物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)今的石化/化工廠發(fā)展，承襲了以往工廠自動(dòng)化生產(chǎn)與應(yīng)用的方向，從生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)、實(shí)時(shí)參數(shù)采集、生產(chǎn)設(shè)備與產(chǎn)品監(jiān)控管理、原料/材料消耗監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)環(huán)境因子的調(diào)控，朝向原料運(yùn)輸控制、倉(cāng)儲(chǔ)管理、生產(chǎn)優(yōu)化與流程安全監(jiān)控等整合型方向進(jìn)行應(yīng)用。而大型石化公司具有初級(jí)能源的探勘、油品/化學(xué)品生產(chǎn)、油品/化學(xué)品銷(xiāo)售等體系，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)可以發(fā)揮與提升這些體系內(nèi)信息相互鏈接的程度，創(chuàng)造出新型態(tài)的商業(yè)生產(chǎn)與銷(xiāo)售應(yīng)用模式。
物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)智能生產(chǎn)環(huán)境的應(yīng)用，在的石化業(yè)界制程自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程中，自很早期就開(kāi)始發(fā)展現(xiàn)今物聯(lián)網(wǎng)的部分應(yīng)用技術(shù)。數(shù)字雙鉗相位伏安表由于石化產(chǎn)品常常在高溫、高壓、高噪音、有機(jī)揮發(fā)物濃度高的環(huán)境下進(jìn)行生產(chǎn)，且每小時(shí)生產(chǎn)的化學(xué)品動(dòng)輒以百?lài)嵱?jì)，稍有控制不慎或無(wú)法及時(shí)操控都將造成現(xiàn)場(chǎng)操作人員與原物料的重大損失，在生產(chǎn)安全與成本控管的需求下，不須現(xiàn)場(chǎng)操控人員的全自動(dòng)化操控一直是石化與化工生產(chǎn)業(yè)界追求的目標(biāo)。
以往石化/化工工廠的自動(dòng)化生產(chǎn)發(fā)展與應(yīng)用方向主要集中于生產(chǎn)制造的監(jiān)測(cè)與管控，包括：(1) 生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè) (2) 實(shí)時(shí)參數(shù)采集 (3)生產(chǎn)設(shè)備與產(chǎn)品監(jiān)控管理 (4) 原料/材料消耗監(jiān)測(cè) (5) 生產(chǎn)環(huán)境因子的調(diào)控等，讓操作人員可以在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品生產(chǎn)的溫度、壓力、酸堿度等等的參數(shù)，并經(jīng)由收集各個(gè)參數(shù)監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)經(jīng)程序包計(jì)算后回饋控制生產(chǎn)制程的參數(shù)，借以達(dá)到控制產(chǎn)品的質(zhì)量與優(yōu)化生產(chǎn)流程的目的。
因此石化/化工工廠在自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展進(jìn)程與目前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的感知技術(shù)多所相似，都是利用傳感器監(jiān)測(cè)環(huán)境的變化，之后通過(guò)通過(guò)傳感器、 KFID、多媒體信息采集、二維碼等多種傳感和編碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的認(rèn)知。下面文章將從石化/化工工廠的原料運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)管理、生產(chǎn)管理與流程安全四個(gè)面向來(lái)觀察物聯(lián)網(wǎng)目前在其中的主要發(fā)展趨勢(shì)與發(fā)展方向。
智能監(jiān)控于原料運(yùn)輸管理之應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)的智能監(jiān)控技術(shù)在石化原料運(yùn)輸管理的應(yīng)用，目前以原油、天然氣與其它化學(xué)品的生產(chǎn)監(jiān)測(cè)與運(yùn)輸為主。原油的生產(chǎn)一般都是散布在廣闊的區(qū)域，從開(kāi)采出地表至輸送到石油公司須經(jīng)歷采油井、計(jì)量站、聯(lián)合站、采油廠等設(shè)施，其中需要大批人力在現(xiàn)場(chǎng)操控、抄表，加上采油現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境，造成工作人員的沉重負(fù)荷;數(shù)字雙鉗相位伏安表建立智能遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)，對(duì)石油生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行智能測(cè)控和管理為廠商應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在原料生產(chǎn)端的改善方式。
石化/化工生產(chǎn)廠商需要經(jīng)由管路運(yùn)輸?shù)脑希ㄔ?、乙烯、丙烯、丁二烯、天然氣、蒸氣、氫氣等，這些原料通常具有特殊的性質(zhì)，需要通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)確認(rèn)與維護(hù)運(yùn)輸經(jīng)過(guò)地區(qū)的安全。例如原油與天然氣的運(yùn)輸，通常自荒僻無(wú)人的產(chǎn)地輸送至工業(yè)區(qū)的工廠中使用，須經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)距離的輸送;原油運(yùn)輸又需額外考慮寒冷天候造成結(jié)凍情況，采用輸送管外纏加熱帶方式改善，因此加熱帶的加熱控制、安全監(jiān)測(cè)等，為原油運(yùn)輸上的重要考慮。在天然氣的運(yùn)輸上，由于天然氣易燃且易滲漏，輸送安全、滲漏的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與防堵為重要考慮。數(shù)字雙鉗相位伏安表以往是經(jīng)由安裝監(jiān)測(cè)/監(jiān)測(cè)器于管路上，再經(jīng)實(shí)體線路匯集信息至節(jié)點(diǎn)控制中心的方式，近期在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展下，已有廠商開(kāi)始考慮改采無(wú)線訊號(hào)傳輸?shù)姆绞?，可以大幅?jié)省架設(shè)實(shí)體線路的成本費(fèi)用，但需要避免數(shù)字無(wú)線通信在*泄漏時(shí)因訊號(hào)傳輸引發(fā)火星而釀成火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。
另外由于油管通常穿越天氣嚴(yán)峻區(qū)域，甚地區(qū)域，如何克服惡劣天候?qū)o(wú)線訊號(hào)傳輸造成的影響及維持訊號(hào)的穩(wěn)定度也是未來(lái)亟需克服的難題。
智能監(jiān)控于原料倉(cāng)儲(chǔ)管理之應(yīng)用
石化原料的倉(cāng)儲(chǔ)管理對(duì)于需進(jìn)口原物料來(lái)生產(chǎn)的廠商至關(guān)重要，各項(xiàng)倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備對(duì)原物料儲(chǔ)存量的掌控，以及倉(cāng)儲(chǔ)的可調(diào)度空間往往影響到生產(chǎn)設(shè)備的產(chǎn)能利用率、原物料的購(gòu)買(mǎi)時(shí)機(jī)、批次量與價(jià)格，因此倉(cāng)儲(chǔ)的感測(cè)組件設(shè)備、部署環(huán)境鏈接與無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸已成為石化/化工廠商掌控原料余量水平，調(diào)度與進(jìn)貨時(shí)機(jī)的重要判斷信息來(lái)源。數(shù)字雙鉗相位伏安表通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的連結(jié)，管理人員對(duì)于工廠整體原料余量與產(chǎn)品銷(xiāo)售的狀況可以立即性的掌控，縮短以往倚賴(lài)人工匯總數(shù)據(jù)的時(shí)間差距，降低時(shí)間引起購(gòu)買(mǎi)原物料/銷(xiāo)售產(chǎn)品價(jià)格損失的風(fēng)險(xiǎn)。
智能監(jiān)控于生產(chǎn)管理之應(yīng)用
石化/化工工廠的生產(chǎn)管理應(yīng)用主要集中于生產(chǎn)制造的監(jiān)測(cè)與管控，包括：(1) 生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè) (2) 實(shí)時(shí)參數(shù)采集 (3) 生產(chǎn)設(shè)備與產(chǎn)品監(jiān)控管理 (4) 原料/材料消耗監(jiān)測(cè) (5) 生產(chǎn)環(huán)境因子的調(diào)控等，廠商可以在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品生產(chǎn)的溫度、壓力、酸堿度等等的參數(shù)，并經(jīng)由收集各個(gè)參數(shù)監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)經(jīng)程序包計(jì)算后回饋控制生產(chǎn)制程的參數(shù)，藉以達(dá)到控制產(chǎn)品的質(zhì)量與優(yōu)化生產(chǎn)流程的目的。物聯(lián)網(wǎng)提供了一個(gè)連結(jié)各個(gè)生產(chǎn)管控系統(tǒng)的環(huán)境，以往對(duì)產(chǎn)線的控制可能局限于單一產(chǎn)品、單一產(chǎn)線的控制，物聯(lián)網(wǎng)加大加深了智慧監(jiān)控、控制、診斷、決策的運(yùn)作范疇，對(duì)于產(chǎn)能日益增大，產(chǎn)線數(shù)量眾多的型公司來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)制程上的應(yīng)用提供了的監(jiān)控決策平臺(tái)。
GE Oil & Gas 集團(tuán)即在建立了 13 個(gè)面向不同產(chǎn)品的 i-Center(綜合服務(wù)中心)，通過(guò)傳感器和網(wǎng)絡(luò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)控，并提供設(shè)備維護(hù)和故障診斷的解決方案。
智能監(jiān)控于節(jié)能減排之應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設(shè)備的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，在重度污染物排放企業(yè)的排放口安裝無(wú)線傳感設(shè)備，可以對(duì)企業(yè)污染排放進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且可以遠(yuǎn)程關(guān)閉排放口，防止突發(fā)性環(huán)境污染事故發(fā)生，也可以通過(guò)回饋控制系統(tǒng)，調(diào)整生產(chǎn)制程中的相關(guān)控制參數(shù)，有效降低污染物的排放量。
目前上將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用至石化/化工產(chǎn)業(yè)以中國(guó)zui為積極，一來(lái)由于中國(guó)是目前石化/化工產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)zui為快速的區(qū)域，新廠設(shè)立的量多且建造速度極快，許多新型的科技大量應(yīng)用至這些新建設(shè)的工廠當(dāng)中;另外，前面文章提到，無(wú)線傳輸?shù)陌踩c穩(wěn)定性歐美仍有疑慮的情況下，歐美公司對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)大量被應(yīng)用在石化/化工產(chǎn)業(yè)的時(shí)程相較于中國(guó)為較落后的狀態(tài)。
圖： 方正集團(tuán)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式
方正集團(tuán)：以物聯(lián)網(wǎng)改變石化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
底下將介紹兩個(gè)目前正在積極發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用至石化/化工產(chǎn)業(yè)的廠商案例，一是中國(guó)的方正集團(tuán)在石油設(shè)備管理、石油產(chǎn)品管理、石油化工產(chǎn)品管理、化工廠數(shù)字化逐步進(jìn)入應(yīng)用階段的案例，另一是中國(guó)三大油品集團(tuán)的中石化公司，利用管道儲(chǔ)運(yùn)分公司既有信息與系統(tǒng)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)將采擷數(shù)據(jù)通過(guò)優(yōu)化程序進(jìn)行交換共享、移動(dòng)應(yīng)用分析，建立以?xún)?yōu)化節(jié)能、HSE 預(yù)警的原油物流管理集成平臺(tái)，打造綠色低碳、的原油物流應(yīng)用。
方正集團(tuán)是為北京大學(xué)在 1986 年出資 40萬(wàn)元人民幣所創(chuàng)辦，zui初是以營(yíng)銷(xiāo)該集團(tuán)創(chuàng)辦人王選發(fā)明的漢字雷射照排技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品起家，現(xiàn)已發(fā)展成為一個(gè)多元投資控股集團(tuán)。方正集團(tuán)擁有 6 家在上海、深圳及香港交易所上市的公眾公司，共有員工 3.5 萬(wàn)人，2013 年，方正集團(tuán)總收入為 680 億元人民幣，總資產(chǎn)則高達(dá) 960 億元人民幣，北京大學(xué)是該集團(tuán)的*大股東，持股 70%，另外 30% 股份則由管理層持有。方正集團(tuán)現(xiàn)已發(fā)展成為旗下?lián)碛行女a(chǎn)、醫(yī)療、資源、金融、物產(chǎn)集團(tuán)的投資控股公司，公司定位為投資控股集團(tuán)，主要進(jìn)行投資組織者、關(guān)注產(chǎn)業(yè)發(fā)展和經(jīng)營(yíng)盈利。
目前方正集團(tuán)在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用發(fā)展主要以石油產(chǎn)品智能化管理系統(tǒng)為主，借助無(wú)線通信與云端控管的技術(shù)克服天氣、地形障礙對(duì)常態(tài)性數(shù)據(jù)收集的困難度，降低管理的人力成本。
中石化公司為了順利發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)，利用公司重新混改方式引入外部資金提高公司加油站板塊的經(jīng)營(yíng)績(jī)效，推動(dòng)非油業(yè)務(wù)的快速發(fā)展。
2014 年 2 月中石化與 25 家境內(nèi)外投資者簽署了《關(guān)于中國(guó)石化銷(xiāo)售有限公司之增資協(xié)議》，由全體投資者以現(xiàn)金共計(jì)人民幣 1070.94億元(含等值美元)認(rèn)購(gòu)銷(xiāo)售公司 29.99% 的股權(quán)。
中石化的加油站將變成為消費(fèi)者服務(wù)的集散地，保險(xiǎn)公司、修車(chē)公司、洗車(chē)公司都將聚集在加油站為消費(fèi)者提供延伸服務(wù)，消費(fèi)者則可以通過(guò)這些非油品消費(fèi)積累積分，用積分消費(fèi)或者折成油或現(xiàn)金，實(shí)現(xiàn)不花錢(qián)加油。
業(yè)務(wù)發(fā)展將發(fā)揮平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，拓展便利店、汽車(chē)服務(wù)、O2O(online to Offline)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、金融服務(wù)、廣告等新興業(yè)務(wù)，逐步提供的綜合性服務(wù)，打造讓消費(fèi)者信賴(lài)、使用者滿意的生活驛站。
另外中石化公司利用管道儲(chǔ)運(yùn)分公司既有的信息與系統(tǒng)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)將采擷數(shù)據(jù)通過(guò)優(yōu)化程序進(jìn)行交換共享、移動(dòng)應(yīng)用分析，建立以?xún)?yōu)化節(jié)能、HSE 預(yù)警的原油物流管理集成平臺(tái)，打造綠色低碳、的原油物流。
2012 年 7 月通過(guò)原油物流優(yōu)化項(xiàng)目可行性研究評(píng)審，選定管道公司大榭島碼頭(油庫(kù))、日照首站、日儀管道作為物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目試點(diǎn)。2013 年 3 月技術(shù)人員在大榭島油庫(kù)，進(jìn)行了功能應(yīng)用、功能數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)集成、感知設(shè)備以及部署環(huán)境等連結(jié)工作，就感測(cè)設(shè)備的安裝、輸油設(shè)備的選取、辦公業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)油庫(kù)生產(chǎn)輸油設(shè)備是否造成影響等方面進(jìn)行分析研究。
整體來(lái)說(shuō)，石化/化工產(chǎn)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用未來(lái)應(yīng)從大型石化公司開(kāi)始進(jìn)行，由于大型石化公司具有初級(jí)能源的探勘、油品/化學(xué)品生產(chǎn)、油品/化學(xué)品銷(xiāo)售等體系，這些龐大的生產(chǎn)與銷(xiāo)售體系以往均儲(chǔ)存相當(dāng)大量的資料，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)可以發(fā)揮與提升這些信息相互鏈接的程度，創(chuàng)造新型態(tài)的商業(yè)生產(chǎn)與銷(xiāo)售應(yīng)用模式的開(kāi)展。
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