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    作為中國國內(nèi)著名的以石油化工為中心，精細(xì)化工、氯堿、煉油、熱電相配套的綜合大型化工企業(yè)，山東濱化集團(tuán)正面臨著原材料價格上漲，節(jié)能降耗，市場對產(chǎn)品精度、純度要求更高等種種挑戰(zhàn)。基于早在2003年便開始的合作關(guān)系，山東濱化集團(tuán)再次將目光投向了世界一流的控制系統(tǒng)領(lǐng)先提供商——霍尼韋爾，并以超前的眼光選擇了霍尼韋爾最新一代的過程知識系統(tǒng)Experion PKS C300，領(lǐng)先意識的選擇最終成就了其領(lǐng)先同儕的價值。

    對于山東濱化集團(tuán)的決策者們而言，工廠生產(chǎn)上的困擾與壓力似乎一直都存在著。近年來公司發(fā)展迅速，2006年已經(jīng)實現(xiàn)銷售收入140多億，燒堿占全國約10%，榮列2006中國化工企業(yè)500強第45位。然而，作為一個以石油化工為中心，精細(xì)化工、氯堿、煉油、熱電相配套的綜合大型化工企業(yè)，行業(yè)內(nèi)化工產(chǎn)品工藝技術(shù)的迅速更新，國家對環(huán)保、節(jié)能的倡導(dǎo)和大力監(jiān)控，市場對燒堿等化工品的質(zhì)量要求越來越高，上游石油和化工產(chǎn)品原料的價格上漲，都讓濱化集團(tuán)感到，壓力無處不在，必須主動向世界級水平看齊，首先要在技術(shù)上獲得超過國內(nèi)同行的優(yōu)勢。

    這家位于山東濱州的大型化工企業(yè)占地面積112.17萬平米，總資產(chǎn)41億元，在崗員工2298人，擁有油品系列、化工產(chǎn)品系列、油田化學(xué)品及工業(yè)助劑系列四大產(chǎn)品系列。集團(tuán)目前燒堿總生產(chǎn)能力達(dá)到17萬噸/年，環(huán)氧丙烷達(dá)10萬噸/年，助劑生產(chǎn)能力達(dá)2萬噸/年，煉油能力達(dá)320萬噸/年。其中，氯堿產(chǎn)量位居全國前列，并成為全國最大三家環(huán)氧丙烷商品量廠家之一，環(huán)氧丙烷商品市場供應(yīng)量居全國首位。

    隨著計劃于2008年正式投產(chǎn)的東瑞化工工業(yè)園區(qū)的建設(shè)進(jìn)程，此次集團(tuán)決策層再次展現(xiàn)出領(lǐng)先發(fā)展的意識和戰(zhàn)略眼光，決定采用霍尼韋爾最新一代的全套Experion PKS C300系統(tǒng)。該項目從2007年9月簽訂合同，霍尼韋爾將陸續(xù)向濱化集團(tuán)提供PKS C300系統(tǒng)2套，用于控制包括離子膜燒堿、PVC和環(huán)氧丙烷等企業(yè)主要產(chǎn)品在內(nèi)的7套生產(chǎn)裝置，控制點數(shù)多達(dá)15000點。霍尼韋爾過程控制部市場戰(zhàn)略經(jīng)理姜亞春先生認(rèn)為：“這一項目屬于化工行業(yè)控制點數(shù)超過1萬點大規(guī)模項目之一，合同服務(wù)部分大約占10％，這也將是我們在國內(nèi)最早開車的大規(guī)模新一代Experion PKS C300系統(tǒng)應(yīng)用。”

    “從2003年開始霍尼韋爾就成為了我們的重要合作伙伴，包括霍尼韋爾上一代的TPS系統(tǒng)和Experion R200在內(nèi)的很多產(chǎn)品現(xiàn)在還運行在我廠。采用霍尼韋爾產(chǎn)品之后，我們2006年比2005年銷售額提高了14%，利潤率提高了51.25%，1年內(nèi)便收回投資，同時次品率降低3%，合格率、優(yōu)品率均有所提高”，濱化集團(tuán)儀表車間張仁明主任在談到霍尼韋爾的幫助時說道。儀表車間副主任蔣先生也認(rèn)為：“霍尼韋爾之前的系統(tǒng)近3～4年以來基本沒發(fā)生過故障和出現(xiàn)需要更換的部件，這的確是一個值得信賴、服務(wù)很好的品牌。”

    需求為先，客戶為本

    無論是身為甲方的濱化集團(tuán)，還是身為乙方的霍尼韋爾，面臨的都是一個需求為先，客戶為本的原則帶來的挑戰(zhàn)。濱化集團(tuán)面對的是一個對產(chǎn)量和質(zhì)量（提升化工品精度、純度，減少次品）要求更高的客戶市場，感受到的是上游原材料價格不斷上漲以及節(jié)能環(huán)保的壓力。例如在環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝方面，與歐美國家的聯(lián)產(chǎn)法工藝相比，我國采用的氯醇化工藝最大的缺點就是設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，含氯化鈣的廢水和廢渣污染環(huán)境。然而，濱化集團(tuán)現(xiàn)用的國產(chǎn)工藝設(shè)備運行不穩(wěn)定、生產(chǎn)效率低、耗能高的狀況卻阻礙了其進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)能，增加設(shè)備可利用時間和生產(chǎn)效率的目標(biāo)。為此，提供能夠集成控制、調(diào)度和管理于一體，兼具開放和兼容性的新一代自動化控制系統(tǒng)便成了霍尼韋爾所要面對的客戶需求。

    對于這一項目，儀表車間副主任蔣先生認(rèn)為其總體技術(shù)挑戰(zhàn)在于：“首先，裝置規(guī)模很大，需要先進(jìn)可靠的系統(tǒng)。現(xiàn)代流程裝置的現(xiàn)場控制策略應(yīng)用正從經(jīng)典控制轉(zhuǎn)向先進(jìn)控制，我們希望能夠直接將一些先進(jìn)的調(diào)節(jié)控制算法在控制器實現(xiàn)，解決現(xiàn)場一些回路控制調(diào)節(jié)的難題。其次，企業(yè)信息化流程貫通以后，需要更好挖掘?qū)崟r數(shù)據(jù)的效率,開發(fā)信息管理，實現(xiàn)操作管理和班組考核等，提高管理效益。第三是現(xiàn)場管理，例如報警狀態(tài)下的事故處理與管理，這還包括與工藝等部門的協(xié)調(diào)。”為應(yīng)對這樣一些挑戰(zhàn)，蔣先生認(rèn)為霍尼韋爾是個理想的選擇，因為其一直處于行業(yè)的領(lǐng)先地位，擁有先進(jìn)的技術(shù)與產(chǎn)品。雖然目前某些技術(shù)可能暫時還用不上，但企業(yè)肯定是向前發(fā)展的，在選擇合同伙伴時，需要考慮得更長遠(yuǎn)些，像PKS C300這樣的面向未來的技術(shù)將來會有用武之地。

    控制層的創(chuàng)新解決方案

    在濱化集團(tuán)目前采購的2套PKS C300系統(tǒng)中，一套用于其離子膜、鹽水、粒堿生產(chǎn)裝置中，另一套則用于其聚氯乙烯（PVC）、氯乙烯（VCM）、三氯乙烯、環(huán)氧丙烷（PO）的生產(chǎn)裝置控制。

    這些裝置的控制要求并不簡單。以離子膜燒堿工藝裝置為例，其中包括一次鹽水精制、二次鹽水精制、電解、脫氯等主要的常規(guī)生產(chǎn)主裝置。這些裝置對的控制系統(tǒng)關(guān)鍵要求在于，系統(tǒng)運行穩(wěn)定且具有較強的抗電磁干擾能力；系統(tǒng)能夠迅速響應(yīng)要求，具有電解系統(tǒng)聯(lián)鎖保護(hù)方案；系統(tǒng)具備異構(gòu)系統(tǒng)的互聯(lián)能力，因為一些像一次鹽水精制中的過濾器設(shè)備等很多裝置都自帶其他品牌PLC控制器，需要與DCS通訊；最后還要求各種復(fù)雜控制方案的方便實現(xiàn)。

    對此，霍尼韋爾姜亞春經(jīng)理認(rèn)為PKS C300完全滿足用戶要求：“C300可擴(kuò)展性和兼容性都是前所未有的，它可以方便地連接以前舊系統(tǒng)的I/O。通過串口服務(wù)器等掛到容錯以太網(wǎng)FTE上，從而集成用戶一些第三方設(shè)備自帶的系統(tǒng)如PLC產(chǎn)品，如西門子、三菱甚至三洋的PLC產(chǎn)品，C300除了過程數(shù)據(jù)庫之外還帶SCADA功能，通信速度高，支持各種協(xié)議，實現(xiàn)多種靈活的調(diào)試手段，將各類監(jiān)控對象進(jìn)行集中監(jiān)控，數(shù)據(jù)搜集更全面，減少了維護(hù)量。”

    此外，C300控制器以18度角傾斜的垂直設(shè)計，最大限度地減少了占用的控制室空間，提供了最優(yōu)的性能。這一新的傾斜設(shè)計使熱量均勻地流過機柜，改善了產(chǎn)品使用壽命，降低了能源成本。“這也是用戶比較看重的一點”，姜亞春經(jīng)理補充說道。

    在控制策略層面，蔣先生結(jié)合離子膜生產(chǎn)工藝的特點，提到“其中既包括一般對儲槽液位、鹽水泵出口壓力、精制鹽水流量等變量對象的常規(guī)控制，也包括很多對再生水量、再生NaOH量、NaOH出口溫度調(diào)節(jié)、PH控制調(diào)節(jié)等復(fù)雜的自定義控制。”

    然而，常規(guī)的PID調(diào)節(jié)基本方法70多年來幾乎沒有變化。隨著現(xiàn)代化工生產(chǎn)的發(fā)展，復(fù)雜而龐大的生產(chǎn)流程要求現(xiàn)場控制越來越精確、復(fù)雜控制策略越來越多，過程穩(wěn)定性越來越高，因此如何革命性地突破和改善PID調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)品質(zhì)及其局限性，實現(xiàn)先進(jìn)過程控制便成為過程用戶的期待。

    作為霍尼韋爾最新推出的專利算法，Profit Loop是一個在常規(guī)控制層實現(xiàn)的經(jīng)過現(xiàn)場驗證的單輸入/單輸出（SISO）模型預(yù)估調(diào)節(jié)控制器。其通過過程動態(tài)變化的經(jīng)驗?zāi)Ｐ蛠眍A(yù)測過去、現(xiàn)在、將來的控制動作對控制變量的影響。因而，這一模型預(yù)估控制技術(shù)不是像典型的PID調(diào)節(jié)器那樣對過程加以超調(diào)控制，而是通過對過程精確的響應(yīng)改善了調(diào)節(jié)品質(zhì)，提高了控制魯棒性，減小了上述工藝過程的震蕩。“所以，我們將它下載到C300基本控制器，在常規(guī)控制層解決了用戶現(xiàn)場存在的很多噪聲過程信號、大滯后或反向響應(yīng)動態(tài)變化的控制調(diào)節(jié)問題，用戶用基本控制器就可以得到先進(jìn)過程控制的效果。 通過霍尼韋爾的先進(jìn)控制工程師的現(xiàn)場模型調(diào)試盒優(yōu)化，可以確保Profit Loop被有效地投入使用，獲得預(yù)期的效益”，姜亞春經(jīng)理說。

    整體來說，蔣先生的體會是：“PKS基于知識共享，考慮操作人員與過程的互動比較多，可以有效對過程實施控制；在控制策略上，新添加的Profit Loop算法控制精確穩(wěn)定，魯棒性更好，對我們幫助挺大；在操作界面方面，可視化性能強，操作員不容易產(chǎn)生疲勞感；報警功能有很大增強，操作員可以加入異常注釋等，便于以后的報警管理，查找事故；另外，PKS基于Windows架構(gòu)，開放性與前代系統(tǒng)相比有很大改進(jìn)。”

    向管理要效益

    新一代過程知識系統(tǒng)的采用，讓“向管理要效益”不再只是一句口號。

    PKS系統(tǒng)的管控一體化優(yōu)勢再次體現(xiàn)出來。基于霍尼韋爾的Uniformance數(shù)據(jù)平臺，濱化集團(tuán)實現(xiàn)了企業(yè)范圍內(nèi)的統(tǒng)一、開放、集成的一體化數(shù)據(jù)采集、存儲和管理。這一數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)集成工廠所有的過程數(shù)據(jù)、經(jīng)營管理數(shù)據(jù)并支持相關(guān)的應(yīng)用。這種全公司范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，為公司長遠(yuǎn)的信息化建設(shè)建立了統(tǒng)一可靠的生產(chǎn)管理信息化基礎(chǔ)架構(gòu)。

    基于該數(shù)據(jù)庫平臺，霍尼韋爾首先面向用戶需求向上提供了操作管理應(yīng)用，該操作管理應(yīng)用系統(tǒng)地設(shè)定和傳遞操作計劃，監(jiān)控工藝數(shù)據(jù)是否超過限度等。通過這套解決方案，濱化集團(tuán)的工廠管理人員可以根據(jù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)更好地理解操作性能，同時了解真實的操作邊界，使生產(chǎn)操作更加可靠性與靈活，有助于減少能源消耗，同時提高產(chǎn)率、保證產(chǎn)品一致性以及延長運行時間。

    管理帶來的效益是不言而喻的。儀表車間主任張仁明說：“不但可以通過高效的操作管理得到效益，更重要的是加強了操作人員的考核和管理。操作員的操作技能和工作面貌直接影響所生產(chǎn)產(chǎn)品的精度、純度等質(zhì)量問題。通過操作上的量化指標(biāo)，我們既可以將其與操作員的獎金績效掛鉤，又可以用事實說話，通過團(tuán)隊之間的班組競賽激勵員工，并提升員工榮譽感。”