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   編者語：2008年以前，流程工業(yè)企業(yè)還在猶豫是否要采用無線技術(shù)。如今，無線技術(shù)在石油石化行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)悄然興起。兩年前，諸如“缺少標(biāo)準(zhǔn)”、“應(yīng)用時具有諸多不確定性”、“僅能在特殊情況下使用”的反對意見不絕于耳，但隨著2008年9月PAS文件HART 7.1的生效，無線技術(shù)的應(yīng)用又重見曙光。

　　生產(chǎn)企業(yè)對此作出迅速反應(yīng)，但用戶的反應(yīng)并不如企業(yè)預(yù)期所料。那么無線技術(shù)的應(yīng)用前景是否是一片光明？未來能否取代現(xiàn)場總線技術(shù)成為石油石化行業(yè)的主流呢？中國儀器儀表學(xué)會名譽(yù)理事 夏德海與
中國石化工程建設(shè)公司副總工程師 林  融為您解答。

　　Q1.目前，無線技術(shù)在石油石化行業(yè)的應(yīng)用情況如何？有哪些攻關(guān)的難點(diǎn)？

　　夏德海：

　　在國外，艾默生與霍尼韋爾兩家大企業(yè)占據(jù)了大部分石油石化企業(yè)的無線技術(shù)市場。前者符合無線HART 7.1版本的標(biāo)準(zhǔn)，后者采用了ISA 100標(biāo)準(zhǔn)，但大多數(shù)僅局限于溫度、壓力、流量以及物位耗電量小的變送器。在控制和安全的場合，只能是有線應(yīng)用的補(bǔ)充。

　　若采用無線技術(shù)，電纜就不能使用，而必須采用電池，這要求低耗。例如目前無線HART的水平是：無線通信距離在200米以內(nèi)，電池壽命為5-10年，可靠性為99%；而另一方面，實(shí)時性、可靠性與安全性的通信要求又決定了耗電的增加，這無疑增加了整體的開銷。所以，找到兩者的平衡點(diǎn)，達(dá)到整體的優(yōu)化才是我們目前考慮的重點(diǎn)問題。

　　林融：

　　目前，在美國的一些大型石油石化項目上，無線技術(shù)已經(jīng)有過許多成功的應(yīng)用案例。在國內(nèi)，上海賽科項目已經(jīng)取得了一些應(yīng)用，在武漢的乙烯項目上，也有了小規(guī)模的應(yīng)用，應(yīng)用范圍主要集中在監(jiān)視以及報警方面。諸如控制回路以及安全連鎖回路并沒有使用無線技術(shù)，而是繼續(xù)采用現(xiàn)場總線。

　　由于使用量較少，無線儀表的價格也偏高，這在一定程度上制約了無線技術(shù)的發(fā)展。另外，兼容問題也是無線技術(shù)發(fā)展要攻克的難題之一。

　　Q2.迄今為止，無線技術(shù)在石油石化行業(yè)的應(yīng)用僅局限于數(shù)據(jù)的無線傳輸與監(jiān)控方面，那么隨著技術(shù)的成熟，無線技術(shù)是否會在諸如過程設(shè)備的控制中被采用？

　　夏德海：

　　由于無線技術(shù)尚處于研發(fā)與不斷完善的階段，功能畢竟有限。而且在自動化技術(shù)領(lǐng)域，還沒有公認(rèn)的且證實(shí)的在實(shí)時控制中應(yīng)用較為可靠的無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在工作循環(huán)時間很短的情況下，這表現(xiàn)得尤為突出。所以，目前無線技術(shù)的應(yīng)用范圍只能局限在數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)控方面（SCADA）。但隨著可靠性的增強(qiáng)，無線技術(shù)將會有更廣范圍的應(yīng)用。

　　林融：

　　從原則上來說，當(dāng)傳統(tǒng)的通信解決方式不能采用或者不經(jīng)濟(jì)的時候，無線技術(shù)才有較大的應(yīng)用潛力，在這種情況下，無線技術(shù)才能得到廣泛應(yīng)用。但目前，過程設(shè)備中大范圍應(yīng)用無線技術(shù)還為時尚早。

　　如果無線技術(shù)能夠滿足工業(yè)上的應(yīng)用，并且可靠性能夠與傳統(tǒng)成熟技術(shù)相媲美，那么無線技術(shù)在整個流程工業(yè)會有非常好的市場前景。另外，考慮到無線技術(shù)在整個使用生命周期的因素，安裝調(diào)試的時候，是否會節(jié)省投資的費(fèi)用還值得商榷。

　　Q3.您覺得無線技術(shù)在石油石化行業(yè)的應(yīng)用前景如何？

　　夏德海：

　　無線技術(shù)進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域的趨勢是毋庸置疑的，但是這要求無線技術(shù)本身性能的完善，可靠性、通信的確定性與實(shí)時性、兼容性等性能有待加強(qiáng)。所以，在近期，工業(yè)無線技術(shù)仍將是傳統(tǒng)有線技術(shù)的延伸，大多數(shù)儀表以及自動化產(chǎn)品會嵌入無線傳輸?shù)墓δ?。國際上對于無線技術(shù)的研究還處于起步階段，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)也在制訂之中，我國的科研機(jī)構(gòu)也參與其中，這在一定程度上推動了無線技術(shù)在我國流程工業(yè)的發(fā)展。

　　根據(jù)現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，只要沒有多標(biāo)準(zhǔn)，制造廠商與研發(fā)部門不去刻意炒作，用戶也不要盲目地追求新技術(shù)，堅持從實(shí)際出發(fā)，講求以最少的投資實(shí)現(xiàn)最大的生產(chǎn)效益，這樣無線技術(shù)才能夠得到健康而快速的發(fā)展。

　　林融：

　　盡管目前無線技術(shù)的應(yīng)用還存在局限性，但是隨著使用量的增加與用戶接受度的提高，在2010年，無線技術(shù)將會得到進(jìn)一步推廣與應(yīng)用。尤其在一些大型的乙烯廠與跨江河等環(huán)境惡劣的使用環(huán)境下，I/O卡件的節(jié)省、施工時間的縮短以及環(huán)保節(jié)能等優(yōu)勢，將會使無線技術(shù)的使用價值得到最大體現(xiàn)。相信在未來的5-6年，無線技術(shù)將會迎來黃金發(fā)展期。

   應(yīng)用剖析

　　福建煉油乙烯一體化項目

　　國內(nèi)第一套大規(guī)模采用基金會現(xiàn)場總線的大型項目

　　項目簡介

　　福建煉油乙烯一體化項目（簡稱“FREP”）位于福建省泉州市泉港區(qū)，總占地面積約480公頃。是目前我國第一個煉油、化工和成品油營銷一體化的中外合資項目。也是至今為止一次性整體規(guī)劃、一次性設(shè)計、一次性施工建設(shè)、一次性投產(chǎn)成功、實(shí)施投資最大（改造和新建總投資約為316億人民幣）的煉油乙烯一體化項目。該項目是國內(nèi)第一個采用IGCC的煉油、化工項目，同時也是國內(nèi)第一套大規(guī)模采用基金會現(xiàn)場總線的大型項目。

　　項目充分依托福建煉化公司原有400萬噸/年煉油廠設(shè)施，對原有煉油裝置進(jìn)行擴(kuò)能改造，新建裝置包括14套煉油裝置及配套設(shè)施、6套化工裝置及配套設(shè)施、IGCC聯(lián)合裝置及空分裝置以及廠外工程。

　　用戶聲音

　　相比較于中海油南海殼牌乙烯項目與上海賽科乙烯項目，由于時間較為寬裕，所以福建煉油乙烯一體化項目在安裝與回路測試等方面的前期準(zhǔn)備工作較為充分，這使得項目日后的維護(hù)率大大下降，也使技術(shù)本身十分成熟的現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用效果得到進(jìn)一步發(fā)揮。

　　全廠使用了8033臺FF和8229臺Hart設(shè)備，其中使用了277臺848T多通道溫度變送器（FF），這節(jié)省了約2000臺溫度變送器。

　　優(yōu)勢

　　FF技術(shù)使全廠的開車、調(diào)試、運(yùn)行和維護(hù)人員比使用傳統(tǒng)技術(shù)明顯減少。同時，儀表的故障率明顯降低，盡管項目擴(kuò)建，但是要比原有的400萬噸煉油設(shè)施工作量少。

　　經(jīng)濟(jì)效益

　　使用FF技術(shù)，可以節(jié)約30%的DCS系統(tǒng)機(jī)柜；大量采用848T多通道溫度變送器，節(jié)約大量投資；全部采用國產(chǎn)的FF電纜，比之前同等規(guī)模項目采用進(jìn)口電纜節(jié)省大量資金。

　　挑戰(zhàn)

　　首先，儀表資產(chǎn)管理系統(tǒng)（AMS）的應(yīng)用有待加強(qiáng)。作為與FF技術(shù)配合使用實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程預(yù)測維護(hù)的手段，AMS能夠幫助實(shí)現(xiàn)工廠的智能化管理，降低工廠的維護(hù)成本及生命周期成本，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益；

　　其次，F(xiàn)F網(wǎng)段平均利用率還有提高的空間。在FREP，利用率可達(dá)到5臺設(shè)備/網(wǎng)段。如果能達(dá)到6-7臺設(shè)備/網(wǎng)段，F(xiàn)F會體現(xiàn)出更強(qiáng)大的優(yōu)勢；

　　最后，必須要加強(qiáng)對于維護(hù)人員的培訓(xùn)工作，這也直接決定了現(xiàn)場總線應(yīng)用效果的好壞與否。在FREP中，艾默生會定期對技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，并且我們也十分注重員工的培訓(xùn)工作，在公司內(nèi)建立了培訓(xùn)室。 ——福建聯(lián)合石油化工有限公司儀表部經(jīng)理    張華平

　　專家點(diǎn)評

　　近一兩年來陸續(xù)上馬的采用FF的項目盡管有五六十個，但是2008年我國實(shí)際安裝節(jié)點(diǎn)數(shù)僅為3.46萬，這就可以推斷出其總體的發(fā)展速度并不理想。不過總體來說，國內(nèi)迄今最大的三個FF應(yīng)用工程——上海賽科、南海中海油殼牌與福建煉油乙烯可以說一個比一個成功。

　　但是，目前現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用也存在諸多問題需要討論與解決。在中國，沒有第三方的FF應(yīng)用技術(shù)支持服務(wù)機(jī)構(gòu)，來自供貨方的技術(shù)支持還存在些許欠缺，這在FF系統(tǒng)和儀表來自于多個廠商的情況下，顯得尤為突出，某一個供應(yīng)商的技術(shù)支持對于用戶來說遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠；另外，在大規(guī)模應(yīng)用現(xiàn)場總線產(chǎn)品的企業(yè)，對于流程設(shè)備的操作人員與系統(tǒng)的維護(hù)人員缺乏系統(tǒng)的培訓(xùn)與上崗資格的認(rèn)證，這就造成了本應(yīng)發(fā)揮更大作用的現(xiàn)場總線技術(shù)卻成為了一些技術(shù)人員的“絆腳石”。所以，對于DCS系統(tǒng)操作熟悉的人員在沒有經(jīng)過現(xiàn)場總線技術(shù)培訓(xùn)的情況下，不能被允許上崗。

　　這些問題的凸顯也使得現(xiàn)場總線的價值長期得不到最大程度的體現(xiàn)，F(xiàn)CS的潛力也不能得到進(jìn)一步的挖掘。相對于HART設(shè)備診斷能力有限的劣勢，F(xiàn)F智能儀表的性能卻可以隨著較為復(fù)雜的傳感器和過程診斷技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展。目前，不但可以對故障作出判斷，而且還能對那些尚未發(fā)生故障但有可能出現(xiàn)故障的問題發(fā)出預(yù)警。盡管優(yōu)勢突出，但是現(xiàn)場總線技術(shù)的最大利益體現(xiàn)在生產(chǎn)裝置投運(yùn)之后長期的維護(hù)與運(yùn)行中，所以在這一方面還需積累經(jīng)驗(yàn)不斷改進(jìn)。 ——中國自動化學(xué)會理事   彭瑜

　　從國內(nèi)SECCO（上海賽科乙烯項目)、CSPC（中海油南海殼牌乙烯項目）、FREP（福建煉油乙烯一體化項目）三大項目的應(yīng)用情況來看，現(xiàn)場總線的應(yīng)用取得了很大成功。但是在國內(nèi)新建大型石化裝置推廣現(xiàn)場總線還存在著一些問題，歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：

　　首先，一種技術(shù)的推廣應(yīng)用不可能一蹴而就。DCS使用了二十年，相關(guān)的應(yīng)用才日臻完善，所以現(xiàn)場總線技術(shù)也是一個道理。隨著本身技術(shù)的完善以及用戶認(rèn)識程度的加深，現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用將會更加深入。具體到用戶角度，決策層、技術(shù)支持層與現(xiàn)場維修層的人員對現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用都有影響，這要求提供決策信息的技術(shù)人員水平過硬，也要求決策者水平過硬。

　　同時，我們注意到，上海賽科與南海中海油殼牌項目都屬于乙烯裝置，而且是中外合資項目，使用FF現(xiàn)場總線技術(shù)，在決策上較有優(yōu)勢，福建煉化也屬于合資企業(yè)，所以應(yīng)用現(xiàn)場總線成為了很自然的事情。另外由于艾默生等公司本身技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)，也使得這些項目得到了強(qiáng)大的技術(shù)支持。相比于這三大項目，國內(nèi)企業(yè)與設(shè)計院面臨的問題，是如何將FF現(xiàn)場總線用于大型石化裝置實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏的問題，所以國內(nèi)市場的培育還是需要一個過程的。

　　對于現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用，我還要特別強(qiáng)調(diào)通過AMS/PRM管理軟件的應(yīng)用，在設(shè)備歸檔管理、設(shè)備的中央巡檢、中央整定、調(diào)校，以及智能閥門的維護(hù)應(yīng)用方面取得了顯著效果。通過FF總線設(shè)備的預(yù)測性維護(hù)，改變了儀表的維護(hù)策略，預(yù)測性維護(hù)將逐漸取代糾錯性維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)方法，避免造成設(shè)備過度檢修或欠修，這大大降低了設(shè)備發(fā)生故障的機(jī)率，同時減少了不必要的定期維護(hù)工作，降低維護(hù)和備件費(fèi)用。

　　隨著FF現(xiàn)場總線技術(shù)的不斷完善，其應(yīng)用規(guī)模將會逐漸擴(kuò)大，在石化行業(yè)中應(yīng)用前景良好。 ——中國石化集團(tuán)北京燕山石油化工有限公司高級工程師  王立奉