著力提高煉油自動(dòng)化水平，打造精品數(shù)字化煉廠

近年來(lái)，中國(guó)石油和中國(guó)石化的許多煉油企業(yè)已實(shí)施了ERP企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)、原油選擇與分配系統(tǒng)、MES生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)、APS高級(jí)計(jì)劃系統(tǒng)等信息數(shù)字化管理系統(tǒng)。面對(duì)玉門(mén)煉油化工總廠，應(yīng)逐步通過(guò)更新現(xiàn)場(chǎng)儀表、改造DCS系統(tǒng)、引進(jìn)先進(jìn)控制、構(gòu)建企業(yè)信息系統(tǒng)，從生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)角度提高煉油企業(yè)用信息化和數(shù)字化挖掘煉油企業(yè)效益，著力提高煉油自動(dòng)化水平，引進(jìn)和借鑒先進(jìn)管理理念，提高企業(yè)信息資產(chǎn)使用價(jià)值，促進(jìn)信息技術(shù)與生產(chǎn)實(shí)際的有效結(jié)合，打造精品數(shù)字煉廠，為玉門(mén)煉油化工總廠實(shí)施企業(yè)ERP奠定基礎(chǔ)。以下將結(jié)合我廠自動(dòng)控制現(xiàn)狀，從企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化和數(shù)字化管理方面進(jìn)行探討。 一、現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)管理： 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，先進(jìn)的化工工藝不斷產(chǎn)生，儀器儀表技術(shù)也向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化方向不斷發(fā)展，儀表已成為推進(jìn)信息化帶動(dòng)工業(yè)化、高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)最重要的技術(shù)裝備，現(xiàn)場(chǎng)儀表是裝置數(shù)據(jù)測(cè)量的第一環(huán)節(jié)，要從以下三方面提高儀表基礎(chǔ)自動(dòng)化測(cè)量水平，力求測(cè)量準(zhǔn)確可靠。 1．儀表的選用 儀表是裝置的眼睛，現(xiàn)場(chǎng)儀表測(cè)量直觀反映了裝置的溫度、壓力、流量、液位四大參數(shù)。關(guān)鍵參數(shù)儀表的使用好壞直接影響裝置的正常生產(chǎn)，儀表的突然失靈會(huì)造成調(diào)節(jié)失控，儀表的安裝位置不佳，造成測(cè)量不準(zhǔn)，冬季凍裂等，我們要杜絕這樣的儀表問(wèn)題影響生產(chǎn)，從儀表的設(shè)計(jì)、選型、安裝、使用方面進(jìn)行綜合分析，對(duì)存在問(wèn)題的儀表從根本上一次解決，避免設(shè)計(jì)不周和選型不當(dāng)?shù)认忍煨詥?wèn)題的存在而長(zhǎng)期影響生產(chǎn)，所以應(yīng)該項(xiàng)目開(kāi)始抓好儀表的選型，使用中解決部分儀表存在的問(wèn)題，逐步提高儀表的使用性能。 2．儀表的維護(hù) 儀表的發(fā)展日新月異，不僅種類繁多，而且數(shù)量很大，提高自動(dòng)化儀表管理，確保儀表的使用與維修，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表維護(hù)人員的技術(shù)水平提出了更高要求，所以我們要加強(qiáng)儀表人員的培訓(xùn)和現(xiàn)場(chǎng)管理，便于儀表工現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)解決問(wèn)題，縮短處理儀表故障時(shí)間，保證安全生產(chǎn)提高經(jīng)濟(jì)效益。 ① 提高儀表維護(hù)管理水平 儀表維護(hù)的好壞是儀表人員現(xiàn)場(chǎng)處理問(wèn)題能力的表現(xiàn)，儀表維護(hù)的好壞直接體現(xiàn)在儀表人員管理水平上，提高維護(hù)人員素質(zhì)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)儀表管理，使儀表維護(hù)及管理更加快捷有效。目前，建立一個(gè)操作簡(jiǎn)單、功能齊全的集成管理系統(tǒng)，以適應(yīng)現(xiàn)代化大型石化企業(yè)對(duì)儀表管理的方式、方法與信息交換和共享的需求。 面向儀表管理的集成系統(tǒng)通常包括基本儀表子系統(tǒng)、節(jié)流元件子系統(tǒng)、開(kāi)關(guān)元件子系統(tǒng)、調(diào)節(jié)閥子系統(tǒng)、測(cè)溫元件子系統(tǒng)及儀表接線子系統(tǒng)和功能管理器共七大模塊。這些模塊的建立充分考慮了現(xiàn)場(chǎng)儀表的類型和應(yīng)用，能大大方便儀表維護(hù)管理人員對(duì)設(shè)備的線路的查找、維護(hù)、維修。比如要查找某儀表的接線，僅需輸入要查詢的儀表位號(hào)，就可以顯示接線圖和相應(yīng)的接線數(shù)據(jù)，此子系統(tǒng)包括對(duì)儀表位號(hào)、現(xiàn)場(chǎng)接線盒、現(xiàn)場(chǎng)端子對(duì)、信號(hào)類型、機(jī)柜號(hào)、機(jī)柜內(nèi)端子排、機(jī)柜內(nèi)端子對(duì)、遠(yuǎn)程I/O塊、I/O通道號(hào)、ESD供電、電源機(jī)柜號(hào)、電源端子對(duì)號(hào)、電源保險(xiǎn)絲號(hào)等的信息管理。 ② 加強(qiáng)儀表人員維護(hù)技能 在分析現(xiàn)場(chǎng)儀表故障前，要比較透徹地了解相關(guān)儀表系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)工藝情況及條件，了解儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)意圖，儀表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、性能及參數(shù)要求，還有一些復(fù)雜的控制回路，如串級(jí)控制、分程控制、程序控制、聯(lián)鎖控制等等。儀表人員要根據(jù)工藝的不同，控制方式得不同，來(lái)具體分析不同的現(xiàn)場(chǎng)儀表故障所在，所以必須加強(qiáng)儀表人員的培訓(xùn)，通過(guò)實(shí)際的崗位中鍛煉，提高維護(hù)人員的技術(shù)技能。 ③．建立儀表攻關(guān)小組，徹底解決各裝置儀表存在的問(wèn)題 要從總廠高度出發(fā)，嚴(yán)要求，建立儀表攻關(guān)小組，逐步解決各個(gè)裝置儀表的關(guān)鍵問(wèn)題，確保各個(gè)儀表測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。 3．逐步引進(jìn)和使用好在線分析儀表 在線分析儀表就像一個(gè)小型的化工系統(tǒng)，包括采樣、預(yù)處理、分析、數(shù)據(jù)處理和回收系統(tǒng)。全廠有粘度、色譜、氧含量、氫純度、冰點(diǎn)、流程、油中水、顆粒度等十幾臺(tái)在線分析儀表，但是使用的均不理想。由于在線儀表技術(shù)含量較高，需要專人精心維護(hù)使用。 在線分析儀表的發(fā)展更加趨向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化和技術(shù)專業(yè)化，對(duì)于決定化工裝置生產(chǎn)參數(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量和能夠帶來(lái)企業(yè)利潤(rùn)的在線儀表，雖然投資較大，仍是企業(yè)發(fā)展優(yōu)先考慮選用的，尤其要選用技術(shù)成熟和集成完善的在線儀表，提高化工企業(yè)在線分析能力，比如油品調(diào)和系統(tǒng)等。 實(shí)施一體化的汽柴油調(diào)和，煉油企業(yè)可從離線調(diào)和計(jì)劃與油品移動(dòng)、在線優(yōu)化控制，以及最終的成品油檢測(cè)等方面獲得效益，在各組分油被煉制出來(lái)之后，通過(guò)實(shí)施油品調(diào)和與南站罐區(qū)RTU自動(dòng)化系統(tǒng)，企業(yè)仍然有巨大的效益潛力可挖。 二、控制系統(tǒng)PLC、DCS、ESD、RTU集成 隨著2007年裝置的檢修，糠醛裝置、焦化裝置DCS系統(tǒng)集成改造、重整機(jī)組ESD改造和配電系統(tǒng)RTU改造，以及新上項(xiàng)目的完工，玉門(mén)煉油化工總廠除了特油裝置和南站裝置（RTU）以外，基本建立起了全廠的過(guò)程控制系統(tǒng)。但是各個(gè)裝置生產(chǎn)信息資源仍然比較分散，數(shù)據(jù)不能共享，所以向著整體、綜合、集成的方向發(fā)展，從分散化向集成化應(yīng)用的轉(zhuǎn)變綜合發(fā)揮企業(yè)生產(chǎn)裝置完善的DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集能力，各裝置DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)將通過(guò)OPC、DDE、PHD等方式提取到數(shù)據(jù)庫(kù)，構(gòu)建先進(jìn)控制信息數(shù)據(jù)平臺(tái)，為解決信息資源的集成化應(yīng)用帶來(lái)新的思路。如下圖所示： 信息化多層次需求在呼喚綜合解決方案，信息資源共享在期待綜合溝通平臺(tái)。對(duì)企業(yè)現(xiàn)存的與此項(xiàng)業(yè)務(wù)相關(guān)的生產(chǎn)調(diào)度管理和統(tǒng)計(jì)及計(jì)劃系統(tǒng)、能耗系統(tǒng)、生產(chǎn)報(bào)表系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)等各類信息系統(tǒng)按照需求整合改造，開(kāi)發(fā)系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)信息編碼標(biāo)準(zhǔn)化處理，搭建信息資源共享化平臺(tái)是保證項(xiàng)目順利實(shí)施的重要工作。 三、引用先進(jìn)控制APC 石油化工企業(yè)，整套設(shè)備和DCS都是引進(jìn)的，從硬件上講與國(guó)外的差距并不大，但運(yùn)行的并不理想，重要原因之一就是沒(méi)有配置先進(jìn)控制與優(yōu)化軟件。因此，大力推進(jìn)先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)在過(guò)程工業(yè)中的應(yīng)用，對(duì)于提高我國(guó)石油化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有特別重要的意義。 1． 解決目前DCS控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題 依靠系統(tǒng)提供商和系統(tǒng)維護(hù)人員，解決部分系統(tǒng)存在的問(wèn)題，逐步提高自控率，做到采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，控制調(diào)節(jié)穩(wěn)定。 2． 引進(jìn)先進(jìn)控制APC 先進(jìn)控制與在線優(yōu)化技術(shù)起到了核心的作用，它們既是現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)控制層與調(diào)度決策層的中間紐帶，又是獲得巨大經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵所在，工業(yè)過(guò)程先進(jìn)控制與優(yōu)化系統(tǒng)應(yīng)用，在提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率的同時(shí)，還可以起到大幅度節(jié)能降耗的目的。 以多變量模型預(yù)測(cè)控制與優(yōu)化為主要特征的先進(jìn)控制技術(shù)在石油、化工、鋼鐵等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。Honeywell Hi-Spec Solutions部門(mén)專門(mén)從事先進(jìn)控制和優(yōu)化業(yè)務(wù)，它推出了工廠一體化解決方案(Total Plant Solution，TPS)，包括先進(jìn)控制技術(shù)、過(guò)程優(yōu)化技術(shù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件平臺(tái)、信息集成軟件平臺(tái)、系統(tǒng)集成技術(shù)等。常壓車間的先進(jìn)控制RMPCT實(shí)施，較好的指導(dǎo)了常壓裝置的生產(chǎn)和提高了效益，目前仍在進(jìn)一步完善之中，其中部分儀表不能及時(shí)提供可靠的數(shù)據(jù)參數(shù)；維護(hù)人員培訓(xùn)不夠，不能建立適應(yīng)生產(chǎn)的數(shù)學(xué)模型。另外，沒(méi)有應(yīng)用上層WEB軟件，建立服務(wù)全廠的信息平臺(tái)，但為該裝置的數(shù)據(jù)信息化提供了方便。 先進(jìn)控制的成功實(shí)施，必須是多專業(yè)、跨學(xué)科的緊密合作，同時(shí)要求具備豐富的工程能力和經(jīng)驗(yàn)，有具備必要條件的裝置，要由工藝專家和自控專家共同合作來(lái)完成工程項(xiàng)目。我們有理由相信，在中國(guó)石油的大力支持和煉油科技工作者的辛勤努力下，先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)必將在石油化工過(guò)程工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。 四、化驗(yàn)分析管理 化驗(yàn)分析中心按計(jì)劃定時(shí)進(jìn)行測(cè)試檢驗(yàn)，測(cè)試數(shù)據(jù)靠電話和手工填寫(xiě)報(bào)告單的形式向各個(gè)相關(guān)部門(mén)報(bào)出，并且時(shí)有出現(xiàn)報(bào)數(shù)的口誤和記錄的筆誤，最明顯的就是真正關(guān)心數(shù)據(jù)的職能部門(mén)不能及時(shí)獲得最新數(shù)據(jù)，很難實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)保存和共享，不僅降低了數(shù)據(jù)的利用率，而且影響生產(chǎn)效率。 實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)自動(dòng)化，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度： 現(xiàn)在大多數(shù)分析儀器儀表具有數(shù)據(jù)上傳功能，可通過(guò)RS232串行接口或RJ45口，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)收集單元，將經(jīng)過(guò)處理的分析結(jié)果存入信息平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。這不但提高了工作效率，而且也減少了數(shù)據(jù)錄入中錯(cuò)誤，做到及時(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)的作用，提高了質(zhì)量數(shù)據(jù)信息傳遞的速度，實(shí)現(xiàn)資源共享，保證裝置的安穩(wěn)高效運(yùn)行，提高經(jīng)濟(jì)效益，并且規(guī)范了實(shí)驗(yàn)室的業(yè)務(wù)流程和管理體制，并且做到了科學(xué)化和定量化，提升管理水平。 五、設(shè)備信息系統(tǒng)建設(shè) 設(shè)備信息系統(tǒng)主要包含：煉廠關(guān)鍵機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)；關(guān)鍵機(jī)組網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控；以可靠性為中心的設(shè)備維護(hù)分析(RCM)；基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)（RBI）；設(shè)備運(yùn)行管理和設(shè)備投資預(yù)算系統(tǒng)等。 完善全廠大型關(guān)鍵機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)OPC逐步實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵機(jī)組網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控；逐步對(duì)催化裂化裝置進(jìn)行了基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)（RBI）的分析，對(duì)加氫裂化裝置所有工藝進(jìn)行RCM可靠性分析，通過(guò)對(duì)各個(gè)設(shè)備數(shù)據(jù)的整合，并將其數(shù)據(jù)納入信息系統(tǒng)平臺(tái)之中，在此平臺(tái)上建立設(shè)備運(yùn)行管理、備品備件管理系統(tǒng)，使設(shè)備管理實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，信息共享化。 六、生產(chǎn)管理系統(tǒng) 對(duì)煉油企業(yè)而言，原油從進(jìn)廠到常減壓、催化裂化、重整、加氫、潤(rùn)滑油等工藝處理，形成產(chǎn)品達(dá)到增值的目的，需要精心組織、精心策劃、精心操作，通常以流程化不間斷的連續(xù)方式爭(zhēng)分奪秒地生產(chǎn)，同時(shí)需要嚴(yán)格的過(guò)程控制和安全保障。通過(guò)收集整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)模型專業(yè)化處理、與管理層（ERP）和控制層（DCS、PLC）保持雙向通信能力，獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)并反饋處理結(jié)果和生產(chǎn)命令來(lái)優(yōu)化整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。 在車間班組層面，可以利用物料動(dòng)態(tài)工藝實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)加強(qiáng)車間班組的績(jī)效考核，細(xì)分生產(chǎn)工序，對(duì)班組內(nèi)每個(gè)操作員制定操作定額指標(biāo)，針對(duì)每段工序的水、電、汽、風(fēng)等能耗情況，計(jì)算出該段工序的最低噸加工消耗成本，考核<