横河电机可靠的技术和成熟的项目执行能力是空气分离厂成功改造的关键

实施概况

液化空气集团沙勒罗伊工厂

液化空气集团是一家法国跨国公司，为医疗保健、化工和电子等广泛行业提供氧气、氮气、氢气和其他工业气体及服务。该公司成立于1902年，是该领域的先行者，业务遍及80个国家，在全球拥有约68,000名员工。

1998年，液化空气集团和横河电机达成了一项全球协议，横河电机成为液化空气集团优选的过程控制系统全球供应商。这是该公司总部为期一年的密集技术和商业评估的结果。液化空气集团签署该协议的基本动机之一是需要保持竞争力。横河电机的全球支持组织、可靠产品质量的公认声誉以及一贯提供高质量工程服务的良好记录，都是促成该协议的因素。

自1960年以来，液化空气集团一直在位于布鲁塞尔南机场附近的沙勒罗伊外经营一家空气分离厂。该工厂通过与天然气管道网络的直接连接，向整个比荷卢经济联盟地区的客户输送工业气体。

为了增强在不断变化的工业气体市场中的竞争力，液化空气集团于2013年启动了一个项目，通过引入可提高生产运营灵活性和可靠性的技术，对设施进行现代化改造。这一现代化改造项目正在分阶段实施，目前正在进行中。

西贝柳斯项目

2000年，沙勒罗伊工厂的生产装置由多种技术控制，包括PLC、罗斯蒙特的RS3和艾默生的DeltaV控制系统。同年，液化空气集团启动了西贝柳斯项目，在沙勒罗伊建立新的生产装置。根据公司与横河电机签署的全球协议，该公司安装了CENTUM CS 3000 DCS，以控制新的生产装置。CENTUM CS 3000 DCS据传为市场上可用性非常高的系统，性能出色。

2000年之前

DeltaV、罗斯蒙特RS3和PLC

2000年之后

CENTUM CS 3000

分步改造计划
到2012年，工业气体市场发生了重大变化。钢铁行业需求下降和其他因素导致对产能灵活性的需求增加。作为回应，液化空气集团为该站点制定了一项新的中期战略，该战略涉及在5至10年的时间内，逐步改造和从旧的继电器逻辑、PLC以及罗斯蒙特RS3和艾默生DeltaV系统迁移到CENTUM平台。横河电机与液化空气集团联手，根据液化空气集团的具体要求，共同创新分步计划。

改造目标

• 提高生产可靠性
• 基于新技术对工厂系统进行现代化改造

改造步骤
【2013】将两台压缩机和一个柴油机组从RS3改造为横河电机的CENTUM VP
【2014】改造另外两台压缩机
【2015】从GmaxC迁移到横河电机的Exasmoc APC包
【2016】供氧备用系统从DeltaV迁移到CENTUM VP
【2016】冷却系统从RS3迁移到CENTUM VP
【2016】实施横河电机的ProSafe-RS安全仪表系统

【2016】实施HIS-on-tablet项目（进行中）

挑战与解决方案

在每个项目中，避免不愉快的意外总是一个挑战。由于液化空气集团的生产流程通常被认为是高度关键的任务，因此在下达项目订单之前进行了风险分析。液化空气集团和横河电机的人员多次会面，检查项目的每个步骤是否存在可能的风险。为了确保项目顺利进行，横河电机需要解决五个挑战。尽管液化空气集团的愿望清单很长且具有挑战性，但横河电机已经能够满足他们的期望。

1. 准备DCS平台
液化空气集团面临的一个挑战是，需要为未来准备之前安装的CENTUM CS 3000 DCS平台，并尽可能避免为添加新I/O而进行“遗憾投资”。自2000年以来，CENTUM平台不断发展，当前的CENTUM VP R5产品采用了新的人机接口（HMI）、网络和控制器技术。
 
从CS 3000 R3升级到CENTUM VP R5是分步完成的，首先是安装CENTUM VP R5软件，用运行64位Windows操作系统的R5操作员站替换R3操作员站，以及安装新的 16:9 24英寸显示器。此外，升级到新Windows版本消除了对Windows XP的依赖，微软在2014年4月停止支持Windows XP。

由于CENTUM允许R3和R5操作员站共存，因此决定一次将一个R3操作员站升级到R5。控制室中既有旧站点，也有新站点，有利于操作员熟悉新的HMI。

在此次升级的第二步中，新的AFV30D型控制器安装在远程I/O机房中，并通过冗余光纤Vnet/IP控制总线连接到DCS。DCS平台的这种增强能够容纳来自两台压缩机和一个柴油机组的新I/O点，有助于防止“遗憾投资”。

2. CENTUM CS 3000和CENTUM VP R5的互操作性
对于液化空气集团而言，能够将现有的R3 HMI连接到新的R5现场控制站（FCS）和现有的CS 3000型控制器非常重要，从而避免使用单独的HMI。自1975年横河电机向市场推出CENTUM以来，向后兼容性一直是CENTUM平台概念的关键驱动因素，使 CENTUM客户可以选择逐步将新技术集成到现有控制系统中。
 
因此，在同一个DCS系统网络上同时使用R3和R5软件没有问题。新的Vnet/IP控制网络（1 Gbps Cat5e）也可以轻松集成到现有的同轴V net（10 Mbps）中，新一代控制器（AFV30D）可以在相同的DCS配置中与老一代控制器共存。此外，控制和HMI应用程序从R3到R5的转换是自动的，只需要对图形进行简单的验证。操作员能够立即找到新的R5接口，并像使用R3接口一样操作它。

3. 在线修改
由于工厂维护停机是提前很长时间计划的并且很少发生，因此另一个更重要的挑战是需要升级和扩展系统，而不必关闭过程，即保持在线状态。所有CENTUM系统的设计都考虑到了这一需求。为客户带来的好处是设备正常运行时间延长。

4. 连接新一代控制器
液化空气集团的工厂拓扑结构包括分布在整个工厂的分布式I/O机房，称为“Modins”。随着升级到新的Vnet/IP控制网络（1 Gbps，冗余），可以通过在这些机房中安装新的高容量AFV30D控制器来扩展DCS，从而控制额外的I/O点。

5. 快速项目执行
快速的项目执行对液化空气集团来说也非常重要，因此公司决定保持单一的沟通和责任点。因此，液化空气集团选择让横河电机协调、监督所有电气和安装工作。事实证明，这是非常成功的，现在这是所有项目的标准操作模式。
 
在执行阶段，横河电机项目团队需要特别关注一些问题。例如，当用R5操作员站替换R3操作员站时，团队必须解决涉及更改域名的技术问题。该问题在不影响运营的情况下迅速得到了解决。

客户满意度

在销售阶段的初步讨论中，液化空气集团高度赞赏横河电机从当前情况出发对未来清晰路径的解释，这将使其能够满足未来需求，同时不妨碍具有挑战性的限制条件。这促使液化空气集团决定继续推进该项目。这是该公司在比荷卢经济联盟地区的第一个R3到R5迁移项目，所吸取的经验教训对公司的其他站点非常有用。
 
如前所述，从R3操作员站到R5操作员站的逐步转换使操作员有机会逐步适应新的HMI。它也允许在出现问题时退回到R3，因为该工厂的生产至关重要，液化空气集团对此表示赞赏。

工厂经理Jacques de Arizon对横河电机能够按时按预算交付解决方案感到满意。de Arizon先生还指出，每个操作员都欣然接受了R5接口，没有任何抱怨。操作员对横河电机提供的关于使用新R5 HMI接口的简短但充分的培训表示赞赏。

横河电机客户经理Dirk Boon（左）与de Arizon先生

de Arizon先生高度评价横河电机团队对不可预见问题的快速反应，以及作为合作伙伴解决问题并按承诺交付解决方案的工作方式。