作為一個古老但又始終在不斷發展和創新的基礎性行業，煉油工業經歷了從最初的照明用油、汽車/航空燃油用途為主，到目前以化工品為主導的煉化一體化轉型歷程。這期間，常減壓蒸餾、催化裂化、延遲焦化、加氫裂化等不同工藝在自身創新迭代過程的同時，又與裝置催生了從計算機控制到PLC、DCS和如今煉化一體化工廠的自動化和數字技術新革命。
事實上，從煉油化工到電力、鋼鐵、建材、核電、醫藥乃至新興的綠氫綠氨、電解鋁等典型的過程工業，圍繞工藝展開的過程自動化和數字化創新都在發生日新月異的變化。其中煉化代表了復雜的過程工業，我們就從煉化行業切入，來看看整個過程工業的創新與一體化解決方案。
對“安穩長滿優”的極致追求
在煉化行業，隨著成品油需求放緩，“控煉增化”、多產化工品、提升加工深度早已是全球煉化一體化模式的發展新常態，也是當今煉化企業優化資源配置、降低生產成本、提高附加值的主要戰略選擇。這一模式不單意味著原料產品互供、能源閉環利用和公共設施共用的緊密一體化工藝設計，也同時帶來了工藝的復雜性和裝置的大型化與規模化。
為了不斷追求對大規模一體化工藝裝置運行“安穩長滿優”（即安全生產、產品質量穩定、設備長周期運轉、滿負荷生產以及優化運行）的極致目標，煉化企業在自動化工程設計與交付、儀表、控制、運營、維護、設備管理、公用工程等一系列環節上亟需變革，其中就最為核心的控制系統和安全系統而言，需要應對的變革挑戰包括：
（1）更高的安全性：為了確保大型復雜一體化生產過程的安全性，DCS和SIS系統需要具備更高的安全性功能，例如冗余設計、安全聯鎖、容錯能力和故障安全機制，甚至包括應對越來越多IT應用所帶來的信息安全風險的能力。
（2）更強的穩定性：由于大型一體化裝置的運行波動“牽一發而動全身”，DCS和SIS系統從系統設計理念到網絡通信，從軟件到物理硬件上都需要經過嚴格的測試和驗證，以確保其在各種工況下的穩定性和可靠性。
（3）更長的使用周期：為了實現長周期運行，DCS和SIS系統需要在設計和實施過程中充分考慮系統的可靠性，例如采用冗余設計、模塊化結構、優秀的設備報警管理和基于大數據的科學運維方式等。
（4）更高的裝置負荷率：“安穩長滿優”理念強調滿負荷運行，對一體化煉化過程來說，DCS系統需要具備高性能的控制器和服務器，以確保系統的實時性和響應速度。
（5）更好的優化運行：大型一體化煉化裝置通常由多個工藝單元組成，各種控制變量之間的強耦合、非線性特性增加了運行復雜性和難度，而需要優化的多個目標如最大化產量、最小化能耗、最大化利潤等之間可能存在相互制約，“卡邊操作”要求更高。
此外，為了節約資源與能源，優化過程還要致力于滿足嚴格的低碳環保要求，如果能將電力自動化與控制系統很好地集成起來，便能更好地進行節能優化并監測和避免電力供應系統造成的故障。
厚積薄發，完整的過程一體化解決方案
施耐德電氣基于開放的EcoStruxure™?架構與平臺，為煉化行業、電力、食品、制藥、綠氫綠氨等眾多過程行業用戶提供了非常全面的過程自動化與數字化解決方案，主要涵蓋EcoStruxure Foxboro過程儀表、EcoStruxure Foxboro DCS分布式控制系統、EcoStruxure Tricon CX安全儀表系統解決方案、EcoStruxure顧問軟件以及AVEVA全生命周期解決方案，在滿足過程工業安穩長滿優的運營目標下，推動行業邁向更加開放、高效與韌性、可持續和以人為本的未來工業。
（1）EcoStruxure Foxboro DCS系統的創新優勢
誕生于1987年的Foxboro DCS經過30多年的迭代和實際應用驗證，其硬件、軟件和通信網絡始終圍繞“長壽命結構”的設計思想，進行向下兼容，又不斷采用新的技術進行提升，其創新特點主要體現在系統的開放性、可靠性以及技術先進性等方面。
無論是核心控制器向下對各種過程儀表總線協議，以太網總線還是串行總線甚至是基于IEC61850配電系統連接協議的支持，還是向上基于開放協議連接到生產管網，甚至是基于云的工程開發、FAT測試、SAT測試，EcoStruxure Foxboro DCS的開放性可謂與時俱進。
在可靠性方面，EcoStruxure Foxboro DCS提供多重冗余的通信網絡、冗余的供電系統、互為備用的操作站、冗余容錯設計的控制處理器，以及從單個組件到整個系統的網絡安全設計，保證系統連續正常運行。
EcoStruxure Foxboro DCS控制器擁有自整定和多變量自整定等復雜計算能力，軟件支持虛擬化技術，提供動態感知畫面HMI，并通過遠程系統管理和系統診斷軟件包提供遠程訪問系統的能力，以及AVEVA APC先進過程控制軟件帶來的深度優化能力等，都很好地體現了該系統的先進性。
（2）SIS安全系統的創新優勢
創立于1983年的Triconex品牌在功能安全和關鍵控制領域擁有超過40多年的應用經驗，其軟、硬件平臺的設計同時涵蓋了ESD緊急停車系統、F&G火氣保護系統、HIPPS高完整性壓力保護系統、TMC渦輪機控制和保護、DEH汽輪機控制系統、BMS燃燒器管理系統等多方面的安全應用。
EcoStruxure Tricon CX安全儀表系統有經過現場反復驗證的機組控制專用軟件包，其綜合應用的功能非常強。尤其是系統的TMR三重冗余設計結構，不只是簡單的處理單元（CPU）三冗余表決，而是由輸入、CPU、輸出整個通道的三重化表決計算組成，這種結構原理的設計，不但有助于提高系統本身的可靠性和可用性，而且在項目應用中的集成設計、使用維護方面也提供了極大的方便。
（3）完全的過程一體化解決方案
一體化的煉化工廠等大型、復雜的過程工業呼喚更加一體化的系統平臺。施耐德電氣的過程自動化與數字化解決方案的一體化集成能力主要體現在：
- 一體化的DCS工程應用平臺——EcoStruxure Foxboro DCS系統平臺軟件，現在形成了基于數據庫、數據管理、DCS組態管理，DCS程序開發、DCS畫面開發、設備管理等多種功能在一起的一體化平臺，還可以提供基于.NET的開放接口，可以把很多第三方應用集成在軟件平臺上。
- EP&P（EcoStruxure Power and Process）一體化能源管理與過程自動化——一直以來，配電管理和過程自動化在工廠的整個生命周期中都是獨立設計和運行的。在施耐德電氣EP&P集成方案里，通過一個專門的支持冗余的電力控制器，基于IEC61850標準把傳統的電氣設備以工業以太網的方式接入到系統里——這意味著電氣設備可以無縫接入DCS網絡進行編程組態，甚至設備控制。這種一體化主要優勢在于降低系統間的復雜性井簡化項目的執行和后期運維，并通過合理優化電力和生產工藝參數滿足電氣/自控/運維人員的特殊能源需求，以及通過優化管理不同能源類型，以最大限度地降低工廠的整體運營成本和碳足跡，等等。
- 從過程到運營的一體化工廠——基于施耐德電氣AVEVA工業軟件，貫穿設計、建造、運營與維護的全生命周期，包括集成DCS系統的AVEVA APC先進過程控制與優化，拓展到工程采購與施工、計劃與調度、運營和資產性能管理等環節的軟件平臺，進一步為構建一體化過程工廠提供助力。
如今，伴隨著過程行業的不斷發展，新的工藝裝置技術和一體化工廠給過程自動化帶來了全新的要求，過程自動化本身也早已超越了DCS的范疇和理念。施耐德電氣過程自動化通過不斷創新，深度融合，正致力于幫助越來越多的過程行業客戶贏得未來的行業新格局。
