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西門子CPU319-3PN/DP集成商快速響應市場變化的需求，如何早于競爭對手將新產品推向市場，如何增加工廠的靈活性和透明度，如何節約成本、降低能耗，一直以來，都是企業孜孜不倦追求的目標。這些任務看似艱巨，但并非是不能夠完成。簡而言之，這些目標都可以通過西門子產品、解決方案、服務及我們在各行業的專業技術來實現。“工欲善其事，必先利其器”，西門子產品毫無疑問是工業用戶的優秀選擇。在撫順石化“千萬噸煉油，百萬噸乙烯”項目中，西門子以其DCS/SIS的一體化無縫集成解決方案和性能優良的自動化儀表為項目的順利運行提供了堅實的基礎。

“千萬噸煉油，百萬噸乙烯”項目

“千萬噸煉油，百萬噸乙烯”項目是一個特大型煉油化工一體化項目，項目集中原油加工、煉油結構調整技術改造工程、100萬噸/年乙烯技術改造工程、熱電廠“以大代小”擴能改造工程及配套項目、石油一廠新區和化塑廠搬遷工程，是分別立項又相互的煉油和化工綜合項目。該項目生產流程長、工藝復雜，又有大量易燃、易爆危險裝置，安全要求*，對肩負全廠生產重任的控制系統的性能也提出了更高的要求。控制系統和儀表不僅要采用新的技術、確保安全可靠，而且需要滿足石油化工特殊工藝過程的技術要求，除基本的過程控制和檢測外，還要建立全廠實時數據庫，為廠級計算機信息管理和生產調度建立基礎。

圖1：中國石油撫順石化公司項目裝置

過程控制與安全控制的融合

面對項目提出的巨大挑戰，西門子利用自己在自動化領域的優勢，依靠具有豐富經驗的團隊，為撫順石化的煉化和化工項目提供了節能降耗、靈活耐用，便捷高效的自動化系統和儀表。在控制系統方面，撫順石化采用西門子SIMATIC PCS 7作為全廠DCS系統，并與S7-400FH系統聯合使用，構成DCS/SIS的一體化無縫集成解決方案。

表：自動控制系統概況

為了確保生產裝置的人員和設備安全、保證裝置在事故情況下的安全聯鎖和緊急停車，避免災難性事故的發生，項目采用SIS系統對重要裝置進行保護，并與DCS系統一體化集成。西門子的SIS系統選用具有冗余容錯性的SIMATIC S7-400FH控制器，內置*冗余設計及自診斷功能，能對內部及外部的故障進行快速而有效的診斷，通過不同的模塊冗余（FMR）方式，對現場儀表和執行裝置進行單模塊、雙模塊和三重化模塊配置，完成IEC61511安全規范規定中的安全儀表功能。這樣SIMATIC PCS 7與S7-400FH系統將基本過程控制系統與安全儀表系統*整合在一起，這樣既可以減少投資，又可簡化系統設計、開發與維護工作，且能更好地滿足安全標準規定的等級要求。

上位機系統采用客戶機/服務器結構，其中客戶機用于對現場控制設備的監視和操作，服務器可完成生產過程的數據記錄與歸檔。操作員站、工程師站和自動化系統站與控制系統之間采用西門子SIMATIC NET冗余光纖環網作為通訊網絡，通信速率高達1Gbps，有效保證了海量數據高速傳輸的需求，在環型網絡的某一個節點出現故障時，環形網絡會在0.3秒內重建通訊通道。

西門子公司提供的高可靠性并且靈活易用的控制系統已經幫助撫順石化的常減壓蒸餾、延遲焦化等裝置陸續投入生產，產品收率、質量均達到設計值，確保工廠可靠、穩定運行。

過程儀表遍布生產流程

控制系統猶如工廠中的“神經中樞”，管理著生產過程中的每一個環節。而過程中配備的每一個自動化過程儀表，擔負著數據采集等工作。自動化過程儀表遍布在生產過程中，就好比是生產過程中的“手足”。自動化過程儀表的性能優劣對生產過程具有決定性的影響。好的過程儀表，將為企業帶來更多的收獲與驚喜。

項目總共使用了SIPART PS2智能電氣閥門定位器4000臺，此外還使用了全集成過程儀表，包括溫度變送器模塊SITRANS TH300，雷達物位計SITRANS LR460，音叉物位開關SITRANS LVS200和音叉液位開關SITRANS LVL200，超聲波流量計SITRANS FUS。這些過程儀表在變溫控溫、流量監測、過程控制中扮演者不可替代的角色，為企業節約了成本，降低了能耗，實現了項目運行輕松無憂。

以自動化過程儀表中廣泛使用的閥門定位器為例。在“千萬噸煉油，百萬噸乙烯”項目中，使用的閥門有數千個，而每一個閥門都要安裝與之配套的閥門定位器。由于閥門定位器以儀表空氣為動力源，在使用過程中消耗大量的儀表空氣。數千閥門定位器的儀表空氣消耗對于企業來說是一筆不小的開支。因此，撫順石化方面希望使用的閥門定位器，在保證設備運行穩定、可靠的同時，具有良好的節能減排的性能，大限度的節約成本。

作為在智能閥門定位器市場占有主導地位的自動化過程儀表供應商，西門子的SIPART PS2智能電氣閥門定位器正是為實現該目的，量身定做的自動化過程儀表。

圖2：項目中使用的SIPART PS2智能電氣閥門定位器

SIPART PS2閥門定位器是由西門子公司開發研制的智能閥門定位器，在節能方面具有良好的口碑。SIPART PS2閥門定位器與傳統的電氣閥門定位器相比，是一款可以實現節能減排的自動化過程儀表，并且具有性能可靠、操作便捷等優勢。傳統的閥門定位器采用噴嘴--擋板結構，在穩態時，噴嘴擋板結構中的噴嘴仍然在排氣狀態，會消耗大量的儀表空氣；而西門子SIPART PS2閥門定位器采用壓電閥結構，在穩態時，關閉壓電閥，其儀表空氣的消耗量基本為零。這一技術將使得作為閥門定位器動力源的儀表空氣的消耗大大減少，從根本上解決了儀表空氣能耗的問題，實現了企業提出的節約成本的目標。

西門子SIPART PS2智能電氣閥門定位器可以對閥門進行預防性維護，通過檢測閥門各項參數并實時提供數據，通過自動控制系統的處理器進行數據處理后，報告閥門工作狀態，工作人員根據處理后的數據可以對閥門工作是否正常做出判斷，以實現對閥門的預防性維護，大大減少了不必要的定期維護，為企業節約了人力物力，降低了成本。

（PCS）、應急關斷系統（ESD）和火氣探測系統（FGS）3套獨立的控制系統。西門子負責4個平臺全部控制系統的硬件供貨、安裝、組態、調試等自動化系統的實施工作,并于2015年10月成功交付使用。

用技術和質量贏得信任西門子CPU319-3PN/DP集成商

基于油田開發的需要，通常采用平臺群或依托原有設施進行開發，且平臺之間遠近不同，需要保證平臺之間暢通無阻的實時通訊。因此，處理各種儀器儀表現場采集的數據、發出指令、實現工作流程自動化控制的中控系統是海上采油平臺的關鍵設備。

在此項目中，西門子共為4個平臺提供了13套SIMATIC PCS 7作為中控系統，涵蓋主控DCS系統（PCS）、應急關斷系統（ESD）以及火氣探測系統（FGS），各系統都基于統一的軟硬件平臺。

SIMATIC PCS 7是西門子專業的過程控制系統，憑借其*的性能，實現自動化系統的精準、快捷控制。同時,它具備數據存儲和通訊功能，以其靈活的模塊化冗余和擴展性，完成紛繁復雜的控制策略，實現控制系統的經濟運行和成本控制，并兼備系統維護簡便明了、備件成本真實可控的優點。

“PCS 7系統架構具有強大的擴展性，通訊功能能夠滿足平臺之間的即時通訊和。即便后期在現有項目上繼續擴建，新的平臺也能夠無縫納入到系統中來，不會產生任何斷裂。”西門子項目技術負責人楊東表示，“這也是中海油選擇西門子的重要因素。我們完整統一的自動化系統架構設計，實現了自動化系統的真正集成。”

中海油對PCS 7也給予了充分肯定。中海油湛江分公司潿洲項目技術負責人評價PCS 7控制系統的高品質是保證項目順利實施的重要因素。無論是在工程項目的實施過程中，還是在正式運行階段，PCS 7以其過硬的質量和*的性能順利地實現了所有的預想。

與陸地上的石油開采控制系統相比，海上平臺控制要求*不同，系統之間通訊量大，控制點數多。本次項目所實施的各個控制系統之間正常工作時有大量的通訊工作，并要求迅速及時, PCS/ESD/FGS系統的集成規模（I/O點）達到5200余點。

與一期的控制系統相比，本次項目西門子的實施方案中，平臺在系統通訊、組態、編程均采用了統一的工具，整個中控系統真正整合為一體。

海上石油平臺在生產過程中伴隨著巨大的風險，尤其是要預防火災、可燃氣體泄漏，應對海上惡劣天氣等特殊情況的發生。不僅在系統設計上要滿足規范要求，也要求在控制上實現本質安全，否則可能造成人員傷亡、破壞環境、設施損壞等嚴重后果。

在安全方面，西門子為項目提供了在為流行的功能安全通訊技術——PROFIsafe，主要用于ESD和FGS之間通訊使用，可實現SIL3（Safety integrity Level）安全完整性等級要求的數據通訊。此外，平臺與平臺之間的ESD同樣采用PROFIsafe進行數據通訊。

同時，西門子更是在諸多細節上為該項目提供了優的服務方案。比如，使用西門子*的MTA接線端子板，減少了大量的接線工作，維護更加方便；采用大容量的S7-417 CPU，為DCS中控系統和ESD提供了至少30%以上的余量，以滿足項目后續開發的需求。為了與一期平臺形成無縫通訊，通訊協議按用戶的要求更換為過程控制常用的Modbus RTU、Modbus TCP等過程控制通訊協議。整個系統服務按照海上石油平臺建設的要求，取得了船級社的認證。

用專業與服務滿足需求

在階段性地完成了部分系統的組態、調試后，平臺建造及調試管理的現場技術負責人這樣評價這支西門子團隊：“西門子和其集成商團隊有豐富的工程經驗，*嫻熟的集成和組態能力令人印象深刻。我們配合得非常默契。這讓我想起了獲得*的德國足球隊，同樣源自德國，西門子工程團隊的專業實力和團隊協作精神是我前所未見的。”

在項目實施之前，鑒于西門子是*為中海油湛江分公司提供中控系統集成，項目技術負責人擔心的是工程實施是否順利，會不會耽誤整體項目的工期。

“海上石油開采中控系統所需要監控的數據和達到的功能要求，與陸地石油開采有很大的不同。為了確保按時完成目標，西門子工程技術人員和我們進行了充分、細致的交流，在軟件編程及組態方面做了大量的工作。”技術負責人說。

為了能夠大化地滿足用戶的操作習慣，西門子的工程師團隊用了一周時間學習原有平臺生產控制系統的配置，在界面風格、布局、邏輯操作等方面與其對接，更加符合使用者的操作習慣，讓用戶在日后的使用過程中不必再重新學習和適應。

在中控系統的安裝、連接階段，西門子團隊加班加點，積極配合中海油的工程項目組，在安裝、布線、調試等環節進行流程優化，保證工程項目順利實施。

西門子通過自身的努力，終幫助中海油創造了一個新的記錄：該項目的實施工期由通常的28個月縮短為22個月。西門子以其豐富的經驗和高效的管理，僅用8周時間就完成了自動化系統的調貨、物流、安裝、組態、調試出廠等工作。在后續的陸上調試及海上調試作業中，自動化控制系統的建設任務高效完成，為油田順利投產打下了堅實的基礎。