1 Ling Rong - Keynote Presentation Chinese

1September 2012

© 1994 – 2012 Fieldbus Foundation

基金会现场总线技术基金会现场总线技术在中国石化工业的应用与进展在中国石化工业的应用与进展

Foundation fieldbus technology application and progress in China petrochemical industry

林融上海 , 2013 年 3 月 14 日

1

2September 2012


一、前言 Introduction

二、石化工业最新发展态势与挑战 PetroChem Industry Trends and Challenges

三、 Ff 现场总线技术经济分析 Ff fieldbus technical and economic analysis

四、 Ff 现场总线技术发展趋势 Ff fieldbus technology trends

五、 Ff 现场总线最新应用案例 The Ff fieldbus Example

六、结束语 Conclusion

3September 2012


值此春回大地、万物复苏的美好时节，举世瞩目的《现场总线基金会全球会员及用户大会》再次来到了中国。

基金会现场总线每年都在全球以更快的速度被认可，应用涵盖了油气、石化、电力、造纸、制药等行业。基金会现场总线技术的安装已经达到了创纪录的水平，在全球现在共有数十万个系统、数百万台设备在服务之中。可以说 , 基金会技术已经改变了工业自动化的未来，包括控制系统的设计方式。足够丰富的信息使预防性维护成为可能。

本届论坛的主题“ In a World of Choices, FOUNDATION™ Brings it

all Together”，符合我国石化企业正在实施的“大型化、一体化、园区化、智能化、清洁化”等发展方向，特别是对中国石化实施“建设数字化工厂”的战略部署有重大的实用价值。 Ff 技术在中国的逐渐推广应用，大大提高了石油化工生产的智能化水平。

希望借助本届“大会”能够大力推动过程自动化领域内的生产用户、工程公司、科研单位、制造厂商在 Ff 技术发展与应用方面的技术交流与切磋。在此，我谨代表 SEI 的仪表团队，向曾经合作过及正在合作的并大力推动 Ff 技术在中国发展的 CSPC、 SECCO、 FREP 和烟台万华等最终用户、工程公司、科研单位、制造厂商和 FFCMC及 CFFC 等协会的专家、同仁表示衷心的感谢！

一、前言 Introduction

4September 2012


二、石化工业最新发展态势与挑战PetroChem Industry Trends and Challenges

4

世界经济的发展态势--重心从西方移向东方 World Economy - the center of gravity from West to East

5September 2012


中国经济的持续发展推动了石化工业的进展 China's sustained economic

growth has contributed to the progress of the petrochemical industry

英国《每日电讯报》 2012年 11月 5 日报道：中国“到 2025 年将成为世界最大的经济体”。该报引用了美国权威市场调研公司 Frost & Sullivan

公司的一份研究报告，该报告指出，“到 2025 年中国将成为世界最大经济体，名义GDP将达到 38 万亿美元”，不久后，香港汇丰银行也发布了类似报告。

石化工业作为基础能源和原材料产业，已经成为国民经济发展中的重要支柱产业，对 GDP 的贡献和改善人民生活具有不可替代的作用。在炼油方面，根据最新预测，“十二五”期间，我国油品需求增速约为 4.4% 。根据发改委石化工业“十二五”发展规划，到 2015 年，原油需求将达到 6 亿吨 /年；汽、煤、柴油的需求量将达到 3.6亿吨 /年。“十二五”期间，我国的炼油能力将至少增加 1 亿吨，产能达 6.7亿吨 /年。重点建设四川、北海、泉州、湛江、惠州、揭阳、海南、镇海、台州、连云港等 10多个千万吨级炼油厂； 2015 年乙烯预计产能将达到 2700 万吨，而需求量则为 3400~3800 万吨，缺口约为700~1100 万吨。我国乙烯需求增速约为 5.1% 。重点建设四川、武汉、湛江、惠州、海南、镇海、台州、连云港、青岛等 9 个百万吨级乙烯厂。


6September 2012


石化工业的发展态势 -- 中国是世界最大的石化产品市场 The momentum of

petrochem industry - China is the world's largest petrochemical market.

到 2015年，市场需求约占世界 1/3，亚洲 1/2


7September 2012


石化工业发展态势—炼油产能稳步增长 Sustained growth of the petrochemical industry in refining capacity

工业和信息化部发布的“炼油工业十二五发展规划”要求：中国的原油精炼能力在 2015 年前将达到大约 6亿吨 /年。精制石油产品需求量在今后的 5年里将平均每年增加 4.4% ，燃料需求量到 2015 年估计将从 2010 年的2.45 亿吨增加到3.6亿吨。


8September 2012


石化工业发展态势—乙烯产能较快增长Sustained growth of the petrochemical industry in rapid growth of Ethylene

production

工业和信息化部发布的“烯烃工业十二五发展规划”要求：在“十二五”期间，坚持原料多元化。目标是：到 2015年，中国乙烯产能达到 2700 万吨 /年，丙烯产能达到2400 万吨 / 年。预计中国的乙烯需求量到 2015 年将年增 5.1% ，达到3800 万吨 / 年。


9September 2012


图 2-2 中国大型乙烯项目分布图图 2-2 中国大型乙烯项目分布图图 1-1 中国大型炼油项目分布图图 1-1 中国大型炼油项目分布图图 2-1 中国大型炼油项目分布图图 2-1 中国大型炼油项目分布图

Fujian

Hainan

Tianjin

Dushanzi

HuizhouQinzhou

Fushun

Qingdao

Fujian

Hainan

Tianjin

Dushanzi

Qinzhou

Fushun

Qingdao

Secco

Fujian

Tianjin

Dushanzi

Huizhou

Maoming

Fushun

BYC

Zhenhai

Wuhan

Fujian

Hainan

Tianjin

Dushanzi

HuizhouQinzhou

Fushun

Qingdao

Fujian

Hainan

Tianjin

Dushanzi

Qinzhou

Fushun

Qingdao

Fujian

Hainan

Tianjin

Dushanzi

HuizhouQinzhou

Fushun

Qingdao

Fujian

Hainan

Tianjin

Dushanzi

Qinzhou

Fushun

Qingdao

Secco

福建

天津

独山子

惠州茂名

抚顺

四川镇海

武汉Qingdao

Fujian

Hainan

Tianjin

Dushanzi

HuizhouQinzhou

Fushun

泉州

海南

独山子

北海

抚顺

青岛

四川

惠州揭阳

湛江湛江

台州镇海

海南

连云港连云港青岛

台州


石化工业发展态势—炼油、乙烯产能同步增长仅已广东省为例 ,从2008 年开始，中石化准备与科威特合资建设 1500 万吨炼油和 100 万吨乙烯一体化项目（广东湛江）；中石油准备与委内瑞拉合资建设 2000 万吨炼油项目（广东揭阳）；中海油准备在广东惠州续建 1200 万吨炼油和 100 万吨乙烯项目（广东惠州），目前已全部启动。

10September 2012


后石油时代即将来临 Post-oil era is approaching

美国著名地质学家马里恩.金 . 休伯特 1956 年预测：世界石油产量将会在未来某一时间达到高峰，随之是石油产量下降供应出现短缺之时则是后石油时代开始之日。也可以认为世界石油产量达到高峰之时是后石油时代开始之日（如：图 2-3 中所示的 2020 年之后）。

1900 1940 1980 2020 2060 2100

石油供应量

时间/年图 2-3 世界石油产量与需求趋势示意图图 2-3 世界石油产量与需求趋势示意图

产量产量

需求需求


11September 2012


后石油时代即将来临 Post-oil era is approaching

中国与世界的能源消费结构对比如图2-4及图2-5所示：

70%

18%

3.9%7.8% 0.3%

能源比例

煤

石油

天然气

水电、核电、风电

其它（太阳能、潮汐能等）

28%

38%

24.0%

9.0%

1.0%

能源比例煤

石油

天然气

水电、核电、风电

其它（太阳能、潮汐能等）

图 2-4 中国能源消费结构图 2-5 世界平均能源消费结构


12September 2012


石化工业的两大发展热点 Two hot spots of the petrochem industry

热点之一：煤制油、煤化工、煤制气及页岩气开采蓬勃兴起煤制油、煤化工、天然气化工及生物质化工发展迅猛：

工业与民用燃料

天

然

气

石

油

生

物

质

能

煤

炭

GTL

CTL BTL

运输燃料

石化原料

发电供热

汽油柴油

航煤船油

乙烯

丙烯芳烃其它有机化学品

图 2-6 含碳能源综合利用图图 2-6 含碳能源综合利用图


13September 2012


热点之一：煤制油、煤化工、煤制气及页岩气开采蓬勃兴起

图 2-7 煤制油、煤化工综合利用图图 2-7 煤制油、煤化工综合利用图

煤层气 /页岩气

天然气煤层气俗称瓦斯，是一种新型清洁能源。新一轮的全国煤层气资源评价结果表明，中国 42个主要含气盆地埋深 2000米以及浅煤层气地质资源量为36.8 万亿方，是仅次于俄罗斯和加拿大的世界第三大煤层气储藏国。国家能源局在《煤层气开发利用“十二五”规划》提出，“十二五”末，我国煤层气产量将达 200-240亿方。国土资源部最新发布的《全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选》成果显示：我国页岩气地质资源潜力为 134 万亿方，可采资源潜力为 25 万亿方。另外，排放煤层气的温室效应是排放 CO2的 21倍！

乙二醇

煤焦油

煤炭

焦炭

焦炉气

气化合成气

直接液化油

电石

甲醇

合成氨

一氧化碳

氢气

间接液化

石脑油

汽柴油

烯烃

尿素

硝酸硝酸铵

DMF

醋酸

二甲醚

烯烃

粗苯

乙炔

三苯 /PX

PVC

BDO PTMEG, THF

DMC/DPC 聚碳酸酯PC

甲烷MTO/MTP


14September 2012


热点之二：精细化工发展迅速 The rapid develop of fine chemicals

中国提出要重点扶持的七大战略性新兴产业（节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车）均与精细化工密切相关。据慧聪化工网报道，预计到 2015 年，中国的精细化工产值将达 1.6 万亿元，比 2008 年增长一倍，精细化工自给率将达到 80% 以上，中国将进入世界精细化工大国与强国之列。

石油、天然气、煤

9 种基础化工原料：乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、甲烷、丁烷、苯、甲苯、二甲苯

90 多种衍生物

数百种合成树脂、合成橡胶、合成纤维等化工原料及产品

图 2-8 石油化工产品链分层图图 2-8 石油化工产品链分层图

第 1层 - 内层

第 2 层

第 3 层

第 4层 - 外层


15September 2012


面临的挑战- 核心是资源与环境 Challenges-Focus on Resource & Environment

1. 原油资源短缺，依靠进口原油加工；2. 原油资源劣质化，原油加工难度大；3. 炼油及石化原料供需矛盾越来越突出；4. 原油价格波动，生产成本提高，经营风险加大；5. 安全、节能、减排、环保规范及指标要求更加严格；6. 世界著名石化公司在中国建厂，市场竞争激烈；7. 中东石化产业的高速发展带来的竞争加剧。8. 煤制油、煤化工项目还面临着以下特殊挑战：

1）耗水量大，而富煤地区缺水严重； 5 ）设备维护费用居高不下； 2）三废量大，环保形势严峻； 6 ）煤制油、煤化工技术人才缺乏； 3）项目投资高，关键设备需进口； 7）项目布点集中，对市场冲击大。 4）生产技术不成熟，能耗偏高；


16September 2012


三、 Ff 现场总线技术经济分析Ff fieldbus technical and economic analysis

Ff 现场总线技术特点

现场总线控制系统（ FCS）是继分散控制系统（ DCS）之后的新一代控制系统，是过程控制领域的一个重要分支，但它不会完全取代DCS。 FCS具有下列显著特点：

• FCS具有开放性、互操作性和互用性；

• FCS具有现场设备智能化和功能自治化；

• FCS具有功能高度分散化（ CIF）；

• FCS具有高准确性和高可靠性；

• FCS 可节省安装材料、减少调试工作量及缩短开工时间；

• FCS具有先进诊断及预测性维护（ AMS）功能，可节省维护费用，使系统生命周期成本降低。

Why FF?

17September 2012


现场总线技术改变了仪表维护策略，大大降低了非计划停工时间！

传统维护策略全新维护策略

Ff 技术的先进性和必要性

Why FF?三、 Ff 现场总线技术经济分析Ff fieldbus technical and economic analysis

18September 2012


现场总线技术改变了仪表维护策略，大大降低了非计划停工时间！

Ff 技术的先进性和必要性


19September 2012


Ff 技术的先进性和必要性现场总线控制系统（ FCS）同传统的分散控制系统（ DCS）相比有如下显著优点：

Why FF?

特性分散控制系统（DCS）现场总线控制系统（FCS）备注

传输信号模拟信号或模、数混合全数字信号

通信方向单向双向

连接方式点对点多节点

常规控制在 DCS控制器内-集中在现场设备内-分散

故障诊断基本诊断先进诊断（带故障预报）

测量精度 ≤一般（ 0.2% FS） ≤高（ 0.1% FS）

测量参数少多（更有利于工厂信息化）

系统扩容需修改组态，离线下装即插即用，系统自动识别* *需要DD文件

互操作性一般很好

硬件数量 100% 30%~50% 据 ARC*报告

电缆配线 100% 30%~50% 据 ARC*报告

安装成本 100% 约 91%（节省 9%！）据 ARC*报告

维护成本 100% 约 80%（节省 20%！）据 ARC*报告

*注：ARC为国际自控领域权威的咨询公司。


20September 2012


DCS控制站H1总线接口卡件

H1 FF 总线终端器

终端器

Non-Ex-i 型FF总线结构

FF总线仪表和调节阀

DCS局域网

现场接线箱供电单元

投资 3

投资 1

投资 2

投资 4

Ff 技术与传统 DCS 技术的投资对比投资分解

图 3-1 FF 技术与传统 DCS 技术的投资分解图 3-1 FF 技术与传统 DCS 技术的投资分解


21September 2012


针对 FREP项目，在主仪表控制承包商（MICC）招标阶段，在过程控制系统（ PCS）询价书中，要求三家投标商均对 Ff 技术（方案 1 ）与传统DCS 技术（方案 2 ）两个方案进行报价，要求 FF网段的利用率为平均 6 台现场设备并且采用国产 FF 电缆。当不考虑电缆投资时，从表 3-1 可以看出，三家投标商的报价均为 Ff 技术（方案 1 ）高于DCS 技术（方案 2 ）；当考虑电缆投资（按照国产 FF 电缆价格）时，从表 3-2 可以看出，三家投标商的报价均为 Ff 技术（方案 1 ）略低于DCS 技术（方案 2 ）。从以上投资比较可以得出结论：当 Ff网段的利用率为平均 6 台现场设备并且采用国产 Ff 电缆时， Ff 技术投资（方案 1 ）略低于DCS 技术投资（方案 2 ）。

Ff 技术与传统 DCS 技术的投资对比福建炼油乙烯项目

Why FF?三、 Ff 现场总线技术经济分析

Ff fieldbus technical and economic analysis

22September 2012


表 3-1 Ff 技术与传统 DCS 技术的投资对比（无电缆）

Ff 技术与传统 DCS 技术的投资对比 Economic comparison 福建炼油乙烯项目


23September 2012


表 3-2 Ff 技术与传统 DCS 技术的投资对比（含电缆）

Ff 技术与传统 DCS 技术的投资对比 Economic comparison 福建炼油乙烯项目


24September 2012


Ff 技术与传统 DCS 技术的投资对比 Economic comparison

Why FF?

结论一、采用 Ff 现场总线技术，比全部采用传统 DCS 技术的总投资略低一些。降低工程投资的关键因素：

1. 提高网段（ Segment）的使用率到 6 台设备或以上。2. 全部采用国产 Ff 现场总线电缆。

二、采用 Ff 技术可期待的效益： 1. 节省工程投资，加快项目进度（ CAPEX）； 2. 易实现预防性维护，提高维护效率，降低维护及操作费用（OPEX）； 3. 提高了工厂的数字化与智能化水平，便于精细化生产及运营管理； 4. 可降低工厂全生命周期成本，使企业效益最大化。


25September 2012


四、 Ff 现场总线技术发展趋势Ff fieldbus technology trends

Ff现场总线技术自身在不断发展完善

1） FDT/DTM开发（ AG-181 Rev3.1）

2）更加严格的主机可互操作性测试（ FF-569）

3）安全仪表功能 SIF 应用（ FF-895,SIL3）

4）现场总线高级诊断功能（ FF-912）

5）本质安全网段应用研究（ AG-163）

6）执行周期更快（强调 CIF,增加非周期时间）

7）复杂控制策略的应用研究（ FF-892）

8）强化 DCS/Ff与 AMS 的集成（ NAMUR NE91）

9） Ff 工程应用指南和项目实施规范升版

20102010年年 33 月月 FFFF 基金会发布基金会发布了了《《基金会现场总线系统工程基金会现场总线系统工程指南指南》》 FOUNDATION™ FOUNDATION™ Fieldbus System Fieldbus System Engineering Engineering Guidelines(AG‐181)Guidelines(AG‐181) 的的3.13.1 版，随后又陆续发布了多版，随后又陆续发布了多项项 FFFF 系列规范。随着系列规范。随着 FDT FDT 技术的在现场设备的普遍使用，技术的在现场设备的普遍使用，新版指南增加了主控系统应该新版指南增加了主控系统应该能够支持能够支持 FDT/DTMFDT/DTM标准，标准，而不仅仅是支持而不仅仅是支持 EDDLEDDL 。。

26September 2012


图 4-1 基金会现场总线（ Ff）通信模型

用户层基于 IEC 61804


27September 2012


Ff基金会现场总线发展趋势1. 基于 Ff 现场总线技术的仪表及控制系统将得到快速发展， Ff 技术将成为过

程自动化领域的一个重要分支，但不会完全取代传统 DCS 系统；2. 研究石化用户对 Ff 现场总线技术的应用需求：

1 ）高安全性；2 ）高可靠性（鲁棒性）；3 ）良好的实时性；4 ）良好的开放性及可互操作性；5 ）开发多种复杂应用；6 ）开发多种符合 FDT/DTM规范的 Ff 现场设备；7 ）开发 AMS 的用户化功能；8 ）重视 Ff组态及应用软件的开发，提高软件模块与硬件之间的嵌入程度；9 ）可用于安全联锁 SIL 回路，特别是联锁控制阀的部分行程测试功能；10）开发冗余容错 Ff网段及关联设备；11）研究 Ff 技术与工业无线网络技术的接口等。


28September 2012


五、 Ff 现场总线最新应用案例The Ff fieldbus Example

5.1 Ff 现场总线最新应用案例 1—FREP脱瓶颈改造项目

福建炼油乙烯一体化项目（ FREP ）是由中国石化、福建省、埃克森美孚（ ExxonMobil）和沙特阿美海外公司（ AOC）共同合资（各占 25%）的大型炼化一体化项目，于 2009年 8 月底全面建成投产。

一期 Ff 技术应用情况：

到目前为止，该项目已投产 3 年半时间，控制系统（DCS、 ITCC、 PLC）运行稳定、操作灵活，安全保护系统（ SIS 、 FGS 、 MMS ）安全、可靠，其它系统（OTS、 RTDB、MES、 ERP 等）均已在线运行，自动化系统及信息管理系统高度集成。据用户统计，包括 Ff 现场总线及 HART 仪表在内，仪表的完好率及使用率均达到了99.8%（中石化的设备管理规定为：完好率及使用率≥ 95%）。由于全面采用了智能化仪表技术，大大降低了仪表的维护工作量，全厂投入的控制系统及现场仪表维护人员仅为正常情况的 30% 。

世界级的大型炼化一体化项目

29September 2012


基于 FREP项目开发的《大型炼油化工一体化工厂集成自动化系统的工程化研究及应用》获得“石油和化工自动化行业科学技术奖”的2010 年度科技进步一等奖


30September 2012


5.1 Ff 现场总线最新应用案例 1—FREP脱瓶颈改造项目（ FREP2）

C 化工改造部分：

乙烯裂解装置改造 80→110 万吨 /年

裂解汽油加氢装置改造

聚乙烯装置改造 80→90 万吨 /年

聚丙烯装置改造 40→55 万吨 /年

PX 装置改造 70→86 万吨 /年

D 化工新建部分：

新建 EO/EG 装置： 18/25 万吨 /年

新建丁二烯装置： 6 万吨 /年

A 炼油改造部分：

常减压装置改造 800→1000 万吨 /年

新建干气提浓装置

加氢裂化装置改造：扩到 250 万吨 /年

MTBE/丁烯 -1 装置改造

B 炼油新建部分：

新建芳烃抽提装置： 40 万吨 /年

新建干气提浓装置

新建 S-zorb 装置


31September 2012


5.1 Ff 现场总线最新应用案例 1—FREP脱瓶颈改造项目（ FREP2）

FREP 的总投资约为 316亿人民币（约 46亿美元）； FREP2约为 60亿人民币；

FREP 的建设进度为：炼油部分于 2008年 4 月底建成投产；乙烯部分于 2009年 8 月底建成投产； FREP2 计划于 2013 年底投产；

FREP 的建设模式采用 PMC （ FEED ） +EPC 和 E+P+C 模式； FREP2 采用E+P+C模式，仅 EO/EG 装置采用 EPC模式；

全厂共有 11套过程控制系统（ PCS），共计约 56000 个过程 I/O点， 180000 个通信 I/O点；

FREP2增加了 1套 PCS（ EO/EG 装置），共计约 10000 个过程 I/O点， 35000 个通信I/O点；

全厂共有 2 个中央控制室 (CCR)， 11 个就地控制室 (LCR)， 26 个现场机柜室 (FAR)；

FREP2增加了 1个 LCR（ EO/EG 装置）， 5个 FAR；

全厂主光缆共计 106 公里； FREP2增加了约 25 公里主光缆；

全厂使用了 8033台 Ff和 8229台Hart 设备； FREP2增加了约 1450台 Ff和 1500台Hart 设备；

其中使用了 277台 848T多通道温度变送器 (FF) ，节省了约 2000 台温度变送器；

平均每个 FF网段上约挂 5.3 台表，如果增加所挂的台数，可以进一步节省投资。


32September 2012


5.2 Ff 现场总线最新应用案例 2— 万华烟台工业园项目项目名称：烟台万华聚氨酯股份有限公司万华烟台工业园项目

建设地点：山东烟台经济技术开发区临港化学工业园

项目建设投资： 270 亿元人民币

DCS点数 (估计量 )：包括但不限于MDI 装置、煤气化装置、硝苯装置、环氧丙烷装置、丙烯酸及酯装置、丙烷脱氢装置、丁醇装置和公用工程等装置使用的分散控制系统 / 基金会现场总线（ DCS/Ff），预估系统的 I/O 点数约为 : 35000 点， Ff 设备约 8000 台。

DCS/SIS/CCS/PLC 等系统总 I/O 点数约为 : 50000 点。

所属 CCR 区号装置名称 DCS命名装置号

CCR1 A区 MDI装置 MDI 13

CCR2 B区煤气化装置 GAS 11

CCR3

C区硝苯装置 Aniline 12

H区公用工程 UT 01、04

CCR4

D区环氧丙烷装置 PO 22

E区丙烯酸及酯装置 AA 24

F区丙烷脱氢装置 PDH 21

G区多元醇装置 Polyol 23

I区 LPG及储运 LPG 05


33September 2012


5.2 Ff 现场总线最新应用案例 2— 万华烟台工业园项目

比以往项目改进之处：

1）网段利用率提高到 6～ 8台 /网段；

2）对于在 DCS 内完成的顺控及联锁，推荐采用 Ff 数字 I/O耦合器；

3）对于大部分装置，推荐采用隔爆方案，对于部分高危险装置（如煤气化、硝苯等），可以采用高能量主干 +Field Barrier 本安分支网段。

5.3 Ff 现场总线潜在的炼化项目

1）中海油惠州炼化二期项目： 1200 万吨 / 年炼油 +100 万吨 / 年乙烯；

2）中科广东湛江炼化一体化项目： 1500 万吨 / 年炼油 +100 万吨 / 年乙烯；

3）其它项目。


34September 2012


5.4 Ff现场总线实施要点1. 在 DCS/Ff中强化 AMS的应用

AMS 的预测性诊断功能，使得预防性维护成为可能，从用户的角度来看，这是现场总线最吸引人之处。在 FF 现场设备真正出故障之前可以发出维护请求信息，并提醒仪表维护人员进行维护 ,从而大大降低了装置的非计划停车次数及维护费用。具体实施要点：

1 ）加强培训。由于 FF 现场设备与控制系统之间的通讯协议与传统仪表不同，其维护方式和方法也不尽相同，因此对仪表维护人员的培训是必不可少的；

2 ）版本升级。 FF 现场仪表的 DD File存在着不断更新升级的问题，与传统的常规仪表相比较而言，在更换 FF 现场设备时，必须考虑 FF 现场设备的 DD File

的版本，以及是否通过了 HIST（主机互操作测试）测试。3 ）现场巡查和日常维护。虽说现场总线的一大优势就是“在控制室内即可看到一

个‘透明的’现场”，但还是不可能“一览无余”到不需要现场巡查，其所具备的先进诊断功能也不能做到无须日常维护，例如：环境温度变化，机械振动，潮湿、粉尘和油污等对 FF 现场设备的可靠性依然影响很大。


35September 2012


5.4 Ff现场总线实施要点2. 控制在现场（ CIF）

Ff 的最大特点是基本上不依赖控制室设备，控制策略可直接在现场设备中运行，也就是说，其现场设备具有很强的自主性。这一指导思想直接体现在其用户层独特的“功能块”和“功能块连接”上，这就需要现场设备能提供尽可能多的功能块，以适应不同应用环境的过程控制需要。用户与 Ff开发商看问题的角度不同，他们看重的不是“全数字信号”、“双向、多点通信”、“功能块”等“技术的先进性”，而是这些“先进技术”对实际应用所带来的效益。现场总线基金会的研究结论：

1 ）对于快速控制回路，现场总线在 H1 上的控制性能比起4-20mA要优越得多；2 ）对于压力和流量回路，控制性能比用 4-20mA 信号的回路提升10-15% ；3 ）对于缓慢的回路 (50秒或 1 分钟)，控制性能的优势很少；4 ）对于P和PD 的控制，总线和 4-20mA 回路没有性能差异；

5 ）对于PI和PID 的控制，总线 (CIF) 比4-20mA 回路控制的性能要好：14.8% 更好对于有序扰动29.3% 更好对于随机扰动


36September 2012


5.4 Ff 现场总线实施要点3. FF 网段回路分配原则 -故障安全设计（ fail-safe design）1 ）要实现现场控制，宜将同一调节回路的所有现场总线设备分配在同一网段上；2 ）单调节回路的变送器和调节阀宜分配在同一网段上；3 ）每个 FF网段内只能分配 1 个关键调节回路（该调节阀故障会导致某一工艺单

元局部停车），不得再有其它调节回路，但可有监视回路；4 ）每个 FF网段内宜分配 2 个一般调节回路，最多不超过 3 个一般调节回路；5 ）每个 FF网段宜平均分配 6 ～ 8 台 FF 设备，或 1.5～ 2 台 FF定位器，二者

取最大值；6 ）对于一个有能量传递的设备（如精馏塔、反应器等），与加热设备（如再沸器

）有关的仪表和与撤热设备（如冷凝器）有关的仪表宜分配在不同的网段中；7 ）用于主工艺设备（如主泵）与备用工艺设备（如备泵）的现场总线设备宜分配

在不同的网段中；8 ）采用多点测量的设备，例如采用多点温度和多点压力测量的反应器，宜将现场

总线设备均匀地分布在不同的网段中；9 ）现场总线的调节阀和开关阀应组态成当主控制系统通信故障时的阀位和气源故

障时的阀位相同。


37September 2012


1. 综上所述，通过对 Ff 技术工程应用现状与发展趋势的综合分析，大型石化项目采用 Ff 技术是完全必要的，也是可靠、稳定、先进和可行的，可以节约大量的调试、开车时间和人力，提高仪表的投运率。

2. Ff 技术的应用，可以大大提高工厂的智能化生产、维护及管理水平，为全厂的自动控制系统与信息管理系统实现管控一体化打下了良好的基础。

3. Ff 技术和 AMS配合使用可以实现远程预测维护，实现工厂的智能化管理，降低工厂的维护成本及生命周期成本，提高经济效益和社会效益。

4. Ff 技术在大型石化项目中的成功实施必须做到五个落实：“技术落实、投资落实、人力落实、进度落实、管理落实”。

5. 尽管目前 Ff 技术在中国的发展较慢，但随着上海赛科乙烯、南海壳牌乙烯、曹泾拜耳和福建炼油乙烯等大型炼油化工项目的顺利投产，标志着 Ff 技术在中国已经进入了大规模应用的新阶段。可以相信，随着中国经济的进一步发展及中国石化企业对先进生产和科技创新的要求， Ff 技术在中国乃至世界将会得到更大发展。

最后，预祝本届大会取得圆满成功！谢谢各位！

六、结束语Conclusion

Technology

1 Ling Rong - Keynote Presentation Chinese