ff技术在化工装置安全生产中的研究及应用

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1、ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeofEngineeringRESEARCHANDAPPLICATIONOFFFTECHNOLOGYINPRODUCTIONSAFETYOFCHEMICALPLANTAuthor：OuYanxinSpecialty:ControlEngineeringAdvisorⅠ:ViceProf.HanBinAdvisorⅡ:Sr.EngineerLiangMinghanShanghaiJiaoTongUniv

2、ersityShanghai,P.R.ChinaOctobor30,2012上海交通大学工程硕士学位论文摘要FF技术在化工装置安全生产中的研究及应用摘要基金会现场总线（FF）较好地解决了传统4～20mA模拟信号传输易受干扰的问题，并实现了控制功能的真正分散化，其全数字通信、开放特性能够更好地满足工厂自动化系统的信息集成要求。FF系统的故障诊断技术为降低设备生命周期成本提供了工具，从而提高工厂设备安全性能。FF-H1可支持总线供电和本质安全防爆环境，是现代化过程控制和工厂管理系统高度集成和网络化发展的需要。在论文第二章阐述了FF

3、的基本原理。目前FF技术已经广泛的应用于石油化工、天然气、冶金、电力、造纸、制药等过程工业领域。本论文研究分析了FF技术在化工厂应用的安全要求，并以羟乙基纤维素生产基地扩建的可再分散乳胶粉项目为背景，结合FF现场总线安全技术的特点及工厂情况，以聚乙烯醇-聚合物共混工段为例对进行了设计应用说明。在日常生活中，化工产品触手可及，化工生产关乎民生、关系国民经济命脉。而化工装置生产过程复杂，大都具有高温、高压工况，存在有毒、有害、易燃易爆的介质。因此安全对化工生产性极为重要，工程设计中必须设法降低不安全或危险因素，使其控制在可接受范围

4、之内。本论文在第三章着重介绍了系统安全设计要求和现场总线本质安全概念。FISCO是在保证安全的条件下允许给危险侧总线提供更多的能量。自FISCO概念在被PTB推出并得到认可和推广后，FF总线技术在许多领域第I页上海交通大学工程硕士学位论文摘要都得到了更广泛的应用。化工生产过程必须实现自动控制，并为装置和全厂性的信息管理系统建立平台才能保证装置安全、长周期、平稳运行。本课题中的化工生产过程同时存在爆炸性气体和爆炸性粉尘，在此特殊工况下FISCO技术的应用尝试值得探讨。本论文详细论述了FF现场总线实施的基本原则和工程设计方法，网段

5、的风险管理，物理层的安全、防爆选型，FF网段辅助设备安全性原则，现场总线系统工程设计文档要求等。并根据具体工艺系统特点进行总体设计，阐述了控制系统硬件的配置、控制功能的实现、控制系统及FF现场仪表的工厂验收测试和现场安装调试程序，其中还介绍了FF现场总线设备选择及安全认证要求，并阐述了基金会现场总线设备设计应用的基本要求，以及对网络分级和网段中的关键设备阀门负载的分配原则进行了说明。本项目按照现行规程规范设计并实现一套完整的基于现场总线技术的控制系统，满足了工艺生产需求，实现装置安全高效运行。目前装置已经正式投入使用，系统稳定

6、可靠，运行良好。关键词：FF现场总线，风险管理，本质安全，网段，聚乙烯醇，控制系统第II页上海交通大学工程硕士学位论文ABSTRACTRESEARCHANDAPPLICATIONOFFFTECHNOLOGYINPRODUCTIONSAFETYOFCHEMICALPLANTABSTRACTFieldbusFoundation(FF)technologyprovidesagoodsolutiontotheinterferenceproblemonthetraditional4-20mAanalogsignaltransmissio

7、n.Italsorealizestruediversificationofcontrolfunctions.Featuressuchasall-digitalcommunicationandopencharacteristicbettersatisfiestherequirementofinformationintegrationofoverallfactoryautomationsystem.FaultdiagnosistechnologyofFFsystemcanimprovesafetyoffactoryequipmen

8、tsbyprovidingatoolforloweringcostofequipmentlifecycle.FF-H1supportsbuspowersupplyandcanbeusedinexplosiveareathatrequiresintrinsicallysafee