中国石油化工自动化系统集成现状与发展
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• •
* *
同时建设10套生产装置；生产230万吨高质量石化产品； 采用自动控制及信息系统集成技术，提高联合工厂的效率；
•
采用现场总线控制技术，确保上海赛科在竞争中处于优势；
集成自动化系统
*
(上海赛科乙烯项目)
工程建设包括10套生产装置，公用工程及辅助设施，厂外工程。 • 900 KTA 乙烯装置
石油化工工业 集成自动化系统的现状与发展
黄步余
中国石化工程建设公司
石油化工工业发展概况
*
石油化工工业持续稳定发展；
*
* * * *
石化产品需求增长、产品产量、品种及质量提高；
原油价格波动，生产成本提高，经营风险加大； 大型炼油、乙烯及炼化一体化项目相继建成并投产运行； 集成自动化系统水平提高，强化现代化企业精益管理； 安全、节能、降耗、环保及清洁生产等规范要求严格；
*
* *
应用信息化自动化集成技术，提升现代企业管理水平；
安全、节能、降耗、环保优先； 煤化工、煤制油、煤制烯烃等先建示范工厂，稳步发展；
*
新能源、新工艺、综合利用开发研究，促进制造行业发展；
石油化工集成自动化系统的目标
* * * *
健康、安全及环境有可靠保证； 高质量的过程测量、控制，友好的人机界面； 集成自动化系统可靠、可用及可维护，减少非计划停车； 提供准确、实时（历史）、无缝的信息数据；
*
* * *
设备管理系统(AMS)
操作数据管理系统(ODS) 先进控制，实时优化(APC),(RT-OPT) 操作培训仿真系统(OTS)
集成自动化系统
*
(上海赛科乙烯项目)
中国石油化工股份公司(SINOPEC)、上海石油化工股份公司 (SPC)与英国石油公司(BP)合资建设。 工程总投资约27亿美元。2005年6月商业化运行。 工程建设目标
KTA KTA
环氧乙烷/ 乙二醇装置
MTBE/丁烯-1装置 乙苯装置 环氧丙烷/ 苯乙烯装置 低密度聚乙烯装置 聚丙烯装置
• • • • • • • • •
600 KTA 250 KTA 500 KTA 300 KTA 260 KTA 90 KTA
全密度聚乙烯装置 聚丙烯装置 苯乙烯装置 聚苯乙烯装置 丙烯腈装置 丁二烯抽提装置 芳烃抽提装置 MMA 装置 SAR 装置
200 KTA
集成自动化系统
*
* * * *
(上海赛科乙烯项目)
*
降低生命周期成本，获取最大利润。
新建大型炼油项目
* * * * * * * *
8 8
MTA MTA
海南实华炼油项目 福建炼化一体化项目 青岛炼油项目 独山子炼化一体化项目 天津炼化一体化项目 抚顺炼化一体化项目
10 MTA 10 MTA 10 MTA 10 MTA
10 MTA
12 MTA
钦州炼油项目
集成自动化系统
*
(上海赛科乙烯项目)
仪表及自动化系统集成规模：
•
•
DCS I/O
SIS I/O
141800
9500
•
•
合计
DCS 控制器（冗余）
151300
125
•
操作站
265
*
该项目是世界上石油化工联合工厂最大的现场总线技术成功应 用项目之一。
• • •
现场总线设备 现场总线网段 基于现场的控制方式
1,000 KTA 1,000 KTA 800 KTA
独山子炼化一体化项目
抚顺炼化一体化项目 镇海乙烯项目 武汉乙烯项目
石油化工工业面临挑战
* * * * * *
原油资源短缺，依靠进口原油加工； 原油资源劣质化，原油加工难度大； 炼油及石化原料需求矛盾越来越突出； 炼油及石化产品需求增长，质量升级加快； 原油价格波动，生产成本提高，经营风险加大； 世界著名石化公司在中国建厂，市场竞争激烈；
•
• •
分析数据采集系统(ADAS)
操作培训仿真系统(OTS) 闭路电视系统(CCTV)
集成自动化系统
*
(CSPC惠州乙烯项目)
仪表及自动化系统集成规模：
• • •
DCS I/O SIS I/O FGS I/O
157500 12500 4700
•
合计
174700
*
该项目是世界上石油化工联合工厂最大的现场总线技术成功应 用项目之一。
KTA
KTA KTA KTA
乙烯装置
丁二烯抽提装置 汽装置 聚醚装置 丙二醇装置 低密度聚乙烯装置 全密度聚乙烯装置 聚丙烯装置
550/250 KTA 640 KTA
12/320 KTA 135 60 250 200 240 KTA KTA KTA KTA KTA
石油化工集成自动化系统
* * * * * * * * *
分散控制系统/现场总线控制系统(DCS/FCS) 安全仪表系统(SIS) 火灾和气体检测系统(FGS) 压缩机控制系统(CCS) 转动设备监视系统(MMS) 设备包控制系统(PECS) 分析数据采集系统(ADAS) 罐区数据采集系统(TDAS) 储运自动化系统(MAS)
*
* *
提供预测维护计划、采购计划及存量控制；
提供生产管理、计划调度、经营管理优化，满足市场需求； 推进信息化自动化系统集成技术的应用和发展；
*
强化现代企业管理，降低生命周期成本，获更多的效益。
石油化工信息化建设
* * * * * * * *
企业资源计划建设推广，规范管理流程，信息实时准确；
优化原油、天然气、成品油、原油加工及资源，降低输送成本；
MTA MTA MTA MTA MTA MTA
常减压蒸馏装置 催化裂化装置 延迟焦化装置 加氢处理装置 连续重整装置 柴油加氢装置
•
• • •
0.6
0.6
MTA
MTA
煤油加氢装置
气体分离装置 MTBE装置 硫磺回收装置 脱硫酸硫醇装置 溶剂回收装置
0.12 MTA 0.22 MTA
• • •
230 T/H 30 KNm3/h 200 KMTA
集成自动化系统
• • • • • • • •
(CSPC惠州乙烯项目)
分散控制系统/现场总线控制系统(DCS/FCS) 安全仪表系统(SIS) 火灾和气体检测系统(FGS) 设备管理系统(AMS) 压缩机控制系统（CCS） 转动设备数据采集(MMS) 储运自动化系统(MAS) 操作数据管理系统(ODS)
工程总投资约31.2亿美元。2009年建成投入运行。 工程包括10套生产装置、公用工程及辅助设施，厂外配套工程。 生产装置：
• • • •
1,000
160 700 600
KTA
KTA KTA KTA
乙烯装置
丁二烯抽提装置 汽油加氢装置 芳烃抽提装置
•
• • • • •
650
140/40 650
KTA
惠州炼油项目
新型大型乙烯项目
* * * * * * * * * *
900 800 700
KTA KTA KTA
上海赛科乙烯项目 广东惠州乙烯项目 扬巴一体化乙烯项目 茂名石化乙烯项目（扩建） 福建炼化一体化项目 天津炼化一体化项目
1,000 KTA 800 KTA
1,000 KTA
1,000 KTA
电子商务采购物资品种、数量及交易金额提高，降低采购成本； 企业生产执行系统在生产管理、调度优化、先进控制等发挥作用；
油气田勘探开发综合信息系统支持提升油气田整体发展水平；
成品油物流配送优化系统应用，管理精细，低库存，节省费用； 成品油销售系统信息化管理，强化经营和服务；
信息化基础建设，信息代码标准化、网络安全加强。
•
•
200
120
KTA
KTA
丁二烯抽提装置
MTBE联合装置
集成自动化系统
*
(天津炼化一体化项目)
全厂设三个中央控制室，20个现场机柜室。
*
主仪表供应商(Main Automation Vendor-MAV)
自动化系统集成范围：
- Yokogawa。
*
集成自动化系统
• • • • • • • • • • •
集成自动化系统
* *
(CSPC惠州乙烯项目)
* *
全厂设三个中央控制室，19个现场机柜室。 采用PMC (Project Management Contractor) 项目管理模式。PMC 由BECHTEL SEI，FOSTER WHEELER（BSF）组成。 主仪表供应商(Main Automation Contractor-MAC) - Yokogawa. 自动化系统集成范围：
•
1.3 MTA
酸性水汽提装置
集成自动化系统
• • • •
(天津炼化一体化项目)
1000 KTA 650 300 300 KTA KTA KTA
乙烯装置 裂解汽油加氢装置 高密度聚乙烯装置 线性低度聚乙烯装置
•
• •
450
360 350
KTA
KTA KTA
聚丙烯装置
环氧乙烷/乙二醇装置 苯酚丙酮装置
• •
现场总线设备 现场总线网段
约12650 约2700
集成自动化系统
* * *
(青岛炼油项目)
工程总投资约20亿美元。2008年建成投产。
项目包括15套生产装置，公用工程及辅助设施，厂外配套工程。
生产装置包括:
集成自动化系统
• • • • • •
(青岛炼油项目)
10 2.9 2.5 3.2 1.5 4.1
约11000 约2470
集成自动化系统
*
* *
(CSPC惠州乙烯项目)
中国海洋石油总公司(CNOOC)与SHELL石油公司合资建设。
工程总投资约47亿美元。2006年建成投入运行。 工程建设包括12套生产装置，公用工程及辅助设施，厂外工程：
* * * * * * * * * * * *
80
155 450 188
全厂设一个中央控制室，14个现场机柜室;
采用IPMT (Integrated Project Management Team) 一体化项目管理模 式。IPMT由 Sinopec、SPC 和 BP 公司人员组成。 主仪表供应商(Main Instrument Vendor-MIV)自动化系统集成范围：
集成自动化系统
*
(青岛炼油项目)
自动化系统集成规模：
•
DCS I/O 其中I/O（with HART) 控制器（冗余） 操作站 各种机柜
27000 8000 43 168 286
• • •
集成自动化系统
* *
(天津炼化一体化项目)
工程总投资约35.6亿美元。2009年建成投入运行。 工程包括10套炼油装置， 9套化工装置、公用工程及辅助设施，厂外工 程。 生产装置
集成自动化系统
*
(天津炼化一体化项目)
自动化系统集成规模： DCS I/O 控制器（冗余） 人机接口 各种机柜 SIS I/O 控制器（TMR） 各种机柜 208台 484个 约 44300 67对 161个 约 143900 105对
• • • • • • •
集成自动化系统
* * *
(镇海乙烯项目)
•
• • • • • • • • •
Emerson
分散控制系统/现场总线控制系统(DCS/FCS)
安全仪表系统(SIS) 火灾和气体检测系统(FGS) 设备管理系统(AMS)
分析数据采集系统(ADAS)
转动设备管理系统(MMS) 先进控制 (APC) 实时优化(OPT) 操作培训仿真系统(OTS) 闭路电视系统(CCTV)
酸性水汽提装置 制氢装置 聚丙烯装置
集成自动化系统
* * *
(青岛炼油项目)
全厂设一个中央控制室，17个现场机柜室。 主仪表供应商(Main Automation Vendor-MAV) 自动化系统集成范围：
• • • • • • • •
- Siemens.
分散控制系统 (DCS) 安全仪表系统(SIS) 气体检测系统(GDS) 设备管理系统(AMS) 压缩机控制系统（CCS） 安全栅，浪涌保护器 闭路电视系统(CCTV) 第三方通信接口集成
*
*
安全、节能、减排、环保等规范要求严格；
降低生命周期成本，提高现代企业管理水平；
石油化工工业实施策略
* * * *
重视原油资源研究，建立安全可靠的原油供应体系； 加快石化工业结构调整，合理布局，整体资源优化； 准确决策项目规模，实施炼油化工一体化项目； 加大科技创新，优化工艺流程，提高加工深度和产品质量；
*
集成自动化系统
• • • •
(天津炼化一体化项目)
10
MTA
常减压蒸馏装置 加氢裂化装置 蜡油加氢装置 重整抽提装置
1.8 MTA 1.3 MTA 1.0 MTA
•
• •
3.1 MTA
0.8 MTA 2.3 MTA
柴油加氢装置
航煤加氢装置 延迟焦化装置
•
0.2 MTA
硫磺回收装置
气体脱硫及溶剂再生
(天津炼化一体化项目)
分散控制系统 (DCS) 安全仪表系统(SIS) 气体检测系统(GDS) 设备管理系统(AMS) 压缩机控制系统（CCS） 转动设备数据采集(MMS) 设备包控制系统(PLC) 先进控制系统(APC) 操作数据管理系统(ODS) 操作培训仿真系统(OTS)
闭路电视系统(CCTV)
* *
同时建设10套生产装置；生产230万吨高质量石化产品； 采用自动控制及信息系统集成技术，提高联合工厂的效率；
•
采用现场总线控制技术，确保上海赛科在竞争中处于优势；
集成自动化系统
*
(上海赛科乙烯项目)
工程建设包括10套生产装置，公用工程及辅助设施，厂外工程。 • 900 KTA 乙烯装置
石油化工工业 集成自动化系统的现状与发展
黄步余
中国石化工程建设公司
石油化工工业发展概况
*
石油化工工业持续稳定发展；
*
* * * *
石化产品需求增长、产品产量、品种及质量提高；
原油价格波动，生产成本提高，经营风险加大； 大型炼油、乙烯及炼化一体化项目相继建成并投产运行； 集成自动化系统水平提高，强化现代化企业精益管理； 安全、节能、降耗、环保及清洁生产等规范要求严格；
*
* *
应用信息化自动化集成技术，提升现代企业管理水平；
安全、节能、降耗、环保优先； 煤化工、煤制油、煤制烯烃等先建示范工厂，稳步发展；
*
新能源、新工艺、综合利用开发研究，促进制造行业发展；
石油化工集成自动化系统的目标
* * * *
健康、安全及环境有可靠保证； 高质量的过程测量、控制，友好的人机界面； 集成自动化系统可靠、可用及可维护，减少非计划停车； 提供准确、实时（历史）、无缝的信息数据；
*
* * *
设备管理系统(AMS)
操作数据管理系统(ODS) 先进控制，实时优化(APC),(RT-OPT) 操作培训仿真系统(OTS)
集成自动化系统
*
(上海赛科乙烯项目)
中国石油化工股份公司(SINOPEC)、上海石油化工股份公司 (SPC)与英国石油公司(BP)合资建设。 工程总投资约27亿美元。2005年6月商业化运行。 工程建设目标
KTA KTA
环氧乙烷/ 乙二醇装置
MTBE/丁烯-1装置 乙苯装置 环氧丙烷/ 苯乙烯装置 低密度聚乙烯装置 聚丙烯装置
• • • • • • • • •
600 KTA 250 KTA 500 KTA 300 KTA 260 KTA 90 KTA
全密度聚乙烯装置 聚丙烯装置 苯乙烯装置 聚苯乙烯装置 丙烯腈装置 丁二烯抽提装置 芳烃抽提装置 MMA 装置 SAR 装置
200 KTA
集成自动化系统
*
* * * *
(上海赛科乙烯项目)
*
降低生命周期成本，获取最大利润。
新建大型炼油项目
* * * * * * * *
8 8
MTA MTA
海南实华炼油项目 福建炼化一体化项目 青岛炼油项目 独山子炼化一体化项目 天津炼化一体化项目 抚顺炼化一体化项目
10 MTA 10 MTA 10 MTA 10 MTA
10 MTA
12 MTA
钦州炼油项目
集成自动化系统
*
(上海赛科乙烯项目)
仪表及自动化系统集成规模：
•
•
DCS I/O
SIS I/O
141800
9500
•
•
合计
DCS 控制器（冗余）
151300
125
•
操作站
265
*
该项目是世界上石油化工联合工厂最大的现场总线技术成功应 用项目之一。
• • •
现场总线设备 现场总线网段 基于现场的控制方式
1,000 KTA 1,000 KTA 800 KTA
独山子炼化一体化项目
抚顺炼化一体化项目 镇海乙烯项目 武汉乙烯项目
石油化工工业面临挑战
* * * * * *
原油资源短缺，依靠进口原油加工； 原油资源劣质化，原油加工难度大； 炼油及石化原料需求矛盾越来越突出； 炼油及石化产品需求增长，质量升级加快； 原油价格波动，生产成本提高，经营风险加大； 世界著名石化公司在中国建厂，市场竞争激烈；
•
• •
分析数据采集系统(ADAS)
操作培训仿真系统(OTS) 闭路电视系统(CCTV)
集成自动化系统
*
(CSPC惠州乙烯项目)
仪表及自动化系统集成规模：
• • •
DCS I/O SIS I/O FGS I/O
157500 12500 4700
•
合计
174700
*
该项目是世界上石油化工联合工厂最大的现场总线技术成功应 用项目之一。
KTA
KTA KTA KTA
乙烯装置
丁二烯抽提装置 汽装置 聚醚装置 丙二醇装置 低密度聚乙烯装置 全密度聚乙烯装置 聚丙烯装置
550/250 KTA 640 KTA
12/320 KTA 135 60 250 200 240 KTA KTA KTA KTA KTA
石油化工集成自动化系统
* * * * * * * * *
分散控制系统/现场总线控制系统(DCS/FCS) 安全仪表系统(SIS) 火灾和气体检测系统(FGS) 压缩机控制系统(CCS) 转动设备监视系统(MMS) 设备包控制系统(PECS) 分析数据采集系统(ADAS) 罐区数据采集系统(TDAS) 储运自动化系统(MAS)
*
* *
提供预测维护计划、采购计划及存量控制；
提供生产管理、计划调度、经营管理优化，满足市场需求； 推进信息化自动化系统集成技术的应用和发展；
*
强化现代企业管理，降低生命周期成本，获更多的效益。
石油化工信息化建设
* * * * * * * *
企业资源计划建设推广，规范管理流程，信息实时准确；
优化原油、天然气、成品油、原油加工及资源，降低输送成本；
MTA MTA MTA MTA MTA MTA
常减压蒸馏装置 催化裂化装置 延迟焦化装置 加氢处理装置 连续重整装置 柴油加氢装置
•
• • •
0.6
0.6
MTA
MTA
煤油加氢装置
气体分离装置 MTBE装置 硫磺回收装置 脱硫酸硫醇装置 溶剂回收装置
0.12 MTA 0.22 MTA
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230 T/H 30 KNm3/h 200 KMTA
集成自动化系统
• • • • • • • •
(CSPC惠州乙烯项目)
分散控制系统/现场总线控制系统(DCS/FCS) 安全仪表系统(SIS) 火灾和气体检测系统(FGS) 设备管理系统(AMS) 压缩机控制系统（CCS） 转动设备数据采集(MMS) 储运自动化系统(MAS) 操作数据管理系统(ODS)
工程总投资约31.2亿美元。2009年建成投入运行。 工程包括10套生产装置、公用工程及辅助设施，厂外配套工程。 生产装置：
• • • •
1,000
160 700 600
KTA
KTA KTA KTA
乙烯装置
丁二烯抽提装置 汽油加氢装置 芳烃抽提装置
•
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650
140/40 650
KTA
惠州炼油项目
新型大型乙烯项目
* * * * * * * * * *
900 800 700
KTA KTA KTA
上海赛科乙烯项目 广东惠州乙烯项目 扬巴一体化乙烯项目 茂名石化乙烯项目（扩建） 福建炼化一体化项目 天津炼化一体化项目
1,000 KTA 800 KTA
1,000 KTA
1,000 KTA
电子商务采购物资品种、数量及交易金额提高，降低采购成本； 企业生产执行系统在生产管理、调度优化、先进控制等发挥作用；
油气田勘探开发综合信息系统支持提升油气田整体发展水平；
成品油物流配送优化系统应用，管理精细，低库存，节省费用； 成品油销售系统信息化管理，强化经营和服务；
信息化基础建设，信息代码标准化、网络安全加强。
•
•
200
120
KTA
KTA
丁二烯抽提装置
MTBE联合装置
集成自动化系统
*
(天津炼化一体化项目)
全厂设三个中央控制室，20个现场机柜室。
*
主仪表供应商(Main Automation Vendor-MAV)
自动化系统集成范围：
- Yokogawa。
*
集成自动化系统
• • • • • • • • • • •
集成自动化系统
* *
(CSPC惠州乙烯项目)
* *
全厂设三个中央控制室，19个现场机柜室。 采用PMC (Project Management Contractor) 项目管理模式。PMC 由BECHTEL SEI，FOSTER WHEELER（BSF）组成。 主仪表供应商(Main Automation Contractor-MAC) - Yokogawa. 自动化系统集成范围：
•
1.3 MTA
酸性水汽提装置
集成自动化系统
• • • •
(天津炼化一体化项目)
1000 KTA 650 300 300 KTA KTA KTA
乙烯装置 裂解汽油加氢装置 高密度聚乙烯装置 线性低度聚乙烯装置
•
• •
450
360 350
KTA
KTA KTA
聚丙烯装置
环氧乙烷/乙二醇装置 苯酚丙酮装置
• •
现场总线设备 现场总线网段
约12650 约2700
集成自动化系统
* * *
(青岛炼油项目)
工程总投资约20亿美元。2008年建成投产。
项目包括15套生产装置，公用工程及辅助设施，厂外配套工程。
生产装置包括:
集成自动化系统
• • • • • •
(青岛炼油项目)
10 2.9 2.5 3.2 1.5 4.1
约11000 约2470
集成自动化系统
*
* *
(CSPC惠州乙烯项目)
中国海洋石油总公司(CNOOC)与SHELL石油公司合资建设。
工程总投资约47亿美元。2006年建成投入运行。 工程建设包括12套生产装置，公用工程及辅助设施，厂外工程：
* * * * * * * * * * * *
80
155 450 188
全厂设一个中央控制室，14个现场机柜室;
采用IPMT (Integrated Project Management Team) 一体化项目管理模 式。IPMT由 Sinopec、SPC 和 BP 公司人员组成。 主仪表供应商(Main Instrument Vendor-MIV)自动化系统集成范围：
集成自动化系统
*
(青岛炼油项目)
自动化系统集成规模：
•
DCS I/O 其中I/O（with HART) 控制器（冗余） 操作站 各种机柜
27000 8000 43 168 286
• • •
集成自动化系统
* *
(天津炼化一体化项目)
工程总投资约35.6亿美元。2009年建成投入运行。 工程包括10套炼油装置， 9套化工装置、公用工程及辅助设施，厂外工 程。 生产装置
集成自动化系统
*
(天津炼化一体化项目)
自动化系统集成规模： DCS I/O 控制器（冗余） 人机接口 各种机柜 SIS I/O 控制器（TMR） 各种机柜 208台 484个 约 44300 67对 161个 约 143900 105对
• • • • • • •
集成自动化系统
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(镇海乙烯项目)
•
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Emerson
分散控制系统/现场总线控制系统(DCS/FCS)
安全仪表系统(SIS) 火灾和气体检测系统(FGS) 设备管理系统(AMS)
分析数据采集系统(ADAS)
转动设备管理系统(MMS) 先进控制 (APC) 实时优化(OPT) 操作培训仿真系统(OTS) 闭路电视系统(CCTV)
酸性水汽提装置 制氢装置 聚丙烯装置
集成自动化系统
* * *
(青岛炼油项目)
全厂设一个中央控制室，17个现场机柜室。 主仪表供应商(Main Automation Vendor-MAV) 自动化系统集成范围：
• • • • • • • •
- Siemens.
分散控制系统 (DCS) 安全仪表系统(SIS) 气体检测系统(GDS) 设备管理系统(AMS) 压缩机控制系统（CCS） 安全栅，浪涌保护器 闭路电视系统(CCTV) 第三方通信接口集成
*
*
安全、节能、减排、环保等规范要求严格；
降低生命周期成本，提高现代企业管理水平；
石油化工工业实施策略
* * * *
重视原油资源研究，建立安全可靠的原油供应体系； 加快石化工业结构调整，合理布局，整体资源优化； 准确决策项目规模，实施炼油化工一体化项目； 加大科技创新，优化工艺流程，提高加工深度和产品质量；
*
集成自动化系统
• • • •
(天津炼化一体化项目)
10
MTA
常减压蒸馏装置 加氢裂化装置 蜡油加氢装置 重整抽提装置
1.8 MTA 1.3 MTA 1.0 MTA
•
• •
3.1 MTA
0.8 MTA 2.3 MTA
柴油加氢装置
航煤加氢装置 延迟焦化装置
•
0.2 MTA
硫磺回收装置
气体脱硫及溶剂再生
(天津炼化一体化项目)
分散控制系统 (DCS) 安全仪表系统(SIS) 气体检测系统(GDS) 设备管理系统(AMS) 压缩机控制系统（CCS） 转动设备数据采集(MMS) 设备包控制系统(PLC) 先进控制系统(APC) 操作数据管理系统(ODS) 操作培训仿真系统(OTS)
闭路电视系统(CCTV)