一 概述

　　上海賽科90萬噸/年乙烯聯合裝置是目前世界范圍內生產規模最大、工藝技術最新、自動化系統集成度最高的石油化工聯合工廠，該工程總投資約27億美元。2005年3月18日，90萬噸/年乙烯裝置開車成功，標志著上海賽科乙烯工程所有的生產裝置、公用工程及輔助設施進入正常生產試運行。同時也表明，大規模采用FF現場總線控制技術在現代化大型石油化工聯合裝置中的應用獲得了成功。
　　上海賽科(SECCO)工程包括：90萬噸/年乙烯裝置等9套生產裝置及公用工程、輔助設施等。全廠設一個中央控制室，所有生產裝置的操作控制和生產管理全部集中。主控制室約800m2 ，其中設有全部操作員站和監視站，另外還有工程師站室、應用服務器室、通信光纜交換機室、UPS室、管理工程師室、工藝工程師室、操作培訓室、會議室、空調機室等。全廠設有15個控制系統外站，分別設在各個生產裝置中。各控制系統外站內安裝各種控制系統機柜，并設一臺帶工程師屬性操作站，面積大約50～300m2 ，全部按抗爆結構設計。最遠的控制外站到中央控制室的距離大約2.5km，各控制外站到中央控制室的各種信號全部采用雙冗余光纖電纜通信方式傳輸。

　　二 全集成自動化系統

　　上海賽科乙烯聯合裝置共有10套DCS系統分別控制9套生產裝置及公用工程(OSBL)。所有其他監視控制系統都有自己的網絡系統，但同時通過Modbus與DCS通信，使操作員能夠在DCS上監視這些系統的狀況。各種系統之間通過網絡連接構成全集成自動化系統。網絡連接的安全可靠性是十分重要的。網絡的通信方式應采用工業標準或是專用局域網標準、串行數據鏈接。為了確保網絡通信的安全可靠，對網絡的設計提出如下原則要求：

　　(1)一般監視系統網絡，可采用單路通信網絡；

　　(2)重要的控制、聯鎖系統網絡，采用雙冗余通信網絡；

　　(3)對于重要的網絡要求有最高等級的安全性。管理系統的網絡與生產系統網絡在連接時應該配備防火墻，從而防止未經授權的信息由一個網絡傳播到另一個網絡。在易受攻擊的計算機和工作站上還應安裝防病毒軟件。

　　(4)除了與生產過程相連的檢測和控制設備外，DCS內部的控制網絡上不應與外部系統有直接的連接。

　　(5)數據庫和應用軟件的使用應通過密碼保護的手段，使其限制在授權用戶的范圍內。

　　(6)整個現場范圍內的通信光纜應至少有50%的冗余量。同時為了在一路通信光纜發生損壞情況下不影響通信的正常進行，應使用兩種光纜路徑敷設(一路走地下埋設，另一路走架空電纜橋架)。

　　1. 安全聯鎖(SIS)系統網絡

　　SIS系統與外部DCS的相關設備連接，主要有：

　　(1)通過冗余的Modbus串行鏈與DCS接口，顯示SIS系統的檢測數據；

　　(2)通過HART通信與DCS系統的AMS應用工作站連接，用于資產管理；

　　(3)通過OPC總線與DCS系統的收集報警和事件歷史(SOE)的應用工作站連接，收集SIS系統的報警和事件。

　　SIS系統內部也通過網絡通信將設置在中央控制室的設備與控制外站內的控制器連接起來構成整個SIS系統網絡，它們有：

　　(1)通過冗余的安全以太網(HPRO-S)將各裝置控制外站內的SIS的控制器與設置在中央控制室內的公用的SIS控制器通信連接，輔助操作臺上的緊急按鈕和旁路開關通過硬導線作為DI點輸入到中央控制室內的公用SIS控制器，這樣聯鎖系統用的緊急切斷開關動作和旁路開關狀態可以通過安全以太網進入到設置在控制外站內的SIS控制器中，參加聯鎖邏輯運算。

　　(2)設置在中央控制室內的SIS系統工程師站通過ELOPII總線與10個裝置衛星站內的SIS控制器通信連接，這樣在中央控制室可以對全廠10個SIS系統分別進行工程組態。但在各控制外站內利用PC機也可以對本站內的SIS系統進行工程組態。

　　2. 火災和可燃氣體系統網絡(F&G)

　　在各裝置的控制外站內都安裝有火災和可燃氣體(F&G系統)控制器，它的作用是：

　　(1)通過Modbus串行數據鏈與Minerva-M80火災報警盤通信鏈接。后者又通過通信總線與可尋地址的火焰檢測器、煙霧檢測器、手動報警器等連接，這樣在控制器上可以采集到這些火災檢測信號。

　　(2)各種可燃氣體和有毒氣體檢測器的4～20mA信號作為AI點輸入到火災和可燃氣體控制器中，使控制器能夠采集到可燃氣體和有毒氣體信號。

　　(3)在控制器內可以組態F&G系統控制邏輯，并輸出DO點去驅動警報喇叭、報警燈、報警解除裝置以及SIS系統的安全聯鎖動作。

　　(4)F&G系統控制器不僅通過一個雙冗余Modbus串行數據鏈與DCS相連，而且各控制外站內的F&G控制器之間還通過基于雙冗余的安全以太網相互連接，并連接到CCR中的3臺F&G系統操作站，后者作為全廠火災和可燃氣體監視系統的備份，當DCS系統出現故障時，可以在中央控制室(CCR)內監視全廠的安全狀況。同時在這3臺F&G操作站的輔助盤上可遠程操作滅火噴淋系統，以及全廠火災和可燃氣體報警聲和光的測試，賽科的HHSE部門是每周檢查測試一次。


　　(5)火災和可燃氣體網絡同時也連接賽科公司和漕涇工業區的消防站，消防站內的F&G操作站可監視并發出指令通過F&G網絡傳送到各控制外站內的火災和可燃氣體控制器并向全廠發出警報。

　　(6)在有些生產裝置內還安裝有火焰電視攝像探頭，通過獨立的CCTV電纜連接到中央控制室的電視接收機上供操作員監視用。

　　3. 轉動機械設備監視系統(MMS)

　　轉動機械設備的位移和振動檢測系統的MMS-3500機架除通過冗余的Modbus串行鏈接與本控制外站內的DCS通信外，同時通過儀表局域網與設置在控制外站內的機器狀況監視數據采集器(DAQ)和設置在中央控制室(CCR)工程師室內(和維修大樓內)的MMS工程師站相連接。這樣MMS-3500機架的位移和振動數據可傳送至DAQ，而用戶可通過連接儀表局域網訪問MMS 3500和DAQ中的數據。機器狀況監視服務器(DAQ)能分析和顯示轉動機械動態特性圖形，它所需要的工藝過程實時數據是通過中央歷史數據庫(PI)與儀表局域網的連接來提供的。

　　4. 在線氣相色譜分析儀系統(GC)

　　GC的控制器安放在有關生產裝置的控制外站內，它除了通過雙冗余Modbus串行鏈接與DCS通信之外，還通過儀表局域網連接到設置在中央控制室(CCR)工程師室內(或維修大樓內)的GC工程師站中，從而使得組態設計功能可在CCR工程師室內(或維修大樓內)執行，并能訪問GC網絡上所有的氣相色譜儀，用于數據的采集、診斷、校準等。

　　5. 電氣設備檢測控制系統(MCC)

　　電氣系統是使用智能開關裝置對電機和其他電氣設備進行控制。每個智能開關都帶有基于微處理器的保護、監視和控制裝置，電機控制總線將最多128個智能開關裝置連接起來，并與各配電室內的數據集中器相連，它們是環形連接，如果總線中間斷開不會影響與各電氣設備的通信。

　　一個配電室內可能有多個數據集中器，它們通過雙冗余Modbus串行鏈相互鏈接并與對應控制外站內的DCS通信鏈接。所有低壓電機控制數據，電機運行狀態和電機的功率均通過Modbus鏈接傳送到DCS中顯示。在中央控制室操作員能夠通過各裝置DCS操作員站畫面上的電機操作畫面訪問所有的電機，同時在DCS中組態的聯鎖系統也通過雙冗余Modbus串行鏈進行電機的啟動、停止或啟動禁止操作。但是SIS聯鎖系統需要進行電機的啟動、停止或啟動禁止操作時，則應采用硬連接線方式與電機控制回路連接。

　　各配電室內的遠方終端單元(REF 560)能夠收集大功率高壓電機繞組溫度、功率等參數，電氣供電分布系統的狀態數據，并通過通信接口卡連接變頻控制器(例如，西門子的Profibus變頻通信總線)。

　　遠方終端單元(REF 560)也通過Modbus串行鏈與對應控制外站內的DCS通信鏈接。

　　各配電室內(substation)的數據集中器(INSUM ICU)和遠方終端單元(REF 560)由電氣局域網絡相鏈接，這是一個以太網(TCP/IP)，另外放置在各配電室內的SCADA系統工程師站也鏈接到這個網上，它可對整個配電分布系統的狀態和所有電機運行狀況進行監測，并可對它們進行工程組態。在中央控制室中安裝有SCADA服務器，SCADA工程師站和低壓電機工程師站，它們與此電氣局域網絡連接，同樣可對整個配電分布系統的狀態和所有電機運行狀況進行監測，并可對它們進行工程組態。

6. 工廠信息(PI)網絡

　　各生產裝置的DCS中有一個負責記錄和儲存工藝數據的連續歷史數據庫應用工作站，它一方面與本裝置的DCS控制網絡連接采集DCS數據，同時通過專用網絡(RAS)與其他裝置的連續歷史數據庫應用工作站互相連接。此網絡通過防火墻與設置在行政大樓辦公室內的中央歷史記錄服務器(central PI)相連接。這個網絡稱工廠信息局域網(PI網絡)，它將各生產裝置的工藝數據傳到全廠范圍的中央歷史數據庫(central PI)中，供企業各部門查閱，并為其他管理軟件和系統提供數據。

　　7. 先進控制和優化網絡(APC網絡)

　　在具有APC先進控制的裝置里，DCS控制網上有一個APC應用工作站，可采集DCS的有關數據。各裝置的APC先進控制服務器通過OPC網絡與對應裝置的APC應用工作站連接。先進控制APC服務器中的計算結果，控制數據和DCS的過程實時數據是通過APC網絡相互傳送，可實時處理各種設定點及其他控制參數。APC應用工作站的主要功能是起OPC通信作用以及放置某些DCS中沒有的"中間計算"功能模塊。APC網絡是冗余的。


　　另外APC服務器通過儀表局域網與操作員臺上的一般用途PC機連接<