石油化工行业介绍
一、行业定义
石油化工是以原油、天然气、油田伴生气、轻烃为核心原料，通过物理分馏、化学反应、催化转化、聚合合成等工艺，产出燃料油品、基础有机化工原料、合成高分子材料、精细化工品、橡塑助剂的国家支柱流程工业，分为上游油气开采、中游炼化储运、下游精细化工 / 新材料三大完整产业链。
- 上游油气勘探开采陆上油田、海上平台油气钻井、集输分离、原油 / 天然气预处理；核心设备：油气分离撬、压缩机、井口调节阀、振动监测机组；自动化需求：防爆仪表、井口 DCS、机组 TSI 监测、井场 ESD 紧急停车。
- 中游炼化一体化（行业核心板块）包含炼油装置、乙烯化工装置、公用工程三大板块，是自动化设备用量最大场景：
- 炼油单元：常减压蒸馏、催化裂化、加氢裂化、连续重整、硫磺回收、油品储罐区；
- 乙烯化工单元：蒸汽裂解炉、急冷系统、裂解气压缩分离、芳烃抽提、甲醇 / 乙二醇合成；
- 公用工程：循环水、锅炉汽轮机、空分装置、火炬系统、污水处理；
下游精细化工与新材料
聚乙烯 PE、聚丙烯 PP、聚氯乙烯 PVC、合成橡胶、聚酯纤维、涂料、树脂、医药中间体；特点：反应釜多、温度压力控制精度高、高危聚合反应，对 SIS 安全系统需求极高。
二、石化行业核心痛点与自动化硬性需求
石化属于连续化高危流程工业，介质多为易燃易爆、有毒腐蚀、高温高压介质，行业有强制安全规范（API670、IEC61508 SIL2/SIL3、ISA S84、ATEX 防爆标准），自动化系统需满足以下硬性要求：
- 连续稳定运行：装置全年 340 天以上不间断生产，控制系统、监测设备必须冗余热备，杜绝单点故障停机；
- 高等级安全防护
- DCS：常规工艺调节、参数监控、回路控制；
- SIS/ESD 紧急停车系统：裂解炉、加氢装置、球罐区、压缩机高危联锁，要求 SIL3 三重化 TMR 架构；
- TSI 机组监测保护：大型汽轮机、离心式压缩机、往复机轴振、轴位移、差胀、超速保护，遵循 API670 机组保护标准；
- 防爆防腐环境适配：装置多为 Zone1/Zone2 危险区域，仪表、控制系统需 Ex ia/Ex d 本安防爆；原油、酸碱介质工况仪表需 316L、哈氏合金防腐膜片；
- 高精度在线分析：裂解气、氢气、硫磺、芳烃、总硫组分实时检测，保障产品纯度、环保排放达标；
- 旋转设备全生命周期监测：大型透平压缩机是炼化核心动设备，非计划停机单次损失千万元级，必须 24 小时在线振动、温度、转速监测，提前预警故障。
三、石化自动化四大核心系统应用场景
| 系统类型 | 核心作用 | 适配装置 | 主力品牌 |
|---|
| DCS 集散控制系统 | 全厂工艺参数采集、PID 调节、顺序控制、历史趋势、操作监控 | 常减压、催化、重整、乙烯裂解、储罐区、空分 | ABB Symphony Plus、英维思 Foxboro Evo |
| SIS 安全仪表 ESD 系统 | 高危工况联锁、紧急切断、超温超压停机、火灾防爆保护 | 加氢装置、裂解炉、球罐、大型压缩机、火炬 | 英维思 Triconex Tricon 系列（SIL3 TMR） |
| TSI 机组状态监测系统 | 旋转机组振动、位移、温度、超速在线保护预警 | 蒸汽汽轮机、裂解气压缩机、丙烯压缩机、大型风机泵组 | 本特利 Bently Nevada 3500 全系列 |
| 透平专用调速控制系统 | 汽轮机 / 压缩机转速、负荷、防喘振、阀位精准控制 | 乙烯裂解压缩机、蒸汽驱动透平、燃气轮机 | GE Mark VIe / Mark VIeS 安全型 |
应用于石油化工行业型号产品推荐
一、ABB产品（DCS 系统、S800 I/O、在线分析仪、高精度压力变送器、温度仪表）
（一）Symphony Plus DCS 集散控制系统（炼化全厂主控制系统，冗余热备架构）
- SPC800K01 高性能冗余过程控制器（大型乙烯、催化装置主控）
- SPC700VK02 中型过程控制器（中小型加氢、硫磺回收装置）
- IOR810K02 S800 I/O 光纤冗余网关
- DI825 数字量输入卡件（带 SOE 毫秒级事件顺序记录，联锁信号采集）
- DI810 通用数字输入模块（泵、阀门、限位开关状态采集）
- AI830 4-20mA 模拟量输入卡（温度、压力、液位工艺信号采集）
- AI845 HART 协议模拟量输入卡（兼容智能变送器，远程仪表诊断）
- AO845 模拟量输出调节卡（调节阀、加热炉风门 PID 输出控制）
- AO810 通用模拟量输出模块
- SD831 系统电源模块（DCS 机柜冗余供电）
- TB820 端子底座（配套 AI/DI/AO 卡件接线）
（二）ABB 在线气体分析仪表（乙烯裂解、加氢、硫磺、环保烟气组分检测）
- AO2000 模块化多组分气体分析仪（单台最多 4 模块，同时测 O₂、CO、CO₂、CH₄、H₂）
- EL3060 Zone1 本安防爆型单机箱分析仪（裂解炉烟气、加氢循环氢检测，Ex d 防爆）
- Caldos27 热导式氢气专用分析仪（加氢装置氢气纯度、循环氢浓度监测）
- PGC5007 过程气相色谱仪（乙烯、丙烯、芳烃、裂解气全组分精准分析，配套乙烯装置）
- PGC5009 快速型过程色谱仪（短周期在线检测，适用于聚合装置原料监控）
- LGR-ICOS 激光微量气体分析仪（微量硫化氢、水含量高精度检测，硫磺回收配套）
二、英维思 Invensys（Foxboro Evo DCS + Triconex Tricon SIS 三重化安全系统，石化高危装置标配）
（一）Foxboro Evo DCS 系统（炼油、乙烯常规工艺控制）
- FCP280 现场冗余控制处理器（Evo 系统核心 CPU，双机热备）
- FDC280 现场设备控制器（现场仪表、阀门总线通讯管理）
- P0916FH DCS 系统冗余电源模块
- P0916NG 光纤通讯接口卡件
- P0926BM 模拟量输入 I/O 卡（4-20mA 工艺信号采集）
- P0926BN 数字量输入卡（泵、阀门开关信号）
- P0926BP 模拟量输出调节卡
- P0914XA 人机界面操作站通讯模块
（二）Triconex Tricon V9/V10/V11 SIS/ESD 三重化 TMR 安全系统（SIL3 认证，加氢、裂解、球罐紧急停车）
1. 核心主处理器模块
- 3005 三重冗余主 CPU 模块（Tricon 系统核心运算单元）兴锐嘉工业
- 3704E 高性能冗余处理器（大型乙烯、加氢装置 SIS 主控）
- 3604E 三重化中央处理器模块（中小型装置 ESD 系统）深圳长欣自...
- 3002 过程状态监控模块
2. 数字量输入 / 输出卡件（开关联锁、切断阀驱动）
- 3501E/T 16 通道数字输入模块（阀门限位、压力开关联锁信号采集）
- 3502E 32 通道数字输入卡（大量泵状态、报警触点采集）
- 3604E 16 通道三重冗余数字输出卡（紧急切断阀、联锁停机继电器输出）
- 3601E 8 通道数字输出模块（小型联锁执行回路）
- 3515 脉冲转速输入模块（压缩机、汽轮机转速脉冲采集）
3. 模拟量安全采集 / 输出卡件（工艺压力温度安全阈值采集、调节阀紧急输出）
- 4352AN 8 通道 4-20mA 模拟量输入卡（SIL3 认证，高危装置温度压力安全信号采集）
- 3805H 8 通道 HART 协议模拟量输入卡（兼容智能安全仪表，远程故障诊断）
- 3806E 大电流模拟量输出卡（伺服切断阀、高压执行机构驱动）
4. 通讯、电源、端子配套模块
- 4351B TCM 通讯网关模块（DCS 与 SIS 系统数据交互，以太网 / Modbus 协议）
- 3625 系统冗余电源模块（三重化机架供电）
- 3625A 安全系统专用电源卡（SIL3 回路隔离供电）
- 9753-110 光纤通讯接口模块
- 9760-210 模拟量输入端子板（配套 4352AN 卡件现场接线）
三、Bently Nevada 本特利 3500 系列 TSI 机组在线监测保护系统（API670 标准，石化大型汽轮机、裂解气压缩机专用）
（一）3500 系统机架、电源、通讯基础模块
- 3500/05-02-04 14 槽标准系统机架（整套 TSI 系统安装底座）
- 3500/05-02-05 12 槽紧凑型机架（中小型压缩机组配套）
- 3500/15-05-05 冗余电源模块（双电源热备，防止断电停机）
- 3500/22M TDI 瞬态数据接口模块（机组振动波形、频谱数据上传 DCS）
- 3500/25 增强型键相器 Keyphasor 模块（转速相位采集，振动相位分析）
（二）机组振动、位移、差胀、转速监测核心卡件
- 3500/40M（前卡 140734-01 + 后卡 176449-02）4 通道轴振动监测模块（轴瓦径向振动测量，配套 3300XL 涡流传感器）
- 3500/42M 4 通道壳体振动监测卡（风机、泵外壳振动加速度监测）
- 3500/45 差胀 / 轴向位移监测模块（汽轮机转子轴向窜动、冷热膨胀差测量，防止动静摩擦）
- 3500/50M 增强型转速监测模块（机组实时转速采集）
- 3500/53 三通道超速保护模块（三重冗余超速联锁，转速超阈值直接触发机组停机）
- 3500/60 6 通道温度监测模块（RTD 热电阻、热电偶轴瓦温度采集）
- 3500/61 6 通道温度监测记录仪模块（带温度模拟量输出至 DCS）
- 3500/32M 4 通道继电器输出卡（振动、位移、超速报警联锁输出至 ESD 系统）
- 3500/33-01-00 16 通道通用继电器模块（多报警点集中联锁输出）
（三）3300XL 系列电涡流传感器、延伸电缆、前置器（配套 3500 监测模块，测量轴振、轴位移、偏心）
- 330103-00-04-10-02-00 8mm 标准涡流探头（轴振动、偏心测量）
- 330703-000-090-10-02-00 11mm 加长探头（大型汽轮机轴位移专用）
- 330130-080-00-00 8 米探头延伸电缆（机组远距离探头布线）
- 330180-91-00 涡流前置器（传感器信号放大转换，配套探头成套使用）
（四）中小型机泵紧凑型监测仪表（循环水泵、风机、小型压缩机简易监测）
- 1900/65A-01-00-01-00-00 8 通道壁挂式振动温度一体化监测器（中小型泵组就地安装）
- 2300 三通道现场紧凑型振动监测仪（风机、小型往复压缩机就地报警）
四、GE Mark VIe / Mark VIeS 透平压缩机专用调速安全控制系统（乙烯裂解气压缩机、蒸汽汽轮机、燃气轮机转速、防喘振、负荷精准控制）
（一）Mark VIe 主控控制器（透平系统核心运算单元）
- UCSEH2A Mark VIe 通用型主控制器（蒸汽驱动裂解压缩机主控）
- UCSEH2B 燃气轮机专用主控制器（自备电厂燃气透平配套）
- Mark VIeS SIL3 安全型控制器（压缩机超速、防喘振安全联锁，满足高危装置安全规范）
（二）Mark VIe 系统 I/O 端子板、采集模块（现场转速、阀位、开关、模拟信号采集输出）
- IS200VTURH1BAA 汽轮机速度监测专用端子板（转速探头信号采集处理）
- IS200TBCIH1B 24 路干接点数字输入端子板（阀门限位、压力开关、泵状态触点采集）
- IS200TRLYH1B 12 通道继电器输出端子板（透平阀门执行机构、联锁停机继电器驱动）
- IS200TBAIH1CCC 模拟量输入端子板（4-20mA 阀位、温度、压力信号采集）
- IS200STTCH2A 数字量输出端子板（小型电磁阀、报警指示灯驱动）
- IS220PDIOH1A 一体化分立式 I/O 模块（集成 24 路 DI+12 路 DO，中小型透平紧凑型配置）阿里云开发...
（三）配套通讯、电源、系统附件
- IS400BPPCS1A 安全 I/O 处理板（Mark VIeS 安全系统专用）
- STCI 紧凑型触点输入端子板（DIN 导轨就地安装，小型压缩机配套）
- TDBS 单冗余 I/O 端子底座、TDBT 三重冗余 TMR 端子底座（适配 TMR 安全回路）
产品适配石化行业装置场景
- 全厂常规工艺监控、回路调节：ABB Symphony Plus DCS、英维思 Foxboro Evo DCS；
- 加氢装置、乙烯裂解炉、球罐区、压缩机高危紧急联锁：英维思 Triconex Tricon SIS 三重化安全系统；
- 大型汽轮机、裂解气 / 丙烯离心压缩机轴振、轴位移、超速机组保护：本特利 3500 全系列 TSI 监测系统；
- 蒸汽透平、裂解压缩机转速、负荷、防喘振精准调速控制：GE Mark VIe/Mark VIeS 透平控制系统；
- 裂解气、氢气、硫磺、烟气组分在线纯度分析：ABB AO2000、EL3060、PGC5000 系列气体分析仪；
- 管道、储罐、反应釜压力、液位、流量高精度测量：ABB 266 系列、P300 系列防爆变送器；
- 中小型循环泵、风机、小型往复压缩机就地振动预警：本特利 1900/2300 紧凑型监测仪表。
