一、SECCO項(xiàng)目

SECCO（Shanghai Ethylene Cracker Complex Project）是指上海乙烯裂解聯(lián)合裝置，由英國(guó)BP公司、中國(guó)石化、上海石化共同組建，共包括以下五套工藝裝置。

①90萬(wàn)噸/年乙烯裝置（采用ABB LUMMUS工藝技術(shù)），20萬(wàn)噸/年芳烴提取裝置和9萬(wàn)噸/年丁二烯提取裝置。

②50萬(wàn)噸/年苯乙烯裝置（采用ABB LUMMUS工藝技術(shù)）和30萬(wàn)噸/年聚苯乙烯裝置（使用BP技術(shù)）。

③60萬(wàn)噸/年聚乙烯裝置（采用BP工藝技術(shù)）和25萬(wàn)噸/年聚丙烯裝置（使用BP技術(shù)）。

④26萬(wàn)噸/年丙烯腈裝置（采用BP工藝技術(shù)）。

⑤公用工程和OSBL，包括蒸汽生產(chǎn)、發(fā)電以及罐區(qū)等。

整個(gè)聯(lián)合裝置由SECCO ICS（Integrated Con-trol System）來(lái)進(jìn)行監(jiān)視和控制，其中ICS又由DCS、SIS、 F&G、AHP、GPC組成。DCS采用的是FisherRousment公司基于FF現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的DeltaV控制系統(tǒng)；SIS為儀表安全系統(tǒng)；F&G（Fire&Gas）系統(tǒng)通過(guò)冗余的Modbus串行線(xiàn)與DCS系統(tǒng)連接，由DCS對(duì)火災(zāi)報(bào)警、煙氣檢測(cè)以及其他與 F&G相關(guān)的信息進(jìn)行顯示；AHP（Auxiliary Hardwired Panel）輔助硬連線(xiàn)盤(pán)上安放有SIS系統(tǒng)的緊急停車(chē)按鈕、過(guò)載開(kāi)關(guān)和信號(hào)類(lèi)等部件；GPC（General Purpose PC）用來(lái)完成全廠(chǎng)CCTV和LAN的實(shí)現(xiàn)。

全部裝置由一個(gè)中央控制室（Central Control Room CCR）和十四個(gè)外站（Outstation）構(gòu)成，中央控制室用于監(jiān)視管理所有的工藝裝置和公用設(shè)施，是聯(lián)合裝置中最關(guān)鍵的部分。每個(gè)裝置會(huì)有若干個(gè)外站，所有現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)都先傳送到外站，再?gòu)耐庹舅偷街醒肟刂剖摇CS、SIS、 F&G系統(tǒng)的控制器都放在外站里，每個(gè)外站都有一個(gè)操作員，平常不設(shè)人員值班，僅僅是用來(lái)方便現(xiàn)場(chǎng)操作人員就近使用的，如進(jìn)行儀表調(diào)試（包括回路測(cè)試）等。

二、FF現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)特點(diǎn)

基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)（Foundation Fieldbus）通常稱(chēng)為FF現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，它分為H1和H2兩級(jí)總線(xiàn)。H1采用符合IEC 61158-2標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)物理層；H2則采用高速以太網(wǎng)為其物理層。

H1現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)物理層的主要電氣特性如下：采用位同步數(shù)字化傳輸方式；傳輸波特率為31.25kbit/s；驅(qū)動(dòng)電壓9～32V DC；信號(hào)電流±9mA；電纜型式屏蔽雙絞線(xiàn)；接線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可采用線(xiàn)形、樹(shù)形、星形或者符合形；電纜長(zhǎng)度小于等于1900m（無(wú)中繼器時(shí)）；分支電纜的長(zhǎng)度30～120m；掛界設(shè)備數(shù)量小于等于32臺(tái)（無(wú)中繼器時(shí)）；可用中繼器小于等于4臺(tái)；適用防爆方法有本質(zhì)安全防爆方法等。

三、FF現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

1、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

現(xiàn)場(chǎng)采用雞爪形（Chickens Foot）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每個(gè)段僅有一個(gè)雞爪，在SECCO項(xiàng)目中不允許使用復(fù)式雞爪形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
　　
2、總線(xiàn)供電

H1現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)在一根屏蔽雙絞線(xiàn)電纜上完成對(duì)多臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)儀表的供電和雙向數(shù)字通訊?？刂葡到y(tǒng)所配備的H1網(wǎng)卡通常只負(fù)責(zé)與現(xiàn)場(chǎng)儀表的雙向通訊。而總線(xiàn)的供電則需由專(zhuān)門(mén)的FF配電器完成。

H1總線(xiàn)以段為單位，每塊H1網(wǎng)卡有兩個(gè)端口，每個(gè)端口連接一個(gè)段，而每一段需配一臺(tái)FF配電器?？偩€(xiàn)的兩端還需各配一個(gè)終端電阻，以消除高頻信號(hào)的回聲。

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有許多需要外置電源供電的二線(xiàn)制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，一般工作電壓為9～32V，典型為24V。每臺(tái)設(shè)備吸收電流在10～25mA之間。為了確保足夠的電壓維持運(yùn)行，就必須在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)區(qū)域配置時(shí)知道每臺(tái)設(shè)備的功耗、位置、電纜的阻抗和電源電壓等情況，分別計(jì)算出干線(xiàn)、支線(xiàn)上的電壓降，最終得到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上的電壓。

3、電纜線(xiàn)

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的物理信號(hào)、終端、電源、本質(zhì)安全等與常規(guī)儀表不同，兩者使用的電纜必須加以區(qū)別。可供的通訊速率為31.25kb/s的H1現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的電纜線(xiàn)類(lèi)型、規(guī)格、最大長(zhǎng)度等，應(yīng)根據(jù)工程需要來(lái)選擇電纜。一般首選A型用于新裝置；B型可作為替代器；C型、D型僅用于改造的裝置。
在工程中，必須注意電纜線(xiàn)的屏蔽與接地，首選A、B型屏蔽電纜。C、D型電纜也可將導(dǎo)線(xiàn)穿于金屬管中進(jìn)行屏蔽，使用屏蔽電纜后，需將各支線(xiàn)與干線(xiàn)的屏蔽連接起來(lái)，然后集中一起進(jìn)行接地；必須注意電纜線(xiàn)與設(shè)備連接的極性問(wèn)題，因此，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)使用的曼徹斯特信號(hào)是交替電壓，每bit改變1次或兩次極性。在非供電網(wǎng)絡(luò)中只存在這種交流電壓。在供電網(wǎng)絡(luò)中交替電壓是疊加在給設(shè)備供電的直流電壓之上。無(wú)論那種情況，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接受電路只注意交替電壓。正、負(fù)電壓的跳變表示不同的意義。因此，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的信號(hào)是有極性的?？偩€(xiàn)的供電設(shè)備也是有極性的。必須相同的極性連接在一起。使用彩色標(biāo)記的電纜線(xiàn)以方便施工。目前，還有一種網(wǎng)絡(luò)供電的非極性設(shè)備，它能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)極性檢測(cè)和校正，正確地接受不同極性的信號(hào)，使用時(shí)可以盲接。

4、短路保護(hù)

在FF現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的每一個(gè)段中掛有多臺(tái)設(shè)備，如果在實(shí)際使用當(dāng)中任何一臺(tái)的連線(xiàn)短路，都會(huì)對(duì)整個(gè)段產(chǎn)生致命的損害，因此必須充分重視FF總線(xiàn)的短路問(wèn)題。這是因?yàn)椋菏紫?，F(xiàn)F總線(xiàn)是在一對(duì)屏蔽雙絞線(xiàn)上掛接了多臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)儀表，其中任何一臺(tái)儀表的短路，都會(huì)導(dǎo)致整段總線(xiàn)的短路。當(dāng)在線(xiàn)維護(hù)儀表外殼，從而造成短路。即使這種短路是短暫的，也會(huì)危害整段總線(xiàn)的正常工作；其次，由于一段總線(xiàn)上任何一點(diǎn)的短路，都造成整段的短路，使得查找和排除短路故障比較困難。比如，某段總線(xiàn)掛接了8臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)儀表，末尾還有一臺(tái)網(wǎng)端。這8臺(tái)儀表的安裝位置可能相距30m或3層平臺(tái)。當(dāng)該段總線(xiàn)發(fā)生短路時(shí)，儀表維護(hù)人員無(wú)法直觀(guān)地判斷是那臺(tái)表發(fā)生短路，也無(wú)法判斷是只有一個(gè)短路點(diǎn)，還是不止一個(gè)。必須做好檢查所有8臺(tái)儀表的準(zhǔn)備。也許要花一個(gè)小時(shí)、來(lái)回跑幾百米、上下爬幾層平臺(tái)，才能找到問(wèn)題所在。

解決短路保護(hù)問(wèn)題，最直接有效的辦法是采用具有總線(xiàn)各分支短路保護(hù)功能的現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)盒。這種短路保護(hù)接線(xiàn)盒可以使得任何一臺(tái)儀表的短路都不影響本總線(xiàn)段其他儀表的工作，而且使得儀表維護(hù)人員在控制室內(nèi)便可以對(duì)短路故障點(diǎn)一目了然。

5、SECCO特定規(guī)則

SECCO項(xiàng)目在FF現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的使用當(dāng)中，根據(jù)具體的實(shí)際情況制定了許多規(guī)定，簡(jiǎn)略如下：

①標(biāo)準(zhǔn)控制回路中的閥門(mén)和變送器應(yīng)該位于同一個(gè)段中，例如在一個(gè)壓力回路中，壓力變送器和閥門(mén)應(yīng)該位于同一個(gè)段中。

②在現(xiàn)場(chǎng)每一個(gè)段中必須至少有一臺(tái)儀表具備LAS備份功能。

③每個(gè)段掛接的儀表數(shù)量不超過(guò)12臺(tái)。一般情況下每個(gè)段設(shè)計(jì)負(fù)載為9臺(tái)，另外3臺(tái)留作將來(lái)增加使用。

④每個(gè)段的負(fù)載中的閥門(mén)不超過(guò)2個(gè)。

⑤一個(gè)段中功能塊處理時(shí)間為0.25秒的儀表的數(shù)量不超過(guò)3個(gè)。

⑥對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的控制回響，控制（PID塊）設(shè)置在閥門(mén)定位器中。串級(jí)控制中，主控制回路在DCS中，副回路則由閥門(mén)定位器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

⑦對(duì)于采用多點(diǎn)測(cè)量的設(shè)備，例如采用多點(diǎn)溫度和多點(diǎn)壓力測(cè)量的反應(yīng)器，應(yīng)將儀表均勻地分布在多個(gè)段中。

⑧主LAS位于H1控制器中，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中至少有一個(gè)備份LAS。

⑨一個(gè)段的分支電纜長(zhǎng)度不能超過(guò)120米，并盡可能將每個(gè)分支設(shè)計(jì)在10米之內(nèi)。

⑩在現(xiàn)場(chǎng)，所有FF現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)儀表都通過(guò)在電纜標(biāo)識(shí)的末端使用附加的桔紅色鑲邊，來(lái)和傳統(tǒng)的4～20mA儀表進(jìn)行區(qū)分。

四、結(jié)束語(yǔ)

FF現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在SECCO項(xiàng)目中如此大規(guī)模的應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)是不多見(jiàn)的。該套現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域達(dá)到了世界先進(jìn)水平。從安裝、布線(xiàn)、儀表的使用到現(xiàn)場(chǎng)操作和維護(hù)都節(jié)約了大量的費(fèi)用。在今后的應(yīng)用中，應(yīng)充分發(fā)揮其靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、真正的可互操作性及開(kāi)放性等功能，盡快掌握現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)在工程方面的應(yīng)用技術(shù)，最大限度的發(fā)揮其功能，更好地為生產(chǎn)和管理服務(wù)。