集成产品方案

集成产品方案

新疆中泰化学80万吨/年聚氯乙烯树脂及配套60万吨/年离子膜烧碱循环经济项目智能化通讯系统

发布时间:2012-01-10

  本项目位于新疆乌鲁木齐市区以北约35km,乌鲁木齐市米东高新技术产业园(甘泉堡工业区)东南部。其设计生产规模为年产聚氯乙烯 80万吨、离子膜烧碱60万吨,共分为一期、二期两期建设完成。结合新疆本地资源及项目具体情况,本项目聚氯乙烯生产以电石为原料,采用国际最新的电石法工艺,大型聚合釜全密闭悬浮聚合工艺;烧碱生产以固盐为原料,采用自然循环复极式离子膜电解技术。本项目顺利投产将使中泰化学成为国内最大的聚氯乙烯生厂商,大大提高中泰化学集团在整个国内PVC市场的领导地位。项目组成主要包括生产装置、公用工程及储运工程。

  本项目分为厂前区和工艺区,其中厂前区包括:办公大楼、职工公寓楼、职工食堂;预留生产服务中心、会议展览中心、研发中心、超市;生产装置区包括:电解、VCM、聚合、一次盐水、乙炔、电厂 、水泥装置。

 

一.项目系统构成
  根据化工项目多装置区、多系统的特点,全厂设置一个中央控制室同时设置有9个机柜间分别为:VCM机柜间、一次盐水机柜间、二次盐水及电解机柜间、聚合机柜间、乙炔机柜间、主办公楼弱电机柜间、中央控制楼机柜间、电厂机柜间、二期VCM机柜间。

全厂通讯系统如下:
1.电视监控(CCTV)系统
2.行政电话系统
3.调度电话系统
4.广播扩音系统
5.LAN(局域网)系统
6.UHF(无线集群)系统
7.全厂通讯UPS电源及有线电视系统

  因为本项目为国内PVC行业及新疆地区的重点工程,业主对此次全厂通讯系统提出了很高的要求。希望在安全可靠的基础上,引进国内外的先进经验,将全厂通讯系统建设成为真正意义上的智能化系统,成为行业内的标杆。成都海得根据多年来对化工领域的深刻理解,及多个PVC的建设经验,与业主及相关行业专家进行深入的调研及论证后,为业主提出了如下方案:

1)由于本项目厂区面积大、装置多。装置与装置之间布线距离较远,如果采用传统的综合布线方式,将耗费大量的人力物力在布线工作上,故建议业主采用综合光纤传输平台的技术方案。
2)由于本项目通信系统繁多,业主本身在这一块的技术力量较为薄弱,故建议业主采用通信系统集成商EPC的方式,这样可以大大减少业主的管理协调工作。
3)根据海得公司多年来在化工项目通信系统的经验,全厂多个通信子系统功能独立,系统与系统之间的联动无法实现,导致系统很多功能的闲置与浪费,同时为业主使用带来了巨大的不便,故海得建议业主使用我公司自主研发的海得通信系统综合处理后台软件。
4)以前通讯各系统均采用独立的服务器,运用最新的虚拟化技术,采用海得的容错服务器,将大大减少全厂的服务器数量,同时保障了数据的安全可靠性。
以上方案与业主仔细讨论后,均得到了业主的认同,便形成了此项目的基本构架与总体思路。以下将对此项目的技术创新进行详细介绍。

 

二.技术创新
1)光纤双环网综合传输平台
全厂采用OTN(开放传输网络)传输模式,开放传输网络是一种基于最新光纤技术的传输系统。其特点是采用双环通路,因而具有更高的网络可用性,并将各种不同服务类型集成到一个单一的网络。


 
a.开放传输网络通过使用其接口模块,能处理几乎所有现有的物理接口,能完全透明地通过网络传输各种不同类型的信息。基于面向未来的光纤技术架构,其使用距离实质上可不受限制。
b.作为全厂信息骨干传输网络,综合传输平台具有强大的可靠性及冗余性,所采用专业工业级设计可以满足较恶劣的工业环境及电磁干扰、在此方案中配置了双冗余电源及双冗余环网。
c.除CCTV、局域网、电话系统等系统外,开放式传输网络还可以扩展传输:MES全厂总调网系统、DCS控制系统、电力SCADA系统、UPS电源系统、GPS时钟信号、RS485、RS422、RS232通讯接口、广域安全系统(周界报警系统)、厂前区门禁及车辆管理系统。
d.综合传输平台设备具备音频矩阵、视频矩阵、网络交换等基本功能,在通信设备配置较少的装置区,不需配置电话远端模块、分控视频矩阵、二层交换机。
e.综合传输平台具有良好的扩展性方便甲方进行相应的扩容工作。

     中泰化学全厂光纤综合传输平台系统图如下:


 
2)综合处理后台
  鉴于厂区内通信系统繁多,为了更好的实现各系统之间的综合联动功能,此项目采用海得自主研发的综合处理后台。综合处理后台具备如下优势:

a.全厂通信系统设备的布置可通过一览图清晰可见各系统点位的分布状态。
b.综合故障分析功能分为前端设备故障检测及传输通道故障检测,可生成全厂通信设备报警及故障报表便用运行人员进行故障排查。
c.系统联动扩展功能:火灾报警与CCTV的联动、火灾报警与扩音对讲的联动、UHF与CCTV系统的联动,UHF无线集群系统、调度电话系统、扩应对讲系统可实现无缝连接。
d.综合处理后台应与各系统终端进行通信,可调用各系统的通信数据并生成相应报表。
e.应急预案功能可在全厂建立应急预案模型,在出现紧急情况下可根据预先设定好的应急预案进行自动指挥并撤离。
f.工艺培训可实现FLASH 的动画显示整个生产工艺流程,用于员工培训及领导参观。
g.系统录音及故障追溯功能,电话系统、扩音呼叫、集群对讲等系统均有录音实现故障的追溯及故障分析并找到相应责任人。
h.可视化SCADA功能,可将全厂重要的生数据在GIS三维建模上显示。

3)统一数据库系统
通过虚拟化技术使用容错服务器建立全厂统一数据库。
a.采用复杂的数据模型表示数据结构,数据冗余小,易扩充,实现了数据共享
b.具有较高的数据和程序独立性,数据库的独立性有物理独立性和逻辑独立性
c.数据库系统提供4个方面的数据控制功能,分别是并发控制、恢复、完整性和安全性。数据库中各个应用程序所使用的数据由数据库系统统一规定,按照一定的数据模型组织和建立,由系统统一管理和集中控制。
d.增加了系统的灵活性。
e.数据库系统为用户提供了方便的用户接口。可现实第三方的应用程序开发。

 

三.集成模式创新
  采用了国际最先进的通讯系统集成商理念,由通信系统集成商完成工程相关的所有深化设计、安装调试、人员培训,售后维护工作。大大缩短了工程的施工周期、减少业主的管理协调工作,进行智能化通讯系统“交钥匙”工程。

1)智能化工厂的布线方式:
将全厂传统单个系统的布线方式改为智能化弱电工厂的布线方式。

智能化弱电工厂的布线方式:
将全厂按照装置及功能划分具体的区域
将区域内部的所有设备接入统一的通信终端复用接入设备(OTN)
通过统一的传输设备及综合处理后台对全厂所有弱电设备进行统一的信号传输及设备管理

采用OTN方式进行智能化弱电工厂的优势:
大大减少了全厂的电缆及布线施工成本
极大的缩短了工程建设周期及系统调试时间
统一的信号传输及设备管理
统一的系统调试、售后服务、备件管理

2)智能化工厂的图像调用方式:

 
  CCTV系统应用在全部装置区和控制中心,整个系统分为装置级监控和中央控制室监控。装置级只需要管理本装置区内的图像,中央控制室需要能够调看全厂任意摄像头的图像。

  本地每个甲方指定装置区外操间配置键盘和监视器,装置区操作员直接控制矩阵实现本装置区的图像监控。同时通过多业务传输平台的视频板卡将图像传至中央控制室,用于中央控制室的图像调看。

  全厂图像连接到多业务传输平台,利用多业务传输平台内置的视频切换功能,这些图像无需都传输到中央控制室(如全部上传会浪费大量的系统带宽),当中央控制室操作员需要观看哪路图像时,哪路图像才会被上传到中央控制室操作员指定的显示设备(大屏幕或PC)上进行显示。

  中央控制室多业务传输平台的视频板卡同时输出数字视频集成信号给大屏幕进行显示和操作员PC端显示。

 

四.经济性创新
1.由于厂区多装置而面积较大,采用综合传输平台,只需要光纤双环网即将全厂各装置区连接起来、大大减少了每个系统单独布线的光纤、电缆数量。
2.集成了视频矩阵、音频矩阵、数据三层交换功能,可以直接将视频、音频等模拟信号直接处理传输,减少了大量的模拟转换设备及部分二层视频矩阵、二层交换机、二层电话交换机设备。
3.转换设备及二层设备的减少,减少了机柜数量、节省了空间。
4.基于OTN的多装置智能化工厂,可以将全厂根据装置划分成不同的区域,组成不同的环。环与环之间可以随意的连接,可以任意对环进行扩展。
5.在综合传输平台上可传输MES全厂总调网系统、DCS控制系统、电力SCADA系统、EMS能源管理系统等多个系统数据,节省业主在以上每个系统传输层设备的投资。
6.传统通信系统的布线方式将产生大量的维护费用,特别是在工厂运行一段时间以后,繁杂的线缆出现故障以后查找将耗费大量的人力物力,采用统一传输平台可大大减少维护量。

 

五.结论
  本项目是成都海得结合在化工系统多年来从事全厂通讯弱电系统集成实施经验,根据业主需求,选择行业内最先进的光线传输平台,并创造性地使用了全厂通讯综合管理后台,实现了真正意义上的智能化通讯工厂,为业主在工厂管理方面带来了极大的便捷性。该项目的成功实施,无论在新疆地区还是化工系统内均树立了行业标杆,并为海得在未来将智能化工厂的应用深入整个化工行业奠定了良好的基础。