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      活動(dòng)鏈接：2012年控制網(wǎng)技術(shù)專題---控制系統(tǒng)新時(shí)代   

                   
    黃步余
   自1965年起從事石油化工自動(dòng)化設(shè)計(jì)工作，先后曾擔(dān)任化學(xué)工業(yè)部化工設(shè)計(jì)院技術(shù)員、助工，北京燕山石化公司設(shè)計(jì)院助工、工程師，中國(guó)石化北京工程公司工程師、高級(jí)工程師、電控室副主任、副總工程師，中國(guó)石化工程建設(shè)公司高級(jí)工程師、副總工程師。參與了一系列國(guó)家重大石油化工項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作，曾獲國(guó)家級(jí)一等獎(jiǎng)一項(xiàng)、中石化科技進(jìn)步二、三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)，主編《分散控制系統(tǒng)在工業(yè)工 程 中的應(yīng)用》、《石油化工自動(dòng)控制設(shè)計(jì)手冊(cè)》。

   上世紀(jì)70年代，經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，生產(chǎn)裝置迅速向大型化方向發(fā)展，尤其是石油煉制、冶金、化工、建材、電力等行業(yè)，這些行業(yè)生產(chǎn)裝置的大型化能夠明顯提高生產(chǎn)效率、減少原料消耗、降低勞動(dòng)力成本。但是生產(chǎn)設(shè)施的大型化則要求設(shè)備之間必須具有更好的協(xié)調(diào)性，一旦設(shè)備停機(jī)將帶來(lái)非常大的損失。因此用戶迫切希望能夠有一種產(chǎn)品或者系統(tǒng)可以解決生產(chǎn)設(shè)施大型化和連續(xù)化所面臨的控制問(wèn)題。與此同時(shí)，在20世紀(jì)70年代中期，大規(guī)模集成電路取得突破性的發(fā)展，8位微處理器得到了廣泛的運(yùn)用，使自動(dòng)化儀表工業(yè)發(fā)生巨大的變化，這便是DCS應(yīng)運(yùn)而生的背景。

   雖然1975年全世界就誕生了第一套DCS系統(tǒng)，但是DCS真正在中國(guó)開(kāi)始應(yīng)用則晚了整整六年。1981年，當(dāng)時(shí)吉化公司化肥廠在合成氨裝置中引進(jìn)了Yokogawa的產(chǎn)品，這是DCS在中國(guó)市場(chǎng)的第一次“試水”。

   DCS的首次試水就是在石化行業(yè)，這并不是偶然。70年代，煉油和石油化工這些以石油原油和天燃?xì)鉃樵狭鞒坦I(yè)發(fā)展非常迅猛，那個(gè)時(shí)候，DCS主要就是以滿足石油化工等流程工業(yè)的需求為主。

   控制系統(tǒng)在石化行業(yè)的發(fā)展

   經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，中國(guó)石化行業(yè)在持續(xù)穩(wěn)定地增長(zhǎng)，有較大的發(fā)展空間和產(chǎn)能。據(jù)中國(guó)石化工程建設(shè)公司副總工程師黃步余介紹，目前，三大油田（大慶、勝利、長(zhǎng)慶）產(chǎn)能穩(wěn)定，管輸（原油、成品油、天然氣管網(wǎng)等）不斷發(fā)展，煉油產(chǎn)能達(dá)4億噸/年，乙烯產(chǎn)能達(dá)到1570萬(wàn)噸/年，煤化工、精細(xì)化工、天然氣化工等新能源、新工藝也取得了較快發(fā)展。

   就在中國(guó)石化行業(yè)不斷取得突破的過(guò)程中，DCS在石化行業(yè)的應(yīng)用也在經(jīng)歷著變化。黃步余認(rèn)為，總體來(lái)說(shuō)，石油化工行業(yè)控制系統(tǒng)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一個(gè)階段即20世紀(jì)50、60和70年代，控制系統(tǒng)由氣動(dòng)儀表、電動(dòng)儀表、氣/電組合儀表組成；第二個(gè)階段發(fā)生在20世紀(jì)80、90年代，那時(shí)是基于微處理機(jī)的DCS為主的控制系統(tǒng)；第三個(gè)階段則是21世紀(jì)以來(lái)，隨著石化行業(yè)大型化、集成化、信息化的發(fā)展與要求，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、無(wú)線技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)等在控制系統(tǒng)中廣泛采用，控制系統(tǒng)集成化、智能化、信息化成為控制系統(tǒng)發(fā)展的主流，在石化行業(yè)得到越來(lái)越多的成功應(yīng)用和發(fā)展。

   在石化行業(yè)最初，我們幾乎都是引進(jìn)成套的國(guó)外DCS產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的努力，如今國(guó)內(nèi)亦產(chǎn)生了多家DCS廠商，并取得了重大突破，占有了一定的市場(chǎng)份額，并對(duì)國(guó)外DCS廠商形成了較大“威脅”，其中以和利時(shí)、浙江中控為代表。黃步余告訴記者，國(guó)產(chǎn)控制系統(tǒng)在煉油項(xiàng)目中已推廣應(yīng)用，在化工項(xiàng)目中正逐步穩(wěn)妥試用，應(yīng)該說(shuō)，國(guó)產(chǎn)控制系統(tǒng)市場(chǎng)占有率正在逐步擴(kuò)大；新建千萬(wàn)噸大煉油、百萬(wàn)噸大乙烯、煉化一體化工程目前仍采用國(guó)外控制系統(tǒng)，國(guó)產(chǎn)化控制系統(tǒng)需逐步穩(wěn)妥推進(jìn)。

   以中石化為例，浙江中控技術(shù)股份有限公司、和利時(shí)自動(dòng)化有限公司生產(chǎn)的擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的DCS在大型石化企業(yè)生產(chǎn)裝置及公用工程得到成功應(yīng)用，獲得最終用戶的好評(píng)。目前已由提供單一的分散控制系統(tǒng)產(chǎn)品，發(fā)展到了能提供集成自動(dòng)化系統(tǒng)解決方案，并得到了成功實(shí)施。開(kāi)發(fā)研制了安全儀表系統(tǒng)（SIS），如和利時(shí)HiaGuard產(chǎn)品，通過(guò)了TÜV認(rèn)證，這標(biāo)志著國(guó)內(nèi)已經(jīng)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的SIL3級(jí)安全儀表系統(tǒng)。

   黃步余認(rèn)為，目前國(guó)內(nèi)控制系統(tǒng)硬件產(chǎn)品性能與國(guó)外控制系統(tǒng)基本相當(dāng)，但是軟件產(chǎn)品應(yīng)用功能仍存在個(gè)性化的差異，國(guó)外系統(tǒng)比較完善，國(guó)內(nèi)系統(tǒng)逐漸成熟。

   現(xiàn)代大型石化項(xiàng)目對(duì)控制系統(tǒng)的新要求

   石化行業(yè)長(zhǎng)久以來(lái)，在任何國(guó)家，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中都占有舉足輕重的地位。相對(duì)于其它發(fā)展中國(guó)家而言，我國(guó)石化行業(yè)雖然起步較晚，但是通過(guò)不斷發(fā)展已經(jīng)取得了相當(dāng)大的成就。近年來(lái)一系列投產(chǎn)運(yùn)行的“世界級(jí)”規(guī)模的煉化一體化項(xiàng)目就很好地說(shuō)明了這一點(diǎn)。

   不可否認(rèn)，目前新建的大型石化項(xiàng)目，規(guī)模大，點(diǎn)數(shù)大，這必然會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)提出更多的要求。黃步余表示，根據(jù)現(xiàn)代化大型石化項(xiàng)目建設(shè)和“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)”運(yùn)行的要求，控制系統(tǒng)應(yīng)滿足：（1）健康、安全及環(huán)境保護(hù)有可靠保證，確保生命周期安全；（2）高質(zhì)量的過(guò)程測(cè)量，調(diào)節(jié)控制和先進(jìn)控制，友好人機(jī)界面；（3）儀表及控制系統(tǒng)故障引起非計(jì)劃停車最少；（4）提供準(zhǔn)確、可靠、無(wú)縫的信息數(shù)據(jù)集成，并確保信息安全、實(shí)時(shí)；（5）自動(dòng)化信息化相互融合，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)精益管理，降低生命周期成本、獲取最大效益。

    現(xiàn)代大型石化項(xiàng)目在節(jié)能減排方面也有著相當(dāng)高的要求，而在這方面，集成控制系統(tǒng)則起到了很大的作用。黃步余說(shuō)：“集成控制系統(tǒng)的應(yīng)用提高了生產(chǎn)操作、運(yùn)行、管理的水平，優(yōu)化了工廠的能量平衡、物料平衡，提高了工廠運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性，降低了“三廢”排放，保護(hù)了人員安全、裝置安全及環(huán)境。”

  石化控制系統(tǒng)的未來(lái)

   隨著石化行業(yè)向大型化、集約化、信息化的發(fā)展與要求，控制系統(tǒng)也呈現(xiàn)出了諸多發(fā)展趨勢(shì)，采訪的最后，黃步余向記者講述了石化工業(yè)控制系統(tǒng)未來(lái)的幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。（1）隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)在控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用與實(shí)踐，MAV（MainAutomation Vendor），即以主自動(dòng)化系統(tǒng)供貨商的模式實(shí)施全場(chǎng)儀表與控制系統(tǒng)一體化理念逐步得到普遍認(rèn)可，控制系統(tǒng)的發(fā)展將呈現(xiàn)大型化、集成化；（2）隨著數(shù)字技術(shù)向控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)儀表的不斷延伸，數(shù)據(jù)總線處理的信息將不斷增加，控制系統(tǒng)的發(fā)展將呈現(xiàn)信息化、智能化；（3）大量商用計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將逐步替代自動(dòng)控制系統(tǒng)固有的軟硬件設(shè)備，保證控制系統(tǒng)的信息安全是重點(diǎn)關(guān)注的課題；（4）隨著控制系統(tǒng)的國(guó)際、國(guó)家、行業(yè)、公司規(guī)范不斷完善和提高，控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)將呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、程序化；（5）隨著國(guó)產(chǎn)化控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展與完善，逐步穩(wěn)妥推進(jìn)國(guó)產(chǎn)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，不斷提高應(yīng)用范圍和水平。

   摘自《自動(dòng)化博覽》2012年第九期