程師站的要求

操作站主機(jī)采用DELL T3600，操作站升級(jí)為win 7平臺(tái)。工程師站主機(jī)采用T620服務(wù)器，操作系統(tǒng)升級(jí)為Server2008。顯示屏統(tǒng)一為DELL 24″ 16：10，IPS液晶屏。所有工程師站、操作員站購(gòu)買(mǎi)5年上門(mén)服務(wù)。

1.6 GPS時(shí)鐘同步的要求

在中心控制室設(shè)置GPS時(shí)鐘源，采用網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步，在中心控制室設(shè)置2套GPS天線，通過(guò)同軸電纜接至機(jī)柜間的2套時(shí)鐘服務(wù)器，從時(shí)鐘服務(wù)器的以太網(wǎng)接口給每個(gè)系統(tǒng)廠家提供1路時(shí)鐘源，接至每個(gè)系統(tǒng)廠家的最高一層系統(tǒng)總交換機(jī)，從系統(tǒng)總交換機(jī)給每套系統(tǒng)提供時(shí)鐘同步信號(hào)，系統(tǒng)廠家須考慮涉及本公司的全部系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步。

1.7 輔操臺(tái)的要求

為了整體的美觀和便于布置，中心控制室的操作臺(tái)全部采用新的操作臺(tái)，輔操臺(tái)面板也全部采用新的面板，由SIS或CCS廠家負(fù)責(zé)輔操臺(tái)面板的設(shè)計(jì)，提供輔操臺(tái)面板的設(shè)計(jì)圖紙及提供按鈕、開(kāi)關(guān)、指示燈及信號(hào)報(bào)警器等給輔操臺(tái)供貨商，由輔操臺(tái)供貨商負(fù)責(zé)集成。

2 控制系統(tǒng)操作站搬遷的實(shí)施方案

在煉油全停檢修期間，有37套生產(chǎn)裝置的控制系統(tǒng)操作站進(jìn)行搬遷，現(xiàn)以1#加氫裂化裝置為例，介紹控制系統(tǒng)操作站搬遷的實(shí)施方案。

1#加氫裂化裝置有DCS、SIS&CCS系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)是EMERSON的系統(tǒng)，SIS和CCS系統(tǒng)是同一套CONSEN的系統(tǒng)。目前是機(jī)柜在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室、操作站在蠟加聯(lián)合控制室的模式。

控制系統(tǒng)操作站搬遷后， DCS、SIS&CCS系統(tǒng)的內(nèi)操站搬遷到中心控制室，外操站搬遷至航煤加氫聯(lián)合外操間。中心控制室與現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間之間敷設(shè)2根24芯光纜（DCS、SIS&CCS系統(tǒng)共用），航煤加氫控制室與現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間之間敷設(shè)2根12芯光纜（DCS和SIS&CCS系統(tǒng)共用）。

控制系統(tǒng)連接圖如圖1所示。

2.1 DCS系統(tǒng)操作站搬遷的實(shí)施方案

圖1 控制系統(tǒng)連接圖

目前煉油廠有五套EMERSON的DeltaV系統(tǒng)，由于系統(tǒng)的安裝和投運(yùn)時(shí)間的不同，各系統(tǒng)的軟件版本也是新舊不一，使用的服務(wù)器和工作站都是不同時(shí)期由艾默生測(cè)試甄選的型號(hào)，因此也是參差不齊。藉此改造機(jī)會(huì)，為保證系統(tǒng)的可靠性，方便操作及今后的維護(hù)需要，同時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的升級(jí)改造。將五套DeltaV系統(tǒng)統(tǒng)一在相同的軟件版本平臺(tái)上，使用微軟的2008 Server和Win7作為DELL服務(wù)器和工作站的操作系統(tǒng)，DeltaV的軟件版本統(tǒng)一為V11.3.1或以上的版本。

五套DeltaV系統(tǒng)的內(nèi)操站全部整合到中心控制室后，增加1臺(tái)公共服務(wù)器，系統(tǒng)工程師通過(guò)PC ANYWHERE方式在中心控制室對(duì)五套系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程軟件組態(tài)修改和維護(hù)。

在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間，現(xiàn)有交換機(jī)為CISCO含光電模塊的交換機(jī)，由于升級(jí)后的DeltaV系統(tǒng)與CISCO交換機(jī)匹配有問(wèn)題，而且赫茲曼的光電轉(zhuǎn)換模塊與CISCO的交換機(jī)不兼容，因此需要增加一對(duì)赫茲曼含光電轉(zhuǎn)換模塊的一體式智能交換機(jī)。交換機(jī)提供給SIS廠家由SIS廠家集成。

在中心控制室，增加1對(duì)赫茲曼含光電轉(zhuǎn)換插槽的智能交換機(jī)，交換機(jī)提供給SIS廠家由SIS廠家集成。

在航煤加氫聯(lián)合外操間，增加1對(duì)赫茲曼含光電轉(zhuǎn)換插槽的智能交換機(jī)，交換機(jī)提供給SIS廠家由SIS廠家集成。

在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間設(shè)置1臺(tái)T620服務(wù)器作為工程師站，2臺(tái)T3600作為應(yīng)用站（AMS站和歷史趨勢(shì)站）。在中心控制室放置3臺(tái)T3600雙屏操作站作為內(nèi)操站。在航煤加氫聯(lián)合外操間設(shè)置1臺(tái)T3600單屏操作站作為外操站。由于裝置目前采用的是4:3的顯示器，流程畫(huà)面也是適應(yīng)此屏幕比例需要設(shè)計(jì)的，因此需要進(jìn)行流程畫(huà)面的組態(tài)修改工作。

2.2 SIS&CCS系統(tǒng)操作站搬遷的實(shí)施方案

目前SIS&CCS系統(tǒng)輔操臺(tái)開(kāi)關(guān)按鈕信號(hào)從蠟加聯(lián)合控制室通過(guò)電纜連接到裝置控制室的機(jī)柜，沒(méi)有遠(yuǎn)程I/O站，因此需增設(shè)遠(yuǎn)程I/O站。系統(tǒng)擴(kuò)展及連接方式為：在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間增加8112遠(yuǎn)程擴(kuò)展機(jī)架(本地)1個(gè)，安裝3塊光纖通信卡4210（單模）和3塊主RXM模件，本地遠(yuǎn)程擴(kuò)展系統(tǒng)與原系統(tǒng)間通過(guò)三重化的I/O BUS 總線9000電纜連接；在中心控制室增加8112遠(yuǎn)程擴(kuò)展機(jī)架(遠(yuǎn)端)1個(gè)，安裝3塊光纖通信卡4211（單模）、3塊遠(yuǎn)程RXM模件、1塊DI卡3503E（用于分配來(lái)自輔操臺(tái)的DI信號(hào)）、1塊DO卡3625（用于分配去輔操臺(tái)的DO信號(hào)），遠(yuǎn)程擴(kuò)展系統(tǒng)通過(guò)冗余光纜與主系統(tǒng)I/O BUS 總線連接。

在裝置現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間，增加系統(tǒng)機(jī)柜1個(gè)，安裝遠(yuǎn)程擴(kuò)展系統(tǒng)(本地)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，機(jī)柜安裝在原系統(tǒng)機(jī)柜旁，設(shè)備供電由原系統(tǒng)供出。原光電一體switch（單模）2個(gè)（移至新增系統(tǒng)機(jī)柜內(nèi)安裝），用于系統(tǒng)與本地及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通信；增加光電轉(zhuǎn)換器2臺(tái)，用于SIS外操站；增加光電轉(zhuǎn)換器4臺(tái)，用于DCS系統(tǒng)（2個(gè)用于與中心控制室通信，另2個(gè)用于與外操站通信）；增加24口光纖盒、接線附件尾纖及跳線3套（2套用于與中心控制室通信，1套用于與航煤加氫聯(lián)合外操間通信）；同時(shí)將系統(tǒng)硬件升級(jí)為V10.5版本，I/O卡件通過(guò)更換EP-ROM升級(jí)至V10.5兼容的版本。

在中心控制室，增加遠(yuǎn)程I/O機(jī)柜1個(gè)，用于安裝遠(yuǎn)程擴(kuò)展系統(tǒng)(遠(yuǎn)端)、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；增加網(wǎng)絡(luò)/電源柜1個(gè)，用于安裝DCS網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及空氣開(kāi)關(guān)；新增光電一體switch 2個(gè)（單模），用于系統(tǒng)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通信；增加光電轉(zhuǎn)換器2臺(tái)，用于DCS系統(tǒng)與中心控制室通信；增加24口光纖盒、接線附件尾纖及跳線2套，用于與現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間通信。CONSEN提供輔助操作臺(tái)面板設(shè)計(jì)圖紙及提供緊急停車(chē)按鈕、帶鎖開(kāi)關(guān)、手動(dòng)復(fù)位開(kāi)關(guān)、選擇開(kāi)關(guān)、信號(hào)報(bào)警器等給輔操臺(tái)供貨商，由輔操臺(tái)供貨商負(fù)責(zé)集成；新增操作站2臺(tái)，型號(hào)DELL T3600，采用3臺(tái)24＂ 16：10 IPS顯示器；由于裝置目前采用的是4:3的顯示器，流程畫(huà)面也是適應(yīng)此屏幕比例需要設(shè)計(jì)的，因此需要進(jìn)行流程畫(huà)面的組態(tài)修改工作。

在航煤加氫聯(lián)合外操間，增加單模光電交換機(jī)2臺(tái)，用于SIS&CCS外操站，增加光電轉(zhuǎn)換器2臺(tái)，用于DCS系統(tǒng)；增加24口光纖盒、接線附件尾纖及跳線1套，用于與現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間通信。

3 結(jié)束語(yǔ)

茂名石化在2013年煉油全停檢修期間，控制系統(tǒng)操作站搬遷工作量大和難度大，存在控制系統(tǒng)類(lèi)型多、廠商品牌多、同一品牌的控制系統(tǒng)因出廠時(shí)間不同導(dǎo)致硬件和軟件版本不一致等問(wèn)題。需要對(duì)每套裝置的每套系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查落實(shí)，發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題，提出優(yōu)化方案，對(duì)各系統(tǒng)廠家提出統(tǒng)一的技術(shù)要求，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)廠家之間的工作。由于準(zhǔn)備工作充分細(xì)致，控制系統(tǒng)操作站搬遷工作順利進(jìn)行，保證了煉油大修的順利完成。筆者全程參與了項(xiàng)目設(shè)計(jì)及施工的整個(gè)過(guò)程，整理出項(xiàng)目建設(shè)的一些經(jīng)驗(yàn)體會(huì)，與大家探討，供同行人員參考。

[1] 黃步余, 葉向東, 范宗海等. GB/T50770-2013石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[M]. 北京:中國(guó)計(jì)劃出版社, 2013.

[2] 王同堯, 嚴(yán)明春, 施建設(shè). SH/T006-2012石油化工分散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[M]. 北京: 中國(guó)石化出版社, 1999.

[3] 周懋忠, 呂明倫, 劉一笑. SH/T3082-2003石油化工儀表供電設(shè)計(jì)規(guī)范[M]. 北京: 中國(guó)石化出版社, 2003.

[4] 王同堯, 漢建德. 石油化工控制室常見(jiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題探討[J]. 石油化工自動(dòng)化, 2012, 48 (1) : 1-9.