黄步余谈石油化工自动化技术发展趋势

近年来，我国石油化工行业一系列“世界级”规模的炼化一体化项目相继建成投产运行，如上海赛科乙烯项目、广东惠州乙烯项目、扬巴一体化乙烯项目、茂名石化乙烯项目（扩建）、海南实华炼油项目、青岛炼油项目、福建炼化一体化项目、独山子炼化万体化项目、惠州炼油项目、天津炼化一体化项目、镇海乙烯项目等。作为一位见证了中国石油化工行业40多年发展的石油化工自动化领域资深专家，黄步余在此次采访中，为我们详尽评述了近年来石油化工自动化技术的几大发展趋势。

趋势一：集成自动化系统水平不断提高

世界级规模的工厂需要集成自动化的系统。对于当前的大型炼化一体化企业来说，为应对全球竞争，对于企业信息化系统的建设高度重视，这就要求DCS系统打破以往只是单装置控制形成一个个“信息孤岛”的状况，通过系统集成实现真正的全厂集中控制、操作和管理。与此同时，当前新建的大型石化企业，生产装置规模大且同步建设，控制系统规模多达几万点，涉及分散控制系统砚场总线控制系统（DCS/FCS）、安全仪表系统（SIS）、火灾和气体检测系统（FGS）、压缩机控制系统(CCS）、转动设备监视系统（MMS）、设备包控制系统（PECS）、分析数据采集系统（ADAS）、罐区数据采集系统(TDAS）、储运自动化系统（MAS）、设备管理系统（AMS）、操作数据管理系统(ODs）、先进控制（APC）、实时优化(RT-OPT）、操作培训仿真系统（OTS)等多种自动化控制系统，要实现全厂控制系统之间的集成，对于自动化系统的集成水平就提出了更高的要求。刚刚建成投入商业运行的天津炼化一体化项目，包括10套炼油装置，9套化工装置、公用工程及辅助设施，厂外工程。自动化系统集成规模达DCS I/O约143900点，SIS I/O约44300点。随着计算机网络技术在自动化系统中的深入应用，动控制系统仅做为“信息孤岛”的时代改过去，大型化、集成化的自动化系统是历史发展的必然趋势！

趋势二：MAV成为一种新的模式

MAV策略，即以主自动化系统供货商（MainAutomationVendor）的模式实施全厂仪表与控制系统一体化策略，是近年来在石油化工行业新兴的一种自动化系统建设模式。采用MAV模式的最终肋就是让业主得到性价比高、生命周期长、综合成本低的自动化系统。在这一模式中MA刃作为项目总体规划设计单位的合作伙伴，为用户提供总体方案、网络结构；硬件／软件配置；工程管理及作业程序；功能设计规范标准；工程设计、组态、生成、调试；第三方系统集成、调试；操作及维护支持服务等服务。实践证明，此种模式具有多种优势，包括一方面有利于工程的总体协调进行，另一方面利于各种接口、人机界面的标准化，从而实现多个生产装置，公用工程集成自动化系统同步；编制功能设计规范，确保集成自动化系统标准化；有助于对国内外多个EPC管理；确保集成自动化系统工程高质量、高水平；有利于集中操作管理，资源优化，降低生命周期成本。能应对现代化大型石化项目建设、运行的挑战和需求。

当然，对于大型石油化工项目来说，MAV的选择至关重要，是对于供应商在产品、工程、服务以及总体协调能力等方面的多重考验，就当前来说，石油化工行业MAV仍是以国外知名企业为主，如艾默生、霍尼韦尔、西门子、横河、ABB等，对于国内自动化企业来说，已经开始此方面的尝试，但要成为真正具有竞争力的MAV，仍需要工程经验上的积累，还要有一段路要走。

　　趋势三：网络架构信息安全问题

当前的现代石油化工企业在网络架构上通常采用ERP/MES/PCS三层网络结构。一体化的网络结构，促使我们从规划伊始就要从硬件、软件以及维护等方面统筹考虑。随着智能HART技术、现场总线技术及无线技术等数字技术向控制系统和现场仪表的不断延伸，数据总线处理的信息将不断增加，对信息的安全传输和合理利用将是自动控制系统面临的重要考验。同时，大量采用计算机及网络技术逐步替代自动控制系统固有的软硬件设备。如何保证DCS系统的安全可靠将是工程公司及制造商共同面对的重要课题！目前石油化工企业的网络安全问题已引起业内专家的广泛关注，研究网络硬件、软件、工程及维护等安全功能及策略，以及应对风险等问题。面对随着新的网络技术的应用而随之出现的信息安全问题，大家都在积极探索解决之道，强化管理，不断完善。

趋势四：现场总线技术的应用在向前推进

随着现场总线技术、产品的不断发展以及应用经验的不断丰富，现场总线技术在流程工业、制造工业的应用也在不断地开拓。在石油化工领域，自2005年投产运行的上海赛科乙烯项目伊始，中海油惠州乙烯项目、福建炼化一体化项目等一系列重大工项目成功地、大规模地使用了FF、Profibus等现场总线技术，现场总线技术随着这些大项目的实施在不断向前推进。从应用效果来看，可以说现场总线技术在大型石化项目中采用是可行的，可实现预测维护和远程维护，但是当前也仍存在包括用户理念的转变、对现场维护人员技术水平要求较高，以及技术本身有待进一步完善，使得现场总线技术在石油化工行业的应用发展比较缓慢。

　　趋势五：工业以太网的应用面临新课题

工业以太网系统是大型数字化、自动化系统的命脉，推进信息化带动自动化的新选择、新技术，能够促进和提升生命管理、能源管理和安全管理水平。工业以太网的开放性和标准化，为用户在网络建设中节省成本，但也正如“趋势三”所讲，工业以太网技术的应用对生命周期内的网络安全提出了新的挑战，促使我们要不断研究网络总体架构及安全策略新课题，包括恶劣电磁干扰EMI环境防护能力，无故障通信能力；冗余工业以太网络可靠性、可用性、可维护性、安全性等。当前工业以太网在流程工业控制层的应用安全性仍值得特别关注，要通过防火墙和防病毒软件等技术来保障信息传输的安全。

　　趋势六：自动化技术未来增长点

以低碳能源系统、低碳技术体系和低碳产业结构为基础建立低排放、低能耗、低污染的新经济发展模式促进了自动化技术的发展。我国二氧化碳排放量、工业能耗普遍偏高。其中，原油加工、乙烯加工、大型合成氨平均能耗水平均高于国际领先水平。为实现到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40％-45%，需要探索一条适合我国国情的低碳经济发展途径，石油化工行业是重要行业之一。而发展新经济无疑将促进自动化技术的发展，风能、核能、太阳能综合利用，市政、楼宇、环保等自动化技术将成为未来自动化市场的增长点。

采访最后，黄步余总结说：“石油化工行业从未放弃对新技术的开拓和追求，这促进了石油化工自动化技术的不断发展，另一方面，自动化技术的不断创新也同时推进了石油化工行业的发展转型。”