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I/O 設(shè)備

霍尼韋爾Experion PKS C300系統(tǒng)在山東濱化集團(tuán)的應(yīng)用

2025China.cn   2007年12月13日
  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(jià)格上漲,節(jié)能降耗,市場對(duì)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(shí)系統(tǒng)Experion PKS C300,領(lǐng)先意識(shí)的選擇最終成就了其領(lǐng)先同儕的價(jià)值。

  

  對(duì)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(shí)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(qiáng)第45位。然而,作為一個(gè)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(duì)環(huán)保、節(jié)能的倡導(dǎo)和大力監(jiān)控,市場對(duì)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(jià)格上漲,都讓濱化集團(tuán)感到,壓力無處不在,必須主動(dòng)向世界級(jí)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(jì)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(shí)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(xiàng)目從2007年9月簽訂合同,霍尼韋爾將陸續(xù)向?yàn)I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(diǎn)數(shù)多達(dá)15000點(diǎn)?;裟犴f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(xiàng)目屬于化工行業(yè)控制點(diǎn)數(shù)超過1萬點(diǎn)大規(guī)模項(xiàng)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(yùn)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(shí)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(shí)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(gè)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(gè)需求為先,客戶為本的原則帶來的挑戰(zhàn)。濱化集團(tuán)面對(duì)的是一個(gè)對(duì)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(jià)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(diǎn)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(yùn)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(shí)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(dòng)化控制系統(tǒng)便成了霍尼韋爾所要面對(duì)的客戶需求。

  對(duì)于這一項(xiàng)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(shí)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(shí)數(shù)據(jù)的效率,開發(fā)信息管理,實(shí)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(bào)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)?!睘閼?yīng)對(duì)這樣一些挑戰(zhàn),蔣先生認(rèn)為霍尼韋爾是個(gè)理想的選擇,因?yàn)槠湟恢碧幱谛袠I(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(shí)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(shí),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(huì)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(duì)的控制系統(tǒng)關(guān)鍵要求在于,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定且具有較強(qiáng)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?yàn)橐恍┫褚淮嘻}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(shí)現(xiàn)。

  對(duì)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(cuò)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(shí)現(xiàn)多種靈活的調(diào)試手段,將各類監(jiān)控對(duì)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(jì),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(jì)使熱量均勻地流過機(jī)柜,改善了產(chǎn)品使用壽命,降低了能源成本?!斑@也是用戶比較看重的一點(diǎn)”,姜亞春經(jīng)理補(bǔ)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(diǎn),提到“其中既包括一般對(duì)儲(chǔ)槽液位、鹽水泵出口壓力、精制鹽水流量等變量對(duì)象的常規(guī)控制,也包括很多對(duì)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(shí)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(gè)在常規(guī)控制層實(shí)現(xiàn)的經(jīng)過現(xiàn)場驗(yàn)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(dòng)態(tài)變化的經(jīng)驗(yàn)?zāi)P蛠眍A(yù)測過去、現(xiàn)在、將來的控制動(dòng)作對(duì)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(duì)過程加以超調(diào)控制,而是通過對(duì)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?!八?,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(hào)、大滯后或反向響應(yīng)動(dòng)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,先生的體會(huì)是:“PKS基于知識(shí)共享,考慮操作人員與過程的互動(dòng)比較多,可以有效對(duì)過程實(shí)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(duì)我們幫助挺大;在操作界面方面,可視化性能強(qiáng),操作員不容易產(chǎn)生疲勞感;報(bào)警功能有很大增強(qiáng),操作員可以加入異常注釋等,便于以后的報(bào)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(shí)系統(tǒng)的采用,讓“向管理要效益”不再只是一句口號(hào)。

  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(tái),濱化集團(tuán)實(shí)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(chǔ)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(tái),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(jì)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(shí)了解真實(shí)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(shí)提高產(chǎn)率、保證產(chǎn)品一致性以及延長運(yùn)行時(shí)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(qiáng)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(jiǎng)金績效掛鉤,又可以用事實(shí)說話,通過團(tuán)隊(duì)之間的班組競賽激勵(lì)員工,并提升員工榮譽(yù)感?!?

(轉(zhuǎn)載)

標(biāo)簽:霍尼韋爾 化工 我要反饋 
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