现场总线技术的应用——现场仪表类型
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– AMS将FF仪表和HART仪表直接集成在一起，形成了 全厂的智能仪表数据库。DeltaV系统直接通过H1卡和 HART卡连接，无需额外的多路转换器。Triconex的 SIS系统使用多路转换器将HART仪表接入AMS。
– AMS用于回路测试，实现远程组态，节省大量的现场 调试时间。
– 在正常运行阶段，AMS真正实现了远程预测维护。 – FREP还配备了阀门高级在线性能诊断软件ValveLink。
– 这些工程实施标准都是以往大型项目实施经验 的总结，是各方智慧的融合。
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
项目成功的经验——FDS
• 功能设计规范
– 功能设计规范(Functional Design Specification, FDS)是项目工程的强制性文件。它们规定了项 目所需要实现的功能，系统各部分如何协调配 合实现这些功能，以及实施的方法。
现场总线技术的应用— —现场仪表类型
2020/11/23
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
现场总线网段的设计
• 采用H1冗余设计，提高了可
•DeltaV
•AMS
靠性。
• 采用了F890——八网段冗余 电源调制器，在保证可靠性 的同时，大大节约了成本。
• 每个主干网段均配备F32浪 涌保护器，有效防止雷电等 影响。
• 以上的节省主要来源于:
– FF技术的高可靠性、高性能；
– 全厂采用智能设备管理软件AMS，实现了仪表的 远程操作和诊断，避免了到现场的巡检工作量；
– 控制系统的高可靠性。
•远程 •操作 / 维护
•AMS
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
FF的经济效益
• 在确定技术方案阶段，我们做过详细的 比较，使用FF技术可以节约30%的DCS 系统机柜。
– 这帮助了艾默生充分了解FREP的工程需求，制定出完善的FF执行功能规范。 – FREP和艾默生充分发挥团队精神，编制了各项工程规范，而且要求各EPC在投标阶段必须严格遵守这些规范。
– FEED阶段制定的规范：
• 基础文档:
Ø FREP招标规格书; Ø MICC工作范围; Ø MICC执行策略; Ø 投标材料清单; Ø 项目主进度表; Ø 投标系统结构图; Ø 技术规范合规表; Ø 装置工艺P&ID和说明; Ø 项目技术标准; Ø 框架协议价格表; Ø 等等….
• 我们大量采用了848T(FF)多通道温度变 送器，这也大量节约了投资。
– 总共使用了277台848T，节省约2000单 点温度变送器
• 全部采用国产的FF电缆，比以前同等规 模项目采用进口电缆节省了大量资金。
• 我们完全实现了预算的控制。
•8 个温度传感器
•H1 网段, •2- 线
•分馏塔
•FF技术提供了一个灵活的技术平台， •用户可以有更多的选择，实现更多的经济效益。
• 最明显的好处是：FF技术使全厂的开车、调试、运行和维护人员比使 用传统技术明显减少。
任务： 调试80万吨/年的乙烯厂 FREP的实践
任务： 操作 / 维护 FREP
任务： 操作 / 维护 （FREP） 原有400万吨/年炼油设施 原有400万吨/年炼油设施 + 所有新装置
调试人员数量 6
配备的仪表工数量 75
Ø 项目成本预测;
执
Ø 等等….
行
团
队
• Post FEED工作:
ü 工具包(Toolkit)开发和批准;
ü 流程图标准;
ü 工程标准;
ü 功能规格书FDS编制及批准;
ü EPC报价准备;
ü 在DCS测试系统上进行非标子系统通讯
项
测试;
目 ü 对EPC和业主人员进行培训;
工 ü 等等….
程
团
队
•从设计到安装，整个项目有统一的标准
• AMS的使用有以下好处：
– 实现了项目的策略，对于减少维护工作量，实现工厂 的智能化管理作出了贡献。
– 降低了仪表和控制系统的生命周期成本 – 提高了维护效率，实现了工厂的经济效益
– 使用远程维护功能，维护人员避免到现场危险区域， 提高维护人员的工作安全性，带来了社会效益
• AMS的各项功能将继续发挥，进一步提高智 能化维护水平。
– 在安装质量检查完成后，再进行设备调 试和回路调试。
• 现场总线安装及验证程序
l FF网段外观检查记录表 l FF网段线路检查记录表 l FF网段通讯验证记录表 l 如何使用AMS进行回路测试
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
项目成功的经验——智能设备管理AMS
• AMS的使用
– 作为整个自动化系统的有机组成部分，FREP所有装 置都使用了AMS，而且配置了全厂仪表维护中心。
FDS documents Ø Master Ø Hardware related specifications Ø Hardware General Ø DCS Hardware Ø SIS Hardware Ø FGS Hardware Ø Interfacing Hardware Ø Software related Specifications Ø Software General Ø DCS Software Ø Appendix – DCS Software Ø SIS Software Ø Appendix – SIS Software Ø FGS Software Ø Appendix – FGS Software Ø Interfacing Software Ø Other specifications Ø Network & Firewall Ø RTDB Ø AMS Ø INtools
•故障信息 •维修指导信息 •全厂仪表维护中心
•过程 •操作
•AMS
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
总结
• 福建炼油乙烯项目的顺利投产，标志着MICC策略在大型 石化项目建设上是成功的。
• FF技术是可靠、稳定、先进的技术。在大型项目上使用 FF技术，可以节约大量的调试、开车时间和人力。
• 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，降低生命周期成本，提高经济效益和 社会效益。
– 在FF实施方面，实行标准化和优化是非常重要 的。
•DeltaV
•AMS
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
项目成功的经验——工厂验收测试FAT
• FF的工厂验收测试
– 整个系统在出厂前都做了100%的点测，保证了功能 的完整性。
– 在FF方面，艾默生准备了一个与实际情况一模一样 的“样板系统”，它包含了一个“样板网段”和所 有必要元件，包括电源调制器、浪涌保护器、接线 盒等。
• 这完全得益于FF技术的使用，以 及高可靠性的控制系统。
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
项目成功的经验——精诚合作
•Owner/PMC
• FREP项目的成功，首先归功于各方的
精诚合作。
•IPMT
– 业主Owner
– 项目管理公司PMC – 工程公司EPC – 仪表和控制系统主承包商MICC
•Emerso n
•PMT
– 子承包商Subvendor – 安装建设单位
•Per EPC
– 工程监理公司等等
• 大家都秉承团队合作的精神，相互配合、 相互谅解。
•Execution •teams
•Execution •teams
•Vendor•sEmerson•Vendor•sEmerson
•Execution •teams
现场总线技术的应用——现场仪表类
型
项目成功的经验——标准化Standardization
• 工程标准化
– 在FEED阶段制定了一系列的工程实施标准文 件。这些强制性文件使得各个EPC在进行不同 装置的设计工作时有标准可循，实现了设计和 功能的标准化。这些标准文件包括：
• 功能设计规范FDS • 系统结构总图和分图 • MICC电缆规格书; • 报警管理策略; • 项目进度安排; • MICC工作范围; • MICC执行策略;
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
项目成功的经验——现场安装检查和SAT
• 网段安装及检查步骤
– 由于EPC和安装公司较多，安装质量参 差不齐，网段安装质量至关重要，是保 证FF通讯正常的先决条件。为此艾默生 制定了网段安装质量检查的步骤，并对 各EPC做了多次培训。若检查出有安装 质量问题，都拍照存档，反馈给安装公 司及时整改。这个做法将通讯故障彻底 排除，保证了调试开车的顺利进行，也 保证了开车后的正常运行。
– 所有网段都选用同样的8网段冗余电源、浪涌保 护器、接线盒等，这样节省了成本。
– 在项目开始阶段，并没有考虑选用848T。但经 过比较和评估，848T多通道的特性可以大量减 少单点温度变送器的使用，最终项目采用了277 台848T，节省了约2000台温度变送器，这是明 显的成本节省。
– 国产电缆的使用，使得FF技术的成本比以往的 大项目大大降低。
•Phase 1 (FEED)
• (Post • FEED)
•Phase 2 (EPC)
•Emerson •Emerson FEED
• FEED提交文档:
Ø 改善后的系统规格书;
Ø 改善后的系统结构图;
Ø MICC电缆规格书;
Ø 报警管理策略;
Ø 项目进度安排;
Ø 改善后的MICC工作范围;
Ø 改善后的MICC执行策略;
•Vendor•sEmerson
•Teamscope
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
项目成功的经验——FEED
• 在FEED阶段艾默生就全程介入FREP的设计阶段
– 艾默生的技术经理和相关的工程师派驻项目管理公司(PMC，SEI/Lummus)办公室，与业主和PMC一起工作，制 定项目执行策略以及各种工程规范。
配备的仪表工数量 75 75
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
FF的经济效益
• FREP用户总结：使用FF，仪表的故障率比传 统技术明显降低。FREP全厂有50,000多台仪表， 如果按1%的故障率计算，也有500台故障表， 这个数字是很大的。但在FREP，仪表的总体故 障率却非常低，这大大减轻了我们的工作量。 特别是我们的仪表维修人员少，装置规模扩大 了至少5倍，可是我们并没有增加太多的仪表维 护人员，仅增加少部分协议人员。相反，我们 觉得比以前维护原有的400万吨炼油设施的工作 量要少。
•型号： 848T •多通道温度变送器
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
FF的经济效益
• FREP的IGCC联合装置是国内第一 套投入商业运行的。
• IGCC联合装置由于具有复杂的连 锁逻辑，开车调试难度高。 ExxonMobil在国外有一个类似的 装置，用了八个月才开车成功。 FREP创造了历史，只用了两个月 就开车成功，而且运行非常稳定。
– 在这些FDS中，规定了FF的详细实施细节，比 如规定了：
• 网段上设备的分配原则 • 备份链路调度器LAS原则 • 功能块在设备间的分配原则 • 将控制回路下方到现场设备的原则 • 在控制器内实现控制回路的原则 • 关键等级、宏周期、VCR等原则
– 这些功能设计规范既帮助了各个EPC可以遵循 同样的标准独立设计各个装置的控制系统，也 节省了EPC的设计时间。
• 采用带支线保护功能的现场 接线盒，有效防止了单台仪 表故障对整个网段造成的不 良影响。
• 采用国产FF电缆，极大降低 了相关成本。
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
FF的经济效益
• 福建炼油乙烯一体化项目是国内第一套全面大规模采用FF技术的炼油 化工一体化项目。
• FF技术的使用超出了预期。在项目初期，大家普遍对新技术有担心， 经过安装、调试和使用，FF非常稳定，大家的担心消除了，而且体会 到FF带来的巨大好处。
– 在“样板系统”上进行各种功能测试，比如将功能 块分配到设备、在阀门定位器DVC上进行控制回路 组态等测试，以保证所有设计满足功能要求。
– 每个装置的系统出厂前都进行了测试。 – 这个做法增加了业主和EPC对FF信心。 – 当系源自文库发送到现场后，所需要做的是物理布线、安
装以及检查，无需再做功能测试。 – 这个实践为现场节约了大量的时间。
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
项目成功的经验——网段设计及优化
• 网段设计及优化 Segment Design and Optimization
– 在FDS中，规定了FF的实施标准
• 比如根据保守的原则，规定每个网段最大 的设备数量为5台，这样保证任何网段都 可以满足最低工作电源的要求。EPC无需 进行详细的网段计算，足可以保证设计的 正确性，同时也减少了EPC的设计时间。
– AMS用于回路测试，实现远程组态，节省大量的现场 调试时间。
– 在正常运行阶段，AMS真正实现了远程预测维护。 – FREP还配备了阀门高级在线性能诊断软件ValveLink。
– 这些工程实施标准都是以往大型项目实施经验 的总结，是各方智慧的融合。
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
项目成功的经验——FDS
• 功能设计规范
– 功能设计规范(Functional Design Specification, FDS)是项目工程的强制性文件。它们规定了项 目所需要实现的功能，系统各部分如何协调配 合实现这些功能，以及实施的方法。
现场总线技术的应用— —现场仪表类型
2020/11/23
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
现场总线网段的设计
• 采用H1冗余设计，提高了可
•DeltaV
•AMS
靠性。
• 采用了F890——八网段冗余 电源调制器，在保证可靠性 的同时，大大节约了成本。
• 每个主干网段均配备F32浪 涌保护器，有效防止雷电等 影响。
• 以上的节省主要来源于:
– FF技术的高可靠性、高性能；
– 全厂采用智能设备管理软件AMS，实现了仪表的 远程操作和诊断，避免了到现场的巡检工作量；
– 控制系统的高可靠性。
•远程 •操作 / 维护
•AMS
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
FF的经济效益
• 在确定技术方案阶段，我们做过详细的 比较，使用FF技术可以节约30%的DCS 系统机柜。
– 这帮助了艾默生充分了解FREP的工程需求，制定出完善的FF执行功能规范。 – FREP和艾默生充分发挥团队精神，编制了各项工程规范，而且要求各EPC在投标阶段必须严格遵守这些规范。
– FEED阶段制定的规范：
• 基础文档:
Ø FREP招标规格书; Ø MICC工作范围; Ø MICC执行策略; Ø 投标材料清单; Ø 项目主进度表; Ø 投标系统结构图; Ø 技术规范合规表; Ø 装置工艺P&ID和说明; Ø 项目技术标准; Ø 框架协议价格表; Ø 等等….
• 我们大量采用了848T(FF)多通道温度变 送器，这也大量节约了投资。
– 总共使用了277台848T，节省约2000单 点温度变送器
• 全部采用国产的FF电缆，比以前同等规 模项目采用进口电缆节省了大量资金。
• 我们完全实现了预算的控制。
•8 个温度传感器
•H1 网段, •2- 线
•分馏塔
•FF技术提供了一个灵活的技术平台， •用户可以有更多的选择，实现更多的经济效益。
• 最明显的好处是：FF技术使全厂的开车、调试、运行和维护人员比使 用传统技术明显减少。
任务： 调试80万吨/年的乙烯厂 FREP的实践
任务： 操作 / 维护 FREP
任务： 操作 / 维护 （FREP） 原有400万吨/年炼油设施 原有400万吨/年炼油设施 + 所有新装置
调试人员数量 6
配备的仪表工数量 75
Ø 项目成本预测;
执
Ø 等等….
行
团
队
• Post FEED工作:
ü 工具包(Toolkit)开发和批准;
ü 流程图标准;
ü 工程标准;
ü 功能规格书FDS编制及批准;
ü EPC报价准备;
ü 在DCS测试系统上进行非标子系统通讯
项
测试;
目 ü 对EPC和业主人员进行培训;
工 ü 等等….
程
团
队
•从设计到安装，整个项目有统一的标准
• AMS的使用有以下好处：
– 实现了项目的策略，对于减少维护工作量，实现工厂 的智能化管理作出了贡献。
– 降低了仪表和控制系统的生命周期成本 – 提高了维护效率，实现了工厂的经济效益
– 使用远程维护功能，维护人员避免到现场危险区域， 提高维护人员的工作安全性，带来了社会效益
• AMS的各项功能将继续发挥，进一步提高智 能化维护水平。
– 在安装质量检查完成后，再进行设备调 试和回路调试。
• 现场总线安装及验证程序
l FF网段外观检查记录表 l FF网段线路检查记录表 l FF网段通讯验证记录表 l 如何使用AMS进行回路测试
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
项目成功的经验——智能设备管理AMS
• AMS的使用
– 作为整个自动化系统的有机组成部分，FREP所有装 置都使用了AMS，而且配置了全厂仪表维护中心。
FDS documents Ø Master Ø Hardware related specifications Ø Hardware General Ø DCS Hardware Ø SIS Hardware Ø FGS Hardware Ø Interfacing Hardware Ø Software related Specifications Ø Software General Ø DCS Software Ø Appendix – DCS Software Ø SIS Software Ø Appendix – SIS Software Ø FGS Software Ø Appendix – FGS Software Ø Interfacing Software Ø Other specifications Ø Network & Firewall Ø RTDB Ø AMS Ø INtools
•故障信息 •维修指导信息 •全厂仪表维护中心
•过程 •操作
•AMS
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
总结
• 福建炼油乙烯项目的顺利投产，标志着MICC策略在大型 石化项目建设上是成功的。
• FF技术是可靠、稳定、先进的技术。在大型项目上使用 FF技术，可以节约大量的调试、开车时间和人力。
• 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，降低生命周期成本，提高经济效益和 社会效益。
– 在FF实施方面，实行标准化和优化是非常重要 的。
•DeltaV
•AMS
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
项目成功的经验——工厂验收测试FAT
• FF的工厂验收测试
– 整个系统在出厂前都做了100%的点测，保证了功能 的完整性。
– 在FF方面，艾默生准备了一个与实际情况一模一样 的“样板系统”，它包含了一个“样板网段”和所 有必要元件，包括电源调制器、浪涌保护器、接线 盒等。
• 这完全得益于FF技术的使用，以 及高可靠性的控制系统。
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
项目成功的经验——精诚合作
•Owner/PMC
• FREP项目的成功，首先归功于各方的
精诚合作。
•IPMT
– 业主Owner
– 项目管理公司PMC – 工程公司EPC – 仪表和控制系统主承包商MICC
•Emerso n
•PMT
– 子承包商Subvendor – 安装建设单位
•Per EPC
– 工程监理公司等等
• 大家都秉承团队合作的精神，相互配合、 相互谅解。
•Execution •teams
•Execution •teams
•Vendor•sEmerson•Vendor•sEmerson
•Execution •teams
现场总线技术的应用——现场仪表类
型
项目成功的经验——标准化Standardization
• 工程标准化
– 在FEED阶段制定了一系列的工程实施标准文 件。这些强制性文件使得各个EPC在进行不同 装置的设计工作时有标准可循，实现了设计和 功能的标准化。这些标准文件包括：
• 功能设计规范FDS • 系统结构总图和分图 • MICC电缆规格书; • 报警管理策略; • 项目进度安排; • MICC工作范围; • MICC执行策略;
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
项目成功的经验——现场安装检查和SAT
• 网段安装及检查步骤
– 由于EPC和安装公司较多，安装质量参 差不齐，网段安装质量至关重要，是保 证FF通讯正常的先决条件。为此艾默生 制定了网段安装质量检查的步骤，并对 各EPC做了多次培训。若检查出有安装 质量问题，都拍照存档，反馈给安装公 司及时整改。这个做法将通讯故障彻底 排除，保证了调试开车的顺利进行，也 保证了开车后的正常运行。
– 所有网段都选用同样的8网段冗余电源、浪涌保 护器、接线盒等，这样节省了成本。
– 在项目开始阶段，并没有考虑选用848T。但经 过比较和评估，848T多通道的特性可以大量减 少单点温度变送器的使用，最终项目采用了277 台848T，节省了约2000台温度变送器，这是明 显的成本节省。
– 国产电缆的使用，使得FF技术的成本比以往的 大项目大大降低。
•Phase 1 (FEED)
• (Post • FEED)
•Phase 2 (EPC)
•Emerson •Emerson FEED
• FEED提交文档:
Ø 改善后的系统规格书;
Ø 改善后的系统结构图;
Ø MICC电缆规格书;
Ø 报警管理策略;
Ø 项目进度安排;
Ø 改善后的MICC工作范围;
Ø 改善后的MICC执行策略;
•Vendor•sEmerson
•Teamscope
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
项目成功的经验——FEED
• 在FEED阶段艾默生就全程介入FREP的设计阶段
– 艾默生的技术经理和相关的工程师派驻项目管理公司(PMC，SEI/Lummus)办公室，与业主和PMC一起工作，制 定项目执行策略以及各种工程规范。
配备的仪表工数量 75 75
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
FF的经济效益
• FREP用户总结：使用FF，仪表的故障率比传 统技术明显降低。FREP全厂有50,000多台仪表， 如果按1%的故障率计算，也有500台故障表， 这个数字是很大的。但在FREP，仪表的总体故 障率却非常低，这大大减轻了我们的工作量。 特别是我们的仪表维修人员少，装置规模扩大 了至少5倍，可是我们并没有增加太多的仪表维 护人员，仅增加少部分协议人员。相反，我们 觉得比以前维护原有的400万吨炼油设施的工作 量要少。
•型号： 848T •多通道温度变送器
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
FF的经济效益
• FREP的IGCC联合装置是国内第一 套投入商业运行的。
• IGCC联合装置由于具有复杂的连 锁逻辑，开车调试难度高。 ExxonMobil在国外有一个类似的 装置，用了八个月才开车成功。 FREP创造了历史，只用了两个月 就开车成功，而且运行非常稳定。
– 在这些FDS中，规定了FF的详细实施细节，比 如规定了：
• 网段上设备的分配原则 • 备份链路调度器LAS原则 • 功能块在设备间的分配原则 • 将控制回路下方到现场设备的原则 • 在控制器内实现控制回路的原则 • 关键等级、宏周期、VCR等原则
– 这些功能设计规范既帮助了各个EPC可以遵循 同样的标准独立设计各个装置的控制系统，也 节省了EPC的设计时间。
• 采用带支线保护功能的现场 接线盒，有效防止了单台仪 表故障对整个网段造成的不 良影响。
• 采用国产FF电缆，极大降低 了相关成本。
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
FF的经济效益
• 福建炼油乙烯一体化项目是国内第一套全面大规模采用FF技术的炼油 化工一体化项目。
• FF技术的使用超出了预期。在项目初期，大家普遍对新技术有担心， 经过安装、调试和使用，FF非常稳定，大家的担心消除了，而且体会 到FF带来的巨大好处。
– 在“样板系统”上进行各种功能测试，比如将功能 块分配到设备、在阀门定位器DVC上进行控制回路 组态等测试，以保证所有设计满足功能要求。
– 每个装置的系统出厂前都进行了测试。 – 这个做法增加了业主和EPC对FF信心。 – 当系源自文库发送到现场后，所需要做的是物理布线、安
装以及检查，无需再做功能测试。 – 这个实践为现场节约了大量的时间。
现场总线技术的应用——现场仪表类 型
项目成功的经验——网段设计及优化
• 网段设计及优化 Segment Design and Optimization
– 在FDS中，规定了FF的实施标准
• 比如根据保守的原则，规定每个网段最大 的设备数量为5台，这样保证任何网段都 可以满足最低工作电源的要求。EPC无需 进行详细的网段计算，足可以保证设计的 正确性，同时也减少了EPC的设计时间。