开放式集成与协作：石油石化智能化发展新趋势

□ 本刊记者 何世念

□ 最近在北京国际展览中心举办的罗克韦尔自动化论坛现场。 何适 供图

推进生产运营的自动化、智能化是石油石化企业提高效率和运营管理水平的根本途径。全球最大的工业自动化与信息公司罗克韦尔最近推出了新的自动化信息全程控制系统——PlantPAx，展示了石油石化行业生产运营智能化、信息化技术和管理发展的新方向。该系统集信息、自动控制、动力与安全于一体，是一个集自动控制技术和信息技术、软硬件为一体的开放式集成架构，企业借助于该系统解决方案，可以通过一个平台对全厂的生产运营进行有效控制、优化和管理。这是该公司推出的智能化工厂管理模式。

软硬“三结合”

硬件与软件、自动化与信息化、产品与服务的“三结合”，是目前工业自动化发展的一个主要趋势。从当今智能信息化领域的一些公司业务的交叉演变就可以明显看出这一点。著名的IBM公司过去主要是做计算机硬件的，如今已经演变为主要提供信息化软件及应用服务的公司；微软如今也开始生产平板电脑；而苹果则是一个典型的将硬件与软件融为一体的企业。罗克韦尔的发展过程也表明了这一点。该公司过去主要是提供自动化设备技术的公司，本世纪以来不断收购软件及信息服务公司，现在发展成为集硬件和软件为一体的综合性自动化信息化服务商，凭借集成架构的优势，其自动化服务在全球中高端市场占据主导地位。

罗克韦尔开发的主要应用于石油石化企业的智能信息化系统PlantPAx也体现了这种开放式集成的特点。该公司亚太区油气行业总监Lee Wooi Kiat说：“PlantPAx解决方案集油气生产中的信息化、常规控制、动力控制和安全管理为一体，涵盖油气生产各个环节。通过对不同系统进行整合，实时传递过程信息，能够提高操作员的效率，减少设备维护和更换时间，提高资产管理效率和预测性。”

据介绍，该系统通过经济高效的解决方案和内嵌式工具简化启动和调试环节，降低维护和运营成本，从而降低项目整个生命周期的成本，可以加快油田投用时间和延长运营时间。最近，我国南海一座新建的海上石油平台通过应用PlantPAx系统，成功实现了“零”调试开车，使原本需要1至2个月的水上水下系统调试时间减少至2个小时，大大节省了项目的时间成本和运营成本。

基于历史的原因，目前石油石化企业中的自控系统和电气设备往往来自不同厂商，由于设备协议不同，致使系统之间信息交互形成瓶颈，必须进行复杂的数据转换。运营这些复杂的设备需要投入大量的资金对技术人员进行专业培训，设备的日常维护和升级、扩展也比较复杂，并且成本不断增加。

PlantPAx是一个集硬件与软件为一体的全过程开放式集成系统，通过对生产过程不同硬件和软件系统的解析整合，实现了不同系统之间的信息传递和共享，能提高操作员的效率，最大限度地减少人工错误，减少设备维护和更换时间，提高资产管理效率，大大提高工厂生产营运的自动化、信息化、智能化水平。

该系统是一个以开放式通信标准为基础的可扩展性的系统架构，具有DCS的核心功能，可以将炼化企业原有的DCS、其他设备和控制系统移植整合到新的系统平台中，提升各系统的功能，避免投资浪费，消除信息孤岛。此外，系统还集成了马达控制中心以及压缩机、泵、透平和风扇等重要旋转设备，可以将智能电机设备整合到系统的统一控制架构中，有效把握资产可用性、运营效率和能源管理，具有成本和资产管理功能。一个加拿大油砂公司依靠该系统解决方案提高了效率，延长了正常运行时间，降低了原油提炼成本。

与现在的智能信息化公司一样，罗克韦尔提供不只是一套技术产品，而且包括在应用方面的服务。

开放式协作

最近，美国智能制造领袖联盟（SMLC）斥资1000万美元，着手开发美国首个开放的智能制造技术平台，协作推进信息化在工业领域的应用。SMLC是一个由GE、美国化学工程师学会、罗克韦尔、霍尼韦尔等制造商、供应商、技术公司、大学、联邦机关和政府实验室组成的开放式协作组织，其目标是构建一个称为“智能制造平台”（SM平台）的可伸缩式共享基础设施，来扫除智能制造系统（SM系统）在开发和部署上面临的障碍。

“我们将团结一心，为制造商们提供实时的、全厂的工作流信息，使其竞争力实现颠覆性的飞跃，极大地提升工业生产效率，从而推动工业制造迈入新纪元。”SMLC主席兼美国通用动力公司高级副总裁Dean Bartles表示，“借助智能制造的基础架构和方法，经营者能够从先进工厂中获得‘海量数据流’，从而提高安全水平、降低环境影响并减少对能源、水和原材料的消耗。”

SMLC项目在初期旨在设计和展示这种可以运用数据建模和仿真技术的通用平台，通过高仿真建模和新型传感器，能够对过程设备执行实时控制和优化，从而大幅削减能耗。计划每年减少二氧化碳排放量6900万吨和约等于美国总能耗1.3%的废热。

美国节能经济委员会研究室主任R. Neal Elliott说：“在过去的20年中，大部分美国制造商都是在被动地管理其工厂的能源效率，而不是将其看成生产系统的一部分进行主动管理。随着智能技术的不断整合，我们可以主动地管理整个生产系统、工厂乃至供应链的能源使用情况。这意味着在未来的20 年内，我们可以使美国制造业的能源消耗强度降低一半以上。”

该项目由SMLC全体成员共同管理，并将在罗克韦尔自动化、艾默生过程管理、霍尼韦尔自动化与控制和英维思之间展开大量合作。因此，该智能制造平台能与多种过程控制软件系统和能源应用程序相兼容。美国化学工程师学会和美国国家制造技术中心将制定能源生产率应用程序的标准指标，促进大中小型制造商使用该平台。这种以行业为导向的开放式平台架构、紧密配合的工作流程和运营设计，将由加利福尼亚大学洛杉矶分校与美国制造领域B2B云主机服务公司Nimbis Services联合开发。

SMLC首席执行官Denise Swink表示：“21世纪的智能制造是一种能够随时随地有效获取所需信息的制造方式。SMLC 带来了必要的合作机制，使当今的数字信息技术能在美国工厂中发挥出巨大潜能。海量数据的处理，高仿真度的模拟、建模和预测，以及对过去无法想象的信息和市场的访问，所有这些功能都得到了前所未有的融合。正如信息技术为日常生活带来了翻天覆地的变革一样，我们相信，智能制造平台也将迸发出美国的创造力与工程实力，使工业生产实现质的飞跃。”