★北京康吉森自動化技術(shù)股份有限公司

1　背景

本項目建于福建古雷石化基地，充分整合福建省內(nèi)大乙烯項目的碳五碳九資源，采用擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)技術(shù)工藝，進(jìn)行碳五碳九分離及生產(chǎn)下游新材料。項目建成后，是目前世界規(guī)模最大、品種最全、上下游產(chǎn)業(yè)鏈最長的碳五碳九深加工產(chǎn)業(yè)基地，將進(jìn)一步延伸石化下游產(chǎn)業(yè)鏈。作為福建省強鏈補鏈項目，2021年9月福化魯華碳五碳九項目啟動樁基施工至2023年10月項目一期工程順利竣工，成功產(chǎn)出雙環(huán)戊二烯、間戊二烯、異戊二烯，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到優(yōu)等品，碳五分離生產(chǎn)線全面打通，裝置一次開車成功。

2　項目介紹

作為此次重要項目的建設(shè)單位之一，北京康吉森自動化技術(shù)股份有限公司承擔(dān)了此項目SIS系統(tǒng)的建設(shè)任務(wù)。

按照嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)范要求和對于系統(tǒng)安全的高標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合設(shè)計院和用戶的進(jìn)度需求，通過對系統(tǒng)需求的深度理解，完成系統(tǒng)的軟硬件選型、組態(tài)、安裝調(diào)試、人員培訓(xùn)等工作的高效運轉(zhuǎn)，為項目能夠準(zhǔn)時投產(chǎn)提供了堅實的基礎(chǔ)。

項目的主要生產(chǎn)裝置包括：

（1）1#DCPD樹脂加氫單元、1#碳五樹脂單元、碳九樹脂單元；

（2）碳九加氫單元、彈性體裝置（彈性體單元）；

（3）1#碳五分離單元；

（4）儲運設(shè)施。

根據(jù)項目提供的安全儀表功能的SIL定級報告及工藝專業(yè)的條件，儲罐高低液位聯(lián)鎖等重要聯(lián)鎖控制要有安全儀表系統(tǒng)實現(xiàn)的需求，項目配備了相應(yīng)的SIS系統(tǒng)。其中SIS技術(shù)規(guī)格書中對SIS的部分要求為：

SIS系統(tǒng)獨立于DCS設(shè)置，原則上只用于執(zhí)行安全儀表功能。SIS系統(tǒng)應(yīng)采用由TüV安全認(rèn)證的滿足裝置SIL等級的冗余、冗錯的可編程序控制器構(gòu)成控制站，以實現(xiàn)裝置的安全策略，SIS系統(tǒng)按照故障安全性設(shè)計，與DCS系統(tǒng)進(jìn)行實時數(shù)據(jù)通訊。

項目采用中控室（CCR）和區(qū)域機(jī)柜間（FAR）分離設(shè)置的方式。生產(chǎn)裝置、公用工程及輔助設(shè)施的監(jiān)控站設(shè)置在中控室，控制站設(shè)置在相應(yīng)的現(xiàn)場機(jī)柜間，現(xiàn)場機(jī)柜間按無人值守考慮，僅設(shè)置工程師室。生產(chǎn)操作和管理人員在中控室完成生產(chǎn)裝置的管理、控制、監(jiān)測、報警及報表等工作。

FAR布置在生產(chǎn)裝置區(qū)域內(nèi)，用于安裝控制系統(tǒng)機(jī)柜、端子柜、繼電器柜等現(xiàn)場輸入輸出和控制設(shè)備機(jī)柜。每個FAR內(nèi)設(shè)置對應(yīng)的SIS工程師站用于系統(tǒng)維護(hù)。

根據(jù)規(guī)格書的要求，康吉森提供了4套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)TSxPlusSIS系統(tǒng)，主要完成生產(chǎn)裝置的開停車聯(lián)鎖及其他安全控制。具體配置為：

在1#區(qū)域機(jī)柜間設(shè)置2套SIS工程師站，4套SIS控制站。4套控制站分別控制1#碳五分離單元（以下簡稱SIS-01）、1#碳五樹脂單元、碳九樹脂單元（以下簡稱SIS-02）、碳九加氫單元、彈性體單元（以下簡稱SIS-03）、儲運設(shè)施（以下簡稱SIS-04），4套SIS系統(tǒng)共用同一個網(wǎng)絡(luò)，2套工程師站可以任意訪問同一網(wǎng)絡(luò)下的任意SIS站。、

在CCR設(shè)置2套SIS工程師站，7套SIS監(jiān)控站，設(shè)置4套SIS遠(yuǎn)程IO站分別用于接收1#碳五分離單元輔操臺信號（以下簡稱R-01）、1#DCPD樹脂加氫單元及1#碳五樹脂單元、碳九樹脂單元輔操臺信號（以下簡稱R-02）、碳九加氫單元、彈性體單元輔操臺信號（以下簡稱R-03）、儲運設(shè)施輔操臺信號（以下簡稱R-04），工程師站與監(jiān)控站共用一個網(wǎng)絡(luò)。

SIS控制站與遠(yuǎn)程IO站之間通過三重化6芯光纖連，SIS控制站與CCR工程師站、監(jiān)控站通過冗余光電交換機(jī)4芯光纖連接。CCR工程師站也可以任意訪問同一網(wǎng)絡(luò)下的任意SIS站。

其系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖

項目要求的總I/O點數(shù)為1248點，依據(jù)規(guī)格書的余量要求和TSxPlus系統(tǒng)特點，項目中配置了1920個I/O點，具體各系統(tǒng)的I/O點數(shù)及配置數(shù)量如下：

（1）SIS-01本地（FAR）需求點數(shù)：112，配置點數(shù)：192；R-01中控室（CCR）需求點數(shù)：8，配置點數(shù)：64；

（2）SIS-02本地（FAR）需求點數(shù)：209，配置點數(shù)：320；R-02中控室（CCR）需求點數(shù)：153，配置點數(shù)：224；

（3）SIS-03本地（FAR）需求點數(shù)：398，配置點數(shù)：544；R-03中控室（CCR）需求點數(shù)：84，配置點數(shù)：128；

（4）SIS-04本地（FAR）需求點數(shù)：272，配置點數(shù)：384；R-04中控室（CCR）需求點數(shù)：12，配置點數(shù)：64。

3　項目實施成果

項目嚴(yán)格按照工程的進(jìn)度要求，及時完成各階段的工作任務(wù)。同時對項目中的特殊要求都進(jìn)行了相應(yīng)的響應(yīng)：

（1）項目要求配置單獨電源配電柜，給每面機(jī)柜獨立供電，因此本項目獨立配置了電源柜，配置了22塊20A冗余電源給各系統(tǒng)供電。每套SIS系統(tǒng)包含輔操臺燈屏、按鈕箱及聲光一體報警燈，項目實施期間全部在現(xiàn)場集成并安裝。

（2）碳五分離及儲運裝置點數(shù)不多，控制簡單。樹脂區(qū)域工藝復(fù)雜，碳五樹脂裝置溫度點多，工藝包比較特殊，要求溫度點每分鐘溫升速率變化不超過10℃。針對樹脂工藝包要求，項目程序做特別處理：程序采用特定溫升速率函數(shù)塊，滿足溫升速率變化判斷；現(xiàn)場優(yōu)化了程序。

（3）碳九加氫/彈性體區(qū)域?qū)儆诖隧椖亢诵年P(guān)鍵控制裝置：點數(shù)多、設(shè)備多、工藝復(fù)雜；彈性體裝置工藝包對溫度點溫升速率判斷要求苛刻，每分鐘溫升速率變化不超過18℃。該裝置程序同樣采用溫升速率函數(shù)塊處理；與用戶一起優(yōu)化程序，增加首出報警，便于聯(lián)鎖報警查詢。

項目投用至今，系統(tǒng)運行正常，符合設(shè)計需求，保證了生產(chǎn)安全運行，得到了用戶的高度認(rèn)可。此項目的成功也進(jìn)一步驗證了康吉森自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品的高度可用、可靠和安全性，同時也為卓越項目的長周期穩(wěn)定運營和發(fā)展提供了堅實的技術(shù)支持。

摘自《自動化博覽》2024年12月刊