为了实现安全经济的系统升级，对更新项目范围内的许多影响因素都必须加以考虑。由于自动化部分的作用是使过程设备的性能得到最大程度的发挥，本文的作者集中论述了自动化部分对项目功效最大化的影响。
在最近几年里，烃加工行业人员作了大量的工作以便跟上该行业的发展趋势：就是对清洁燃料的需求不断加强、对能量利用率和可靠性的要求不断提高、对生产能力的需要不断加大。在北美和西欧，烃加工行业现在已经拥有了相对较大规模的生产基地和生产设备，但是其中的大多数都是很久以前规划、设计和建造的，已经不能满足今天对于产品质量、污染物排放水平和生产能力的严格要求。为了努力达到今天严格的操作标准和环境保护规范的要求，烃加工行业人员正在寻找一种新的途径：在尽量减少对正常操作造成影响的情况下对现有设备进行改造。
这个任务是极具挑战性的，不过烃加工行业人员并没有在改造项目所面对的困难前退缩，更新改造可能带来的收益驱使他们不断前进。更新改造可以加快生产速度、提高产品的产量和质量、提高工厂的操作灵活性、提高操作的可靠性和安全性。
加快生产速度常常是增加
图1：停机影响
通过更好的利用现有设备、管道和储罐，通过先进的过程自动化系统可以提高工厂的操作灵活性。获得成功的关键是及时获得关键性的过程信息。先进的过程自动化系统的实时工具可以帮助操作人员做出正确的商务决定，这样就能最大程度提高生产水平。新技术给烃加工行业带来了巨大的好处，这包括：
◆ 对过程数据的获取能力空前提高；
◆ 追踪关键的历史数据；
◆ 重温、回顾导致事故的过程数据；
◆ 具有显示参数变化趋势的能力；
◆ 能够高效率的管理报警信息；
◆ 具有简明的可操作性强的图形化信息显示。
由于能够获得所需要的相关信息，操作人员可以快速、高效、安全的对过程变化做出反应，这样就可以保证工厂的可用性，使生产过程得到优化。生产管理软件和广泛的过程优化可以在保证安全的前提下把工厂的生产能力发挥到极限，确保工厂在规律性的维护检修之间有尽可能长的连续生产周期。
不管对任何工业行业，安全都是最为重要的议题。人员保护和环境保护是最重要的任务。在项目执行中，只要一次事故就完全可以使项目的投资回报率（ROI）成为负数。同现场发生人员伤害事故所带来的长期负担相比，花在安全保障方面的费用是微不足道的。人员伤害事故将会导致工作人员的补偿费用增加，保险费用提高；还会导致供货商减少甚至中止现场服务。
改造更新项目各有特点
由于种种原因，对自动化系统的改造更新是特别具有挑战性的项目。在有些案例中，负责工厂操作的自动化控制方式都可以节约时间和金钱。同开办现场培训课程相比，这两种方式还可以允许大量的员工参加培训。
改造项目执行时必须照顾到所有的关键问题，还必须为操作人员和维护人员提供必要的培训，使操作人员和维护人员能够优化工厂的操作并且能够对过程故障和其他问题做出恰当的反应。
根据Honeywell的经验，所有成功的“热”切换项目都有一个操作人员培训计划，并且在项目尚处在早期阶段就已经为这个培训计划分配了适当的预算资金。这个培训计划作为一个子项目被整合进项目的总体时间表里，作为月度项目会议的一部分内容进行讨论、受到跟踪。如果不采用这种方式处理，这个问题就将会在“项目回顾和教训会议”上作为用户在该项目中最大的遗憾之一被铭记。还有一些关于培训的缺憾如：应该配置更多的培训教师等（每个轮班一个教师）。在“热”切换项目中，由于种种原因造成的工期延误会给精心安排的培训计划带来时间差，使被训练者刚刚掌握的新技艺由于开车时间的拖延而生疏。通过租赁或是购买额外的操作站对于保持操作人员的技艺熟练是很有帮助的。这些操作站以后可以用于回路检查和其他“热”切换活动。另外一个缺憾是：当时应该为每一个轮班都安排更多的员工参加培训。购买一个操作员训练模拟器放在控制室附近，使操作人员可以灵活的安排，投入更多的时间来接受培训。
最后，还有一个多次被证明对于项目的成功非常有帮助的解决方案：购买一套和工厂实际应用的分散控制系统（DCS）一样版本的小系统。它可以起到很多的作用，例如作为操作人员的培训系统、作为工程师的DE
通讯联系
在“热”切换项目中，通讯联系可以采取许多种方式：书写方式、可视方式或口头方式。
书写方式的通讯联系通常包括图纸和文档。这些都必须记入项目的现场文档目录并且分配不同的优先级。例如优先级从高到低的排列：更新过的P&ID图、新的回路图/接线图、带签名的回路检查表、设备规格书、老的回路图/接线图。
可视方式的通讯联系由显示一个特定符号组的技术构成。例如容纳回路数据的文件夹上的红杠或是红点表示这个回路是紧急停车系统的一部分。其他颜色可以用来根据类别指示回路类型，例如带蒸汽伴热或是不带蒸汽伴热的控制回路等。贴在控制室里的每日“热”切换项目列表可以使每个人都很容易确定：每天有哪些设备计划进行“热”切换。
可视方式的通讯联系也可以用来指示特定的状态。例如控制室内控制盘上的红杠或红点还可以指示：一个回路已经被切换到DCS上了。在控制室里设置一套不断更新标记的P&ID图可以指示哪些设备现在已经由新的DCS画面进行控制了。同样地，在控制室中设置一套不断更新的
口头的通讯用于在“热”切换时加强以前的训练效果和提供清楚及时的指导。例如，如果控制室里的装置操作主管没有发出命令，操作人员就不需要对回路进行任何进一步的动作。另外必须制作一个“任务和职责”矩阵来确定在“热”切换时每一点由谁来控制。必须事先规定好回路检查队伍和“热”切换队伍的无线电对讲机通道，还要为每个队伍准备一个备用通道。
图2：切换团队组织
组织和联合作业
“热”切换队伍是由来自工厂的人员、自动化系统供应商的人员、项目施工承包商人员的组合。为了有效地推动“热”切换过程的进行，在项目期间这些人员必须全职为该项目工作，这一点是非常关键的。当然，所有人员都必须称职并且能够理解“热”切换过程的各个方面。项目组成员也需要接受培训，并且在他所负责的过程切换范围里达到很高的熟练水平。经验表明工厂需要提供下列人员参与“热”切换过程（参见图2）：
◆ 在控制室里需要一名“切换”操作员。负责“外部”操作员和“回路”操作员之间的联系协调。
◆ 一名回路操作员。负责已经完成切换，恢复运行的控制回路（注意：这里可能会需要另外一名操作员来负责回路的调整）。
◆ 一名外部操作员。负责协调现场设备（如旁路阀等）。此时有一名切换操作员在控制室内操作。
◆ 一名仪表技术人员和一名电气技术人员随时待命，以备不时之需。
下列人员需要由Honeywell和施工承包商公司提供：
◆ 一名系统工程师。负责在控制室管理和控制切换过程（注意：这名工程师应该能够有效管理两个现场队伍，以便减少等待时间）。
◆ 四名施工承包商的管道工人。其中两名在现场负责控制回路，另外两名在现场负责指示回路。
◆ 两名施工承包商的现场电气技术人员。一名负责热电偶回路，一名负责数字回路和其他回路。
为了成功的实施“热”切换，还需要考虑其他什么重要因素呢？
项目的工程支持
对于项目的成功还有一个重要的因素，就是确定需要多少来自自动化系统供应商的支持和协助。许多运行公司主要将注意力集中在他们自身的核心操作能力方面，而在其他方面则尽量减少费用。这也就意味着他们只有很少量的内部的工程师可以利用。由于工程支持对于改造项目的成功是至关重要的，因此自动化系统供应商就必须具备一个综合的组织机构，负责提供工程标准、工具和为项目提供有效的工程支持方法。在今天的开放DCS环境下，一个有经验并且知识渊博的供应商具有无可估量的价值。他可以参加从系统网络设计到I/O分配以及图形界面设计等各项工作，还有许多繁琐的工作，如数据库组态、流程图组态等都可以由外部人员来完成。这样就可以让为数不多的内部工程师专注于项目的关键内容。
图3：项目成本影响曲线
确定自动化系统的供应商能够高效率、低价格的提供上述这些服务是很重要的。这种类型的自动化系统承包商可以使项目交付过程中的所有方面都有清晰单一的责任划分和工作界面。这样可以消除额外的供应商界面，使自动化系统供应商能够同时面对多个专业和过程的任务。他或她可以帮助识别重复的工作，坚持工程的连续性，减少返工现象发生。这样还可以减少交接的次数，直接减少项目费用支出。设备订
只面对单一自动化系统供应商的另一个好处是项目数据库的优化。由于数据输入在同一个地方进行，多个工段和过程可以使用同一个数据源。这确保了数据输入的有效性，还大大减少了管理数据修改的工作量。
采用单一的自动化系统承包商还可以使整个项目的时间进度更加紧凑。在项目进行过程中涉及到的公司越少，发生联系不畅的情况也会越少。这样就可以消除正式文档必须分发给多家承包商的现象，也就进一步减少了分发的费用。改造的客户现在只需要联系一家承包商就可以审查和管理所有项目中的交付工作，这大大提高了联系和协调的效率。
原有资产的利用
自动化系统改造项目还必须考虑到工厂原有的自动化设备的再利用问题。应该怎样处理这些原有设备呢？在有些案例中，这些设备已经经过了许多年的升级改造来扩大它的适应范围、提高它的灵活性。作为改造项目涉及的一部分内容，必须对它们进行仔细的评估。是否需要在改造后的过程中继续使用这些设备呢？是否值得把这些设备移植到新的系统里边呢？
烃加工行业发现：有些解决方案倾向于采用“同类替换
项目管理
卓越的项目管理对于一个自动化改造项目的最终成功也是至关重要的（参见图3）。没有优秀的项目管理，项目中的所有其他方面都将会存在风险。反复研究证明，为了确保过程自动化改造项目达到技术目标，同时满足费用和时间进度要求，就必须严格遵照专业项目管理的实践和原则。工业自动化项目的复杂性正以前所未有的快速增加，造成这种状况的主要原因是基于开放系统的架构和平台、来自多个供应商的系统的集成、先进应用的不断增加、不断提高的全厂和企业范围的应用要求、不同产品和服务的要求和解决方案中大量的软件内容。
效益
烃加工行业有太多的理由和顾虑不采取改造自动化系统的行动。只要他们继续遵守以前仔细建立的操作原则，就可以在正常运行中坐收利润和财富。因此烃加工行业有理由期望他们的自动化系统供应商设计好一个控制系统升级的计划或是路线图，保证对产品的支持和长期的服务协议以及总体的工厂现代化策略，这对于烃加工行业和供应商双方都会是一个双赢的方式。
作者信息：
Terry Gebert，Honeywell全球运营副总裁和总经理。
Ronnie Villarreal，Honeywell工程程序经理和技术顾问。
Frank R Whitsura，Honeywell烃加工市场和业务总监。
原文刊登于Petroleum Technology Quarterly 2004年秋季刊,CONTROL ENGINEERING China获得允许而转载。
