FCS與DCS的工程項目投資經濟性分析

周雁鵬

(中海油基建管理有限責任公司，北京 100010)

基金會現場總線控制系統(FCS)在中海石油化學股份有限公司有多個成功的應用案例，如南海殼牌的800 kt/a乙烯聯合工廠項目、旅大油田開發項目、中海石油化學股份有限公司的600 kt/a甲醇項目、800 kt/a甲醇項目等，通過這些項目的實施和使用效果來看，相比于傳統的控制系統，FCS確實在簡化工程設計，減少調試時間和強大的自診斷和維護功能方面具有一定的優越性。但是現場總線的實際投資和工廠費用與廠商的宣傳具有一定的差距，筆者根據現場的實際項目，分析FF的投資經濟性。

筆者前后經歷了4個基金會現場總線項目，其中有國內設計國內采購、國外設計國外采購、也有國外設計國內采購，經過多次商務價格對比發現，無論是國內采購還是國外采購，同一技術層次的硬件商務價格基本一致。下面以中海油600 kt/a甲醇項目為例，分析對比FCS與DCS的投資費用區別。

1 系統拓撲結構對比

該甲醇項目采用FCS，全廠總共包括64個現場總線網段(Segment)，現場總線變送器330臺，現場總線閥門定位器65臺，采用192個Fieldbarrier，增安型現場總線電纜(1×2×16 AWG)長度15 km、本安型現場總線電纜(1×2×18 AWG)長度15 km?？刂葡到y拓撲結構按照樹形結構設計，如圖1所示。FCS包括主機系統的CPU、現場總線接口卡件、電源調節器、Fieldbarrier、現場總線變送器、現場總線閥門定位器、電涌保護器、現場總線電纜等。

DCS包括控制器CPU、模擬輸入卡件、模擬輸出卡件、安全柵、變送器、閥門定位器、信號電纜等。拓樸結構如圖2所示。

兩種控制系統都需要用到CPU電源、網絡通信卡件、大容量電源、機柜等公共部件不在比較之列。

2 系統硬件投資情況對比

基金會現場總線網段(Segment)使用效率對現場總線項目投資費用的影響很大，按照330臺現場總線變送器和65臺現場總線閥門定位器來估算，該項目設計規劃每個網段平均6臺現場總線設備，大概需要60個網段，全部采用進口現場總線電纜。按照600 kt/a甲醇項目規模，采用基金會現場總線技術需要配置的設備數量及價格見表1所列。

圖1 FCS的拓撲結構示意(樹形)

圖2 DCS的拓撲結構示意

表1 采用FCS的投資費用

采用DCS需要配置的設備數量及價格見表2所列。

表2 采用DCS的投資費用

續 表 2

根據表1和表2的數據可以看出，對于600 kt/a規模的甲醇項目，采用FCS和采用DCS相比，投資費用的增加值?1為

FF的設計費用國內和國外區別很大，根據筆者的經驗，一般國外的人工成本和項目的硬件價格大致相當，而國內人工成本只有硬件價格的20%～30%，因而國內外現場總線項目費用區別最大的就是人工費用的差別。

3 安裝費用情況對比

供應商在宣傳時都會提到采用現場總線設備能節省安裝費用，節省的費用約為60%。根據現場安裝工程決算結果，筆者發現實際的安裝費用和廠商宣傳的安裝費用差別很大。該項目結算采用的取費標準是《2000安裝工程預算定額海南省基本價(海南省建設廳)》。

從該定額可以看出現場總線設備和HART協議設備的取費標準不一樣，每臺設備的安裝費用包括人工費、材料費和機械費，表3所列為FF設備取費統計，表4所列為帶HART協議的儀表設備取費統計。

表3 FF設備安裝取費統計表 元

續 表 3

表4 帶HART協議的DCS設備安裝取費統計表 元

根據表3和表4所列的數據對比，FCS除了電纜的安裝費用比常規控制系統低以外，其他設備的安裝、調試費用都要高的多。

該項目FCS設備和DCS設備的安裝費用分別見表5和表6所列。

表5 FCS設備安裝費用統計表

續 表 5

表6 DCS設備安裝費用統計表

根據表5、表6的數據可以看出FF設備總體安裝費用比DCS設備安裝費用要高，費用的增加值?2為

將FF設備和DCS設備的硬件購置費用加上設備安裝費用進行對比，結果見表7所列。

表7 FF設備和DCS設備總體費用對比 萬元

采用FCS比采用DCS多投入的費用比例?3為

4 基金會現場總線系統與項目總投資情況對比分析

由于商業機密的原因，一般工程項目費用的投資情況很少對外公布細節數據，為了說明FF設備投資占整個儀表設備投資的比例和整個項目總投資的比例，筆者以某化工裝置項目投資為案例進行FF設備與項目總投資情況分析，該項目中儀表設備總購置金額為8 202萬元(RMB)，FF相關設備，包括主機系統(含FF附件)、FF電纜、FF變送器、FF閥門定位器的總購置費用為874萬元，FF設備投資占儀表購置費用比例?4為

?1=32.3%，則FF項目增加的費用占項目儀表購置費用比例?5為

該項目的竣工決算總費用為17.9億元(含稅)，則儀表設備投資占項目總投資的比例?6為

FF設備的投資占項目總投資比例?7為

根據以上分析，?1=32.3%，則FF項目增加的投資占項目總投資比例?8為

5 結束語

綜上所述，采用FCS設備的總投資費用比DCS系統要多0.158%，所占費用比例不高，卻使控制系統的層次上升到了較高的水平。采用FCS可以加快項目建設的進度，對日后設備的管理和維護都帶來了革命性的變化。要以發展的眼光，根據管理目標以及人力資源水平，從綜合層面上考慮選用何種控制系統。

參考文獻：

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