基于现场总线的石化数字化工厂

基于现场总线的石化数字化工厂解怀仁中国石油和石化工程研究会CPPEI2008-1112/13/20221中国石油和石化工程研究会-CPPEI目录一,石化仪表控制系统的发展;二,数字化工厂的概念;三,石化数字化工厂构架;四,数字化控制系统的施实；五,现场总线应用效果显著六,应用FCS注意的几个问题;12/13/20222中国石油和石化工程研究会-CPPEI一,石化仪表控制系统的发展1，1975年以前，模拟仪表时期,控制室及现场均采用的是模拟仪表或单回路控制器。模拟控制仪表装在控制室的仪表盘上,现场仪表送信号到控制室；(1975年以前)

12/13/20223中国石油和石化工程研究会-CPPEI2，1975年后DCS取代控制室内的模拟仪表，用CRT显示，现场仪表是模拟的。DCS---在控制室用CRT取代仪表盘，但现场仪表安装没大变化；四线变二线；1975年至今,石化上了近千,开始上DCS还是不上DCS也是争论的，也是有个过程—30年。12/13/20224中国石油和石化工程研究会-CPPEI仪表与控制系统应用的变革3，10年前DCS有不足点(开放性)，国外大公司联合开发了FCS。近10年发展的很快，应用，推广全世界已安装的基金会系统超过12，000套。什么是现场总线控制系统:由现场网络，控制单元，现场总线仪表组成现场总线控制系统。FCS不仅取代控制室内的模拟仪表，用CRT显示，现场仪表也改用数字化现场总线仪表。是全数字化仪表控制系统。FCS—在控制室用CRT取代仪表盘；现场仪表安装有变化---连接在网段上；12/13/20225中国石油和石化工程研究会-CPPEIFCS----这是非常大的变革----全厂仪表与控制有一大的变革。一个石化厂现场仪表的数量很多。上千台或上万台表—要用数字化仪表—现场总线仪表。4，DCS-FCS与ERP/MES集成全厂性的数字化管控一体化的系统，逐步建成石化数字化工厂。另外，无线网络系统也发展了。

12/13/20226中国石油和石化工程研究会-CPPEI12/13/20227中国石油和石化工程研究会-CPPEI1,远程监视(FullDigital-全数字化)•仪表・设备的远程诊断•报警处理•管理人的作业2,远程作业

•远程操作•远程（高级)控制•改善效率的活动•外部采购12/13/20228中国石油和石化工程研究会-CPPEI二,数字化工厂的概念数字化工厂结构是一个新的发展趋势,它对石化行业的改善及获得效益将会起到巨大的作用!随着数字化工厂的建设,功能不断增加,企业的收益不断增加.1,华东理工大学-艾默生过程管理公司联合建成数字化工厂实验中心是集自动化技术、计算机技术、网络通信技术、先进制造技术于一体，是多专业知识与技术的集成。12/13/20229中国石油和石化工程研究会-CPPEI2,国外仪表专家理念;

(1)采用最新的感知技术和全数字式总线网络得到信息能很好地监视工厂的运行;用实现世界先进的数字变送器、先进传感器、及世界最大的现场总线计测控制的技术能力，实现工厂全部信息的数字化,使你能透彻地洞察你的工厂。

12/13/202210中国石油和石化工程研究会-CPPEI(2)可以预知将将要发发生的的事情情,因此此能进进行良良好好而无无混乱乱的管管理,从而而获得了了对将将来来的行行动进进行决决策的的时间间。使用先先进的的机器器管理理软件件AMS(AssetManagementSoftware)和高高级监监视视软件件等,使你你能预预测你你工厂厂的将将来。。12/8/202211中国石石油和和石化化工程程研究究会-CPPEI(3)对客户户、市市场的的需求求可以以作出出迅速速地反反映，，成成为环环保而而又安安全的的工厂厂。参用世界的的最高性能的的过程控制制系统、高度的控控制软件,及丰富富的应用技技术诀窍，，保证使企企业的事业业日益向上上。12/8/202212中国石油和和石化工程程研究会-CPPEI3，建设数数字化工厂厂石化数字化化建设基于于智能化、、网络化、、集成化、、可视化思思想，通过过吸收当今今先进技术术，将使企企业实现包包括设计数字化化(CAN,INTOOLS)、、制造装备数数字化、生产过程数数字化(DCS,FCS)、管理数字化化(ERP.MES)和办公数字化化(OA)。从从而能做到到:1)产品从从设计到制制造、销售售，一直到到服务整个个生命周期期的数据都都用计算机机进行管理理，实现无纸设设计和无纸纸制造;2)企业的的工作过程程实现并行行工程;12/8/202213中国石油和石石化工程研究究会-CPPEI3)实现多场场地协调工作作;

4)保保证产品数据的一致性性、完整性、、惟一性、最新性及共共享性;--数据库及INTOOLS自控设计计软件。5)保证计划的一致性性和可行性;6)使管理具有动态态应变性、系系统性和模拟拟预见性;7)保证物流信息和资资金流信息的的统一。12/8/202214中国石油和石石化工程研究究会-CPPEI4，建设数字字化工厂的意意义通过数字化工工厂项目的建建设，将使企企业在以下几几个方面受益益:1)缩短新产产品的上市周周期;

2)减少新产品品的开发成本本;

3)优优化产品设计计以利于加工工;

4)优优化生产线配配置和布局，，减少生产线线准备和停机机时间;5)增加生产产线设备生产产力，提高生生产效率;6)改善工工人的劳动强强度，提高产产品质量。12/8/202215中国石油油和石化化工程研研究会-CPPEI三,石化化数字化化工厂构构架(一)石石化数字字化工厂厂---自动化化及信息息系统集集成的总总体目标标（1）健健康,安安全,环环保有可可靠保证证;（2）高高质量仪仪表与控控制,友友好人机机界面;（3）仪仪表控制制系统故故障引起起非计划划仃车最最少；（4）提提供实时时，准确确，唯一一的信息息数据；；（5）提提供预测测维修计计划，库库存控制制和采购购计划；；（6）根根据市场场需求，，提供生生产管理理，生产产计划和和调度友友化；（7）提提供电子子商务平平台，实实现供应应链信息息集成。。12/8/202216中国石油油和石化化工程研研究会-CPPEI(二)石石化数字字化工厂厂初级方方案（1）第第一级级管理系系统包括括办公管管理系统统办公自动动化(OA)，，ERP/MES（要要考虑今今后发展展）12/8/202217中国石油油和石化化工程研研究会-CPPEI（2）第第二级生生产管理理系统①全厂生生产管理理和调度度中心(PMCC)设设在厂部部综合管管理楼。。②各联合合控制室室的DCS-FCS控控制系统统通过网网络设施施与调度度中心进进行联网网，生产产调度人人员可随随时了解解过程信信息,以以实现生生产管理理。12/8/202218中国石石油和和石化化工程程研究究会-CPPEI③为了了保证网网络安安全和和数据据实时时传输输的速速度，，在各各UCR与与PMCC之间间设置置独立立的网网络实实现通通讯。。④生产产管理理和调调度中中心(PMCC)可可随时时调用用全厂厂主要要电视视监视视图象象。⑤生生产管管理和和调度度中心心(PMCC)可显显示全全厂所所有的的可燃燃气体体和有有毒气气体报报警信信号。。12/8/202219中国石石油和和石化化工程程研究究会-CPPEI（3））第三三级数数字化化控制制系统统全厂设设一个个控制制室或或按区区域设设联合合控制制室：：按照照工艺艺的实实际情情况，，工艺艺操作作危险险分散散的原原则，，全厂厂采用用的生生产管管理模模式和和操作作方式式为：：设置置联合合控制制室作作为装装置的的操作作中心心，在在各联联合控控制室室对相相关的的生产产装置置、公公用工工程及及储运运系统统进行行集中中操作作和管管理。。12/8/202220中国石石油和和石化化工程程研究究会-CPPEI12/8/202221中国石石油和和石化化工程程研究究会-CPPEI企业数数字化化管控控一体体化系系统数字化化管控控一体体化系系统是是采用用ERP/MES/PCS三三层结结构：：过程控控制层层(PCS)、、制造造执行行层(MES)、经经营管管理层层(ERP)集集成的的现代代化系系统，，可对对生产产经营营进行行科学学地分分析、、评价价和预预测，，对生生产计计划和和经营营策略略及时时进行行调整整，以以适应应多变变的市市场要要求。。(分分别介介绍一一下ERP/MES/PCS功能能)12/8/202222中国石石油和和石化化工程程研究究会-CPPEI12/8/202223中国石油油和石化化工程研研究会-CPPEI(三)企企业资源源管理系系统ERP企业资源源计划(ERP)是一一种现代代企业先先进管理理方法，，采用ERP系系统，将将使企业业获得最最大的经经济效益益。2002年年至2005年年，石化化行业经经试点，，现已超超过20家公司司的ERP系统统投入运运行。正正在全面面推广的的ERP系统，，实施面面约占60%以以上12/8/202224中国石油油和石化化工程研研究会-CPPEI企业资源源管理系系统ERP企业资源源计划系系统（ERP）是市场经经济和信信息网络络技术的的发展的的产物。。ERP着着眼于企企业内部部资源的的优化整整合，强强化对市市场动态态的及时时把握，，为企业业的高效效经营管管理提供供强有力力的支撑撑。实施ERP系统统极大地地有助于于新体制制的建立立，推动动从以计计划为龙龙头、调调度为中中心的经经营模式式向以市市场为导导向、财财务为核核心的经经营模式式转化，，以提高高企业的的核心竞竞争力。。12/8/202225中国石油油和石化化工程研研究会-CPPEIERP系系统主要作用用是流程程规范、、业务集集成、信信息透明明。ERP系系统通过过信息的的动态集集成实现现了业务务功能的的无缝集集成，不不但能够够最大限限度的保保证信息息的完整整性、及及时性和和共享性性，而且且能够对对核心业业务进行行自动化化驱动和和有效控控制。ERP系系统通常常包含财务会计计、管理理会计、、销售分分销、物物流管理理、生产产计划、、设备维维护等核核心模块块。一个典型型的ERP除了了上述功功能外，，在不同的的应用中中，可能还包包括项目目管理、、投资管管理、资资金管理理、人事事管理等等辅助功功能。12/8/202226中国石油油和石化化工程研研究会-CPPEI企业资源源管理系系统功能能（ERP）1,财务务会计是是ERP的核心心，2,管理理会计通通常包括括成本中中心会计计、3,销售售与分销销4,物流流管理5,生产产计划6,ERP系统统的设备备维护功功能12/8/202227中国石油油和石化化工程研研究会-CPPEI(四)制制造执行行层(MES)MES是是企业数数字化系系统的中中心环节节，在ERP/MES/PCS整个个系统中中起到承承上启下下的作用用。MES主主要完成成生产计划划的调度度与统计计、生产过程程成本控控制、产品质量量控制与与管理、物流控制制与管理理、设备安全全控制与与管理、生产数据据采集与与处理等功能。。12/8/202228中国石油和石石化工程研究究会-CPPEIMES主要功功能1,实时数据库与与信息管理2,生产计划与调调度优化3,流程模拟与工工程4,数据校正与物物料平衡5,实时动态模拟拟系统6,先进控制与优优化12/8/202229中国国石石油油和和石石化化工工程程研研究究会会-CPPEIMES系系统统功功能能1,实实时时数数据据库库与与信信息息管管理理通过过实实时时数数据据库库，，企企业业可可集成成生产产计计划划与与生生产产调调度度、、先先进进控控制制与与优优化化、、设设备备维维护护与与管管理理、、动动态态成成本本管管理理、、化化验验信信息息系系统统、、流流程程模模拟拟与与优优化化、、ERP等等系系统统，，并并把把这些些信信息息有有机机连连在在一一起起，，在在业业务务管管理理和和生生产产控控制制之之间间起起到到上上下下贯贯通通、、管管控控一一体体化化的的作作用用。。12/8/202230中国国石石油油和和石石化化工工程程研研究究会会-CPPEI2,生生产产计计划划与与调调度度优优化化生产产调调度度系系统统实施施企业业生生产产计计划划，，保保证证全全厂厂稳稳定定、、高高效效地地生生产产。。调调度度决决策策系系统统将生生产产计计划划、、生生产产调调度度、、工工艺艺操操作作和和油油品品储储运运等等联联系系起起来来，，提提前前预预测测生生产产和和油油品品库库存存情情况况，，并并可可进进行行调度度优优化化。。12/8/202231中国国石石油油和和石石化化工工程程研研究究会会-CPPEI3,流程程模拟与与工程通过工程程流程模模拟与优优化等先先进技术术，找到最佳佳的操作作条件，在满足足生产装装置安全全生产和和产品质质量合格格的优化化条件下下进行生生产，是是石化企企业挖潜潜增效的的有效途途径。12/8/202232中国石油油和石化化工程研研究会-CPPEI4,数据据校正与与物料平平衡通过实时时数据库库等系统统，许多多炼化企企业已实实现了生生产过程程数据的的自动采采集、生生产装置置的远程程监测等等，其数据校校正与分分析应用用有以下下几点：：全厂生产产工艺过过程的物物料、能源平衡衡计算；；为成本本核算、、收率核核算、罐罐区管理理和生产产统计等等提供准准确可靠靠的数据据；为生产计计划和调调度提供供有力支支持；为为ERP等系统统提供基基础数据据。12/8/202233中国石油油和石化化工程研研究会-CPPEI5,实时时动态模模拟系统统实时动态态模拟系系统可提供整整个炼化化企业高高精确度度、多功功能动态态模拟，，可用于设设计、工工厂开车车、工厂厂改造等方面的的操作改改进，并并通过提提高炼化化企业生产能力力和培训训操作员员技能，实现效效益的最最大化。。12/8/202234中国石油油和石化化工程研研究会-CPPEI（五）数数字化控控制系统统PCS1，FCS的特特点(1)开开放式系系统现场总线线工作站站同时挂挂在现场场总线和和局域网网两层网网络上，，通过后后者可与与其他计计算机系系统或网网络进行行高速信信息交换换，以实实现资源源共享。。另外，现场总线线的技术术标准是是对所有有制造商商和用户户公开的的，可实现技技术共享享。通信总线线标准统统一全开开放，打破破个别厂厂商的垄垄断，给给技术以以强大的的支持群群体。FCS则则做到系系统从上上到下全全开放。。12/8/202235中国石油油和石化化工程研研究会-CPPEI(2)全全数字化化通信FCS智智能型现场仪表表传感器器及其ＡＡ/Ｄ转转换器其其数字信信号在传送出仪表表之前可得到到补偿，因此此，提高了系系统的测量和和控制精确度度。由于采用双向数字字信号传输数数字化使系统统精度提高；；现场设备的信信息增多几十十倍，可用于于自诊断，系系统调试，管管理从而提高高系统的有效效性；同一电电缆挂多台现现场设备从而而节省电缆的的施工量12/8/202236中国石油和石石化工程研究究会-CPPEI传统4-20mA一个变量一个方向数字信号多变量双向ControllerControlSystemNetworkFieldbusInput/OutputSubsystemControllerControlSystemNetwork实现数字化化、双向通通信取消数字/模拟转换换12/8/202237中国石油和和石化工程程研究会-CPPEI(3)可互互操作性现场总线智智能仪表按按统一的技技术标准，，不同厂家家的产品，，只要遵守守相同的现现场总线标标准就可互互连互换，，统一组态态，即插即即用，以方方便设备更更新或系统统扩展。12/8/202238中国石油和和石化工程程研究会-CPPEI多站：一条条现场总线线挂接多台现现场设备FieldbusControllerControlSystemNetworkFCS的特特点--(3)互操作性（（Interoperability）A厂商设备备B厂商设备备C厂商设备备任何制造商商的设备，，只要其遵遵循总线标标准，即可可进行互操操作互换性实现即插即即用12/8/202239中国石油和和石化工程程研究会-CPPEI(4)控制制分散度高高现场总总线智智能仪仪表除除具有有基本本功能能外，，还有有控制制和运运算等等功能能，可可实现现彻底底分散散控制制。每条总总线可可连接接多台台现场场仪表表，由由智能能的现现场设设备带带PID,可分分散地地完成成DCS控控制器器的功功能，，使控控制风风险彻彻底分分散，，提高高系统统控制制的自自治性性和可可靠性性。12/8/202240中国石石油和和石化化工程程研究究会-CPPEI(4)控制制高度度分散散12/8/202241中国石石油和和石化化工程程研究究会-CPPEI四，数数字化化控制制系统统的实实施现场总总线在在全世世界发发展迅迅速，，尤其其是在在工业业过程程控制制领域域，产产品日日趋完完善，，并得得到了了广泛泛的应应用。。目前前，全世界界已安安装的的基金金会系系统超超过12，，000套套，已已安装装的现现场设设备超超过1000，，000台台以上上;其其中，，在中中国已已安装装系统统超过过100套套，已已安装装现场场设备备超过过数万万台。。基金会会现场场总线线已在在美洲洲、欧欧洲、、亚洲洲以及及大洋洋洲得得到应应用，，最终终用户户遍及及各主主要工工业发发达国国家。。最近国国外——沙特特，印印度最最大项项目，国内赛赛科，，福建建石化化，南南海，，旅顺顺油田田等项项目采采用了了FCS。。基金金会现现场总总线为为石油油化工工企业业提供供了全全数字字化的的控制制系统统。12/8/202242中国石油和和石化工程程研究会-CPPEI1，赛科，，福建建造造新型石化化数字化工工厂确立的目标标：（1）将联联合装置建建成一个世世界级装置置，降低中中国对进口口石化产品品的依赖性性；

（2）从进料料到下游石石化产品的的生产效率率进行全程程自动控制制；

（3）工厂应应采用最先先进的自动动控制技术术，确保公公司在未来来竞争中处处于优势地地位。12/8/202243中国石油和和石化工程程研究会-CPPEI2,选FF的原因先进的世界界级工程项项目，与之之配套的必必须是先进进的过程控控制系统，，以确保发发挥先进工工业流程、、保证安全全运行、透透明维护和和减少次生生污染等。。首推基金会会现场总线线，主要是建建立在未来来工业自动动化---数字时代代的需求上上。首选的原因因：12/8/202244中国国石石油油和和石石化化工工程程研研究究会会-CPPEI(1)现现场场总总线线是是企企业业信信息息化化的的一一部部分分。以信信息息化化带带动动工工业业化化，，应应用用综综合合自自动动化化技技术术改改造造提提升升石石油油和和化化工工产产业业是是我我国国一一项项长长期期重重要要决决策策。。不断断提提高高和和完完善善现现场场总总线线应应用用水水平平，，是近近年年随随着着信息息技技术术和和信信息息交交换换的覆覆盖盖面面从从企企业业管管理理、、生生产产过过程程控控制制向向现现场场设设备备的的各各个个层层次次延延伸伸发发展展的的需要要，是企企业业信信息息化化、、自自动动化化发发展展的的要要求求。。12/8/202245中国国石石油油和和石石化化工工程程研研究究会会-CPPEI(2)应用用现现场场总总线线四四大大优优点点现场场总总线线是是指指安安装装在在生生产产过过程程区区域域的的现现场场设设备备、、仪仪表表与与控控制制室室内内的的自自动动装装置置、、系系统统之之间间的的一一种种串串行行、、数字字式式、、多点点通通讯讯的的数数据据总总线线。。它它有有以以下下优优点点：：控控制制分分散散，，且且能能在在线线运运行行条条件件下下对对系系统统和和现现场场设设备备进进行行诊诊断断，，可可进进一一步步提提高高运运行行可可靠靠性性；；数字字双双向向传传送，，传送送精精度度高高；；AMS可可预预维维修修,减减少少相应应的的工工程程量量；；安装装方方便便。。具具有有最最新新的的国国际际化化标标准准，，只只要要符符合合统统一一的的国国际际标标准准的的所所有有的的现现场场仪仪表表都都可可与与此此联联用用和和通通讯讯。。12/8/202246中国国石石油油和和石石化化工工程程研研究究会会-CPPEI(3)现现场场总总线线给给企企业业建建设设和和管管理理带带来来丰丰盛盛回回报报从世世界界和和国国内内众众多多用用户户的的经经验验来来看看，，采采用用基基金金会会现现场场总总线线的的具具体体好好处处是是：：1，，减减少少工工程程管管理理总总体体维维护护劳劳动动力力50%；；2，，对对于于一一个个工工厂厂区区域域的的维维护护，，减减少少操操作作人人员员非非必必要要外外出出现现场场维维护护量量60%以以上上；；3，，在在设设备备投投运运前前，，减减少少组组态态时时间间66%、、设设备备标标定定时时间间减减少少66%；；4，，减减少少设设备备调调试试时时间间40～～90%。。从从而而，，在工工厂厂的的整整体体效效率率，，会会提提高高效效率率1.9%；5，，特特别别是是减减少少事事故故和和非非必必要要停停车车在在25～～92%，，不不言言而而喻喻，，工工厂厂的的生生产产质质量量和和生生产产力力都都将将提提高高，，这这会会给给企企业业带带来来明明显显的的技技术术和和经经济济效效益益。。12/8/202247中国石油和石石化工程研究究会-CPPEI3，赛科90万吨乙烯裂裂解装置应用用石化系统的大大型项目也有有采用FCS进行生产过过程控制，如如赛科90万万吨乙烯裂解解装置的FCS是国内外外最大的现场场总线系统。。该系统包括括47000个个控制回路、、40000台仪表和与世界最大大基金会现场总线设备备联网的13000台智智能设备(集成10套套数字化控制制系统)。--1/3是是FCS。12/8/202248中国石石油和和石化化工程程研究究会-CPPEI这10套装装置由由一个个中心控控制室室进行行高度度集中中控制制-远程操操作。现场总总线的的PID控控制功功能在在阀门门控制制器实实现了了集散散控制制，提高了了可靠靠性，，极大大降低低了自自动控控制系系统和和现场场控制制设备备间数数据通通信负负载，，增强强了系系统可可靠性性。12/8/202249中国石石油和和石化化工程程研究究会-CPPEI上海赛赛科(SECCO)90万吨吨/年年乙烯烯工程程，DCS采用用Emerson公公司的的DeltaV系系统，，控制制站除除常规规I/O模模块外外，配配置了了FF-H1现现场总总线模模块，，每个个模块块的2个接接口分分别构构成2段FF-H1总线线，每每段FF-H1总线线设计计9台台仪表表(实实用6台，，备用用3台台)。。12/8/202250中国石石油和和石化化工程程研究究会-CPPEI该工程程实用用FF-H1现现场总总线段段2473条，，FF-H1现现场总总线仪仪表14375台，，平均每每个FF-H1现场场总线线段上上挂5.8台仪仪表。。FF-H1现场场总线线段上上集成成了不不同厂厂家的的现场场总线线仪表表：（1））Emerson的的温度度、压压力、、流量量等仪仪表，，（2）E+H的雷雷达液液位计计和流流量计计，（3））ABB的的阀门门定位位器；；（4））ROTORK的电电动马马达控控制器器，TYCO的的电动动马达达控制制器等等，保保证了了多种产产品的的一致致性和和互操操作性性。12/8/202251中国石石油和和石化化工程程研究究会-CPPEI12/8/202252中国国石石油油和和石石化化工工程程研研究究会会-CPPEI4,福建建炼炼油油乙乙烯烯的的应应用用项目目位位于于福福建建泉泉州州,由由中中石石化化,ExxonMobil和和Aramco共共同同投投资资兴兴建建.主主要要装装置置包包括括:新新建建一一个个80万万吨吨/年年乙乙烯烯装装置置新新建建一一个个80万万吨吨/年年聚聚乙乙烯烯装装置置新新建建一一个个40万万吨吨/年年聚聚丙丙烯烯装装置置新新建建一一个个70万万吨吨/年年芳芳烃烃装装置置新新建建一一个个整整体体煤煤气气化化联联合合循循环环发发电电装装置置新新建建一一个个800万万吨吨/年年炼炼油油联联合合装装置置原原有有400万万吨吨/年年炼炼油油联联合合装装置置的的改改造造12/8/202253中国国石石油油和和石石化化工工程程研研究究会会-CPPEI全厂厂采采用用数数字字化化自自动动化化结结构构,全全面面采采用用基基金金会会现现场场总总线线(FoundationFieldbus)技技术术.共共采采用用10套套DCS系系统统,2个个中中央央控控制制室室,22个个外外站站.总总IO点点数数超超过过40,000.FF现现场场设设备备12,000台台.项项目目将将于于2009年年投投入入商商业业运运行行12/8/202254中国国石石油油和和石石化化工工程程研研究究会会-CPPEI12/8/202255中国国石石油油和和石石化化工工程程研研究究会会-CPPEI5，，FCS应应用用系系统统集集成成的的模模式式FCS应用一一般有几种集集成方式：(1)装置级工程项项目中FCS自成系统如安庆项目；；(2)大型工程项目目中FCS和和DCS控制制站集成。一种是FF-H1现场总线模模块作为控制制站的下属I/O模块，例如Emerson公公司的DeltaV系系统，如赛科科项目。12/8/202256中国石油和石石化工程研究究会-CPPEI另一种是FF-H1现场总线模模块独立，例如Honeywell公司的ExperionPKSR300系统。前前者FF-H1依附于控控制器，信息息传输慢；后后者FF-H1独立，信信息传输快。。系统有工程程师站(ES)、操作员员站(OS)、计算机站站(CS)为为DCS操作作监控层设备备，控制站中中有冗余电源源(P)、控控制器(C)、现场总线线接口(H1)以及各类类I/O模块块。12/8/202257中国石油和石石化工程研究究会-CPPEI<1>FCS与DCS的的I/O总线线集成12/8/202258中国石油和石石化工程研究究会-CPPEI现场仪表或现现场设备通过过现场总线与与HU通信信，FIU再再通过I/O总线与DCS的控制制单元通信。。这样便实现现了现场总线线和DCS输输入输出总线线的集成，即即现场总线和和DCS控制制站的集成。。12/8/202259中国石油和石石化工程研究究会-CPPEIFCS和DCS--I/O总线的集集成特点：①除了安装现现场总线接口口板或现场总总线接口单元元外，不用对对DCS再做做其它变更；；

②充分利利用DCS控控制站的运算算和控制功能能块，即安全全又可对现场场总线仪表的的功能块的补补充；③利用已有DCS的技术术和资源，投投资少，见效快，便便于现场总线线推广和应用用。12/8/202260中国石油和石石化工程研究究会-CPPEI<2>FCS与DCS网网络的集成12/8/202261中国国石石油油和和石石化化工工程程研研究究会会-CPPEI现场场总总线线服服务务器器通通过过其其DCS网网络络接接口口卡卡与与DCS网网络络(DCSnet)通通信信，，也也可可以以把把FCS看看作作DCS网网络络上上的的一一个个节节点点或或DCS的的一一台台设设备备。。这这样样FCS和和DCS之之间间可可以以互互相相共共享享资资源源。。FCS直直接接借借用用DCS的的操操作作员员站站或或工工程程师师站站。。12/8/202262中国石油油和石化化工程研研究会-CPPEIFCS和和DCS网络的的集成特特点：①除了安安装现场场总线服服务器外外，不用用对DCS再做做其它变变更；②在现现场总线线上可以以独立构构成控制制回路，，实现彻彻底的分分散控制制；③现场总总线服务务器中一一些高级级功能块块，可以以与现场场仪表中中的基本本功能块块统一组组态，构构成复杂杂控制回回路；④利用已已有DCS的部部分资源源，投资资少、见见效快，，便于推推广现场场总线的的应用。。12/8/202263中国石油油和石化化工程研研究会-CPPEI6，对主主系统DCS的的要求主系统DCS功功能应能与FF现场场总线的的性能实实现集成，通过认认证和测测试并可可在线下下装；FF现场场总线性性能主要有:（1）自自动节点点寻址、、（2）互互操作性性、（3）利利用标准准DDL对设备备直接组组态、（4）FF设备备运行，，维护和和诊断数数据的直直接集成成、（5）调调整参数数，模式式，报警警和数据据质量、、12/8/202264中国石石油和和石化化工程程研究究会-CPPEI（6））调整整参数数，模模式，，报警警和数数据质质量、、（7））无需需关断断网络络，在在主系系统运运行时时就能能实现现现场场设备备的组组态、、（8））无需需调试试和启启动延延迟，，主系系统应应具备备向现现有网网络/网段段中添添加新新的现现场设设备并并可进进性全全部组组态、、（9））主系系统应应提供供设备备能力力文件件等。。12/8/202265中国石石油和和石化化工程程研究究会-CPPEIFCS与DCS共存存或相相融从以上上应用用可知知：DCS-FCS集成成控制制系统统是利利用已已有DCS的技技术和和资源源，最最实际际的数数字化化控制制方案案，便便于现现场总总线的的推广广和应应用。现场总总线控控制系系统与与DCS将将相互互兼容容与互互容。。预计计今后后很长长一段段时间间，DCS与FCS将共共存及及互补补。12/8/202266中国石油和和石化工程程研究会-CPPEI六，现场总总线应用效效益明显世界级乙烯烯裂解一体体化联合工工厂的建成成仅花费了了27个月月的时间，，比计划提提前了3个个月，10套一体化化工厂全部部顺利建成成。这主要要是采用石石化创新的的《IPMT+EPC+监理理》的项目目管理以及及聘用主要仪表供供应商（MIV）进行项目管管理、采用用基金会现现场总线的的PlantWeb数数字自动控控制结构，，从而加速了了施工进程程，保证了了顺利运作作，降低了了维护费用用，并为将将来的发展展构建了一一个先进、、开放的平平台。现场总线数数字控制系系统的应用用带来直接接的经济效效益，具体体表现如下下：12/8/202267中国石油和和石化工程程研究会-CPPEI(1)简化工程设设计，(2)彻彻底分散的的分布式结结构将1对对1模拟信信号传输方方式变为1对N的数数字信号传传输方式，，节省了模模拟信号传传输过程中中大量的A/D、D/A转换换装置。(3)控制功能下下装使危险险更分散，大大缩短短控制周期期。(4)