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自动化技术 石化行业的安全保障
　2011/7/12 14:58:52　来源：自动化博览　

　　福建炼油乙烯一体化项目位于中国东南沿海的福建省泉州市泉港区，总占地面积约480公顷。它是目前我国第一个炼油、化工和成品油营销全面一体化的中外合资项目，也是至今为止一次性整体规划、一次性设计、一次性施工建设、一次性投产成功、实施投资最大的炼油乙烯一体化项目，创新地采用了集成自动化系统和MICC项目执行策略。

　　北京康吉森作为MICC的重要组成成员，参与了项目集成自动化系统的实现，承担了项目ITCC/SIS/FGS安全与关键系统一体化工程，与其它单位一起实现了整个工程项目MICC的顺利完成， 取得了良好的应用效果和工程效益。ITCC/SIS/FGS是项目MICC中重要的组成部分之一，承担了项目所有装置的安全控制和所有大型旋转设备的控制任务。ITCC/SIS/FGS安全与关键系统全厂一体化的成功实现为项目各装置顺利开车提供了安全保证，为一体化项目管理提供了系统平台，为实现不同工艺、不同装置、不同设备、不同EPC条件下实现ITCC/SIS/FGS安全与关键系统全厂一体化提供了典范。

　　三大系统 关键保障

　　参考国外石油化工智能化生产技术现状与发展趋势，借鉴国内外著名石油化工企业（如BP-Amoco、Exxon-Mobil、Shell Oil、上海赛科乙烯、南海壳牌乙烯、扬巴一体化乙烯等）的全厂智能化总体解决方案和实际应用情况，福建炼油乙烯一体化项目的全厂智能化总体解决方案采用自动控制和信息管理系统集成的“管控一体化”方案。整个系统分为三层，即生产操作控制层（PCS）、生产运行管理层（MES）和生产经营管理层（ERP）。

　　以过程控制系统（PCS）为代表的生产操作控制层，又称为基础自动化层。主要包括：分散控制系统/现场总线控制系统（DCS/FCS）、安全仪表系统（SIS）、火灾及气体检测系统（FGS）、储运自动化系统（MAS）、压缩机组控制系统（CCS）、大型机组状态监测系统（MMS）、设备包控制系统（PLC）、在线分析仪系统（PAS）、仪表设备管理系统（AMS）、操作员培训仿真系统（OTS）、过程控制计算机系统（PCCS）（实施先进控制APC和实时优化RTO等）及实时数据库（RTDB）等系统，其核心是DCS/FCS系统。

　　生产操作控制层能实时监控生产操作、原料及产品储运、公用工程和产品质量等全过程。并且使生产操作安全、可靠、稳定、长周期及满负荷运行。

　　安全仪表系统（SIS）

　　根据各工艺装置不同的特点，装置重要的联锁保护、紧急停车系统及关键设备联锁保护都设置成自动联锁，统一采用安全仪表系统（SIS）

　　根据国内外设计规范，SIS设置独立的控制器，以确保人员及生产装置、重要机组和关键设备的安全。SIS按事故安全型设置，采用双重或三重冗余、容错系统。

　　自动联锁保护系统分为两部分：装置联锁保护系统和机组设备的联锁保护系统。原则上在同一设置内，设一套SIS系统。我们建议全公司采用同一型号的SIS系统，以减少今后的维护工作量和维护成本。

　　为了尽可能避免联锁事故的发生，设置予报警、报警信息，按程度分为3种优先级别，并配3种不同音调加以区分。

　　与DCS/FCS的设计方式相同，将SIS控制器或远程I/O机架安装在现场机柜室内，通过光缆接入中央控制室（CCR）操作站。根据需要在较远的现场机柜室适当设置辅助操作台，用于就地监控、机组试车和装置开停工时使用。

　　保证自控系统正常运行的主要安全技术措施如下：

　　（1）现场仪表及控制系统均选用先进可靠的产品。DCS控制器、电源单元、通信网络、控制类I/O卡等都采用冗余配置；

　　（2）联锁保护系统及机组控制系统采用三重化或双重化的冗余、容错系统重要的联锁系统检测元件或输入信号按冗余方式设置。SIS检测元件和执行机构按事故安全型设置，即SIS故障或一旦能源中断，执行机构的最终位置应能确保工艺过程和设备处于安全状态；

　　（3）SIS设置事件序列记录站，用于记录设备状态和连锁事件，以便事故原因的追溯；

　　（4）自动控制系统设置独立的冗余的UPS电源，其供电安全、接地保护等问题在设计时应引起足够的重视；

　　（5）操作站与机柜采用冗余的通讯电缆或电缆连接，室外光缆通过不同的路径敷设，以确保通信的安全；

　　（6）为减少局域网对生产过程控制系统的干扰，建设公司控制网络，独立于公司的管理信息网。通过网络物理隔离设备（与防火墙不同。防火墙在受攻击成功后使两网畅通，物理隔离设备在受攻击成功后使两网隔离）与管理信息网连接。决不允许在两网信息互交时，因病毒、黑客或用户通过管理信息网侵害控制网，提高控制网络的可靠性，保证生产控制系统的安全运行；

　　（7）FREP现场处于高雷区，对DCS/FCS、SIS、FGS、CCS/ITCC、PLC等主要系统需充分考虑防雷措施，确保过程控制系统及仪表安全。

　　安全仪表系统（SIS）安装在中央控制室（CCR）和现场控制机柜室（FAR）里。安全仪表系统（SIS）的设计必须满足根据IEC61508/IEC61511所定义的安全度等级（SIL）。

　　安全仪表系统（SIS）独立于DCS系统和其它子系统单独设置，采用故障安全型设计，确保装置的安全性和可靠性。

　　安全仪表系统（SIS）采用经TUV/IEC安全认证的三重化（TMR）可编程序控制器（PLC）完成各工艺装置的紧急停车和紧急泄压。SIS应具有SOE功能。

　　紧急停车信号通过冗余MODBUS-RTU通信接口连接到DCS。所有的过程报警、旁路、复位等信号能在DCS操作站上显示。

　　火灾及气体检测系统（FGS）

　　火灾及气体检测系统（简称FGS）包括各工艺装置、公用工程、油品储运的可燃气体、有毒气体和火灾检测系统，以及建筑物的火灾检测系统。FGS系统与过程和设备的安全仪表系统（SIS）相独立。