石油化工儀表自動(dòng)化控制技術(shù)探索

摘要：現(xiàn)階段，隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速進(jìn)步，在一定程度上推動(dòng)了各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，再加上各種高新技術(shù)層出不窮，也促使我國(guó)各行各業(yè)進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段。傳統(tǒng)的石油化工行業(yè)具有技術(shù)復(fù)雜，危險(xiǎn)性高，連續(xù)性強(qiáng)的特點(diǎn)，自動(dòng)化儀表技術(shù)在石油行業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用，對(duì)提升石油化工產(chǎn)業(yè)的安全和效率來說意義重大。然而現(xiàn)階段，傳統(tǒng)的自動(dòng)化儀表技術(shù)已無法適應(yīng)時(shí)代發(fā)展所需，因此主要以石油化工儀表為例，對(duì)自動(dòng)化儀表控制技術(shù)進(jìn)行一些分析和探討。

關(guān)鍵詞：石油化工；儀表；自動(dòng)化控制

作為石油化工企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品加工和生產(chǎn)當(dāng)中主要的基礎(chǔ)設(shè)備之一，化工儀表對(duì)確保產(chǎn)品加工和生產(chǎn)的質(zhì)量，提升設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性有著不可或缺的作用，同時(shí)還有效促進(jìn)了石油化工企業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)不斷的革新。現(xiàn)階段，已經(jīng)逐漸進(jìn)入信息化時(shí)代，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用下，設(shè)備的智能化、自動(dòng)化水平得到了很大的提高。今后企業(yè)要想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中取得一席之地，就必須加強(qiáng)對(duì)設(shè)備自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用。

1石油化工儀表的控制系統(tǒng)分類

1.1較為分散的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)

在過去，我國(guó)的石化企業(yè)中使用的控制和管理系統(tǒng)針對(duì)性比較強(qiáng)，但是往往比較零散，正是這樣的一種使用特性，反而使得分散式的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)體現(xiàn)出其明顯優(yōu)勢(shì)，并因此而得到大力推廣。雖然分散式的控制管理系統(tǒng)十分適用于石油化工行業(yè)特殊的生產(chǎn)性質(zhì)，但其中還存在著不可忽視的弊端，并且通過先進(jìn)的科技手段是可以被彌補(bǔ)的。近幾年來，由于我國(guó)的科技水平達(dá)到了一個(gè)相對(duì)發(fā)達(dá)的階段，在石油化工這一特殊并且又十分重要的領(lǐng)域中，人們也開始有意識(shí)地將先進(jìn)科技應(yīng)用進(jìn)來，促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步。隨著國(guó)家和企業(yè)對(duì)這一領(lǐng)域的重視，技術(shù)人員在研究和開發(fā)的方面取得了更多的資金和時(shí)間支持，經(jīng)過深入研究之后，開發(fā)了更為智能化、自動(dòng)化的控制技術(shù)，使得現(xiàn)有的分散式控制管理系統(tǒng)取得翻天覆地的變化。

1.2新型分散控制系統(tǒng)

通常情況下石油化工工程會(huì)涉及到蒸餾、萃取、分離、裂解、聚合等許多工段，跟一般工業(yè)相比，其有著生產(chǎn)環(huán)節(jié)眾多，工藝錯(cuò)綜復(fù)雜，產(chǎn)品危險(xiǎn)性高的特點(diǎn)。通過傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)可以對(duì)不同工段進(jìn)行相應(yīng)的控制，然而隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)規(guī)模的需求也越來越高，因此傳統(tǒng)的分散控制系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足人們的要求。新型的分散控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝流程中的自動(dòng)化儀表集中顯示，同時(shí)可以分別對(duì)各個(gè)工段的不同回路分別進(jìn)行控制。通過傳統(tǒng)控制系統(tǒng)和分散控制系統(tǒng)靈活的結(jié)合運(yùn)用，可以充分發(fā)揮傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的專業(yè)化優(yōu)勢(shì)，又可以滿足大規(guī)模裝置的自動(dòng)化控制，使得新型分散控制系統(tǒng)在石油化工領(lǐng)域迅速發(fā)展起來。而且隨著自動(dòng)控制技術(shù)的提高，人們可以將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊控制理論、智能控制理論應(yīng)用到新型的控制系統(tǒng)中，使得控制精度得到進(jìn)一步的提高，生產(chǎn)過程更加的穩(wěn)定。因此，新型分散控制系統(tǒng)在未來還有很大的發(fā)展空間。

1.3總線控制系統(tǒng)

總線控制系統(tǒng)具有開放化、數(shù)字化、智能化以及微型化等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)也正是現(xiàn)階段在石化企業(yè)發(fā)展過程中所要完成的主要目標(biāo)。現(xiàn)階段，在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用了未來戰(zhàn)斗系統(tǒng)。開發(fā)未來戰(zhàn)斗系統(tǒng)的功能設(shè)備和操作技術(shù)，就總線控制系統(tǒng)而言是完成可持續(xù)發(fā)展的前提。通過調(diào)查統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在化工企業(yè)當(dāng)中應(yīng)用未來戰(zhàn)斗系統(tǒng)，除了能夠控制生產(chǎn)設(shè)備之外，同時(shí)還能夠利用現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)來配合局域網(wǎng)，從而更好地控制現(xiàn)場(chǎng)總線。但是現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)在對(duì)化工企業(yè)當(dāng)中的工作進(jìn)行合理控制的時(shí)候離不開信息共享技術(shù)的有效支持，所以配合局域網(wǎng)可以將現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來，進(jìn)而有效實(shí)現(xiàn)制造商和用戶的公開化。

2儀表自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)特征

2.1具有交互界面

交互界面是自動(dòng)化控制技術(shù)中必不可少的基礎(chǔ)特征，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)。以交互界面顯示儀表監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，使工作人員獲取數(shù)據(jù)變得更加容易，有利于提高企業(yè)的工作效率，促進(jìn)集成性生產(chǎn)。通常，交互界面都借助顯示屏顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。工作人員通過顯示屏上信號(hào)燈信息和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以儀表數(shù)據(jù)為參考基礎(chǔ)，從而使工作人員進(jìn)行相關(guān)的決策。目前，大部分石化企業(yè)正逐步普及自動(dòng)化控制技術(shù)，人工交互界面的構(gòu)建也越來越完善。其直觀化和人性化的優(yōu)點(diǎn)深受廣大工作人員的青睞，有利于提高石化企業(yè)的生產(chǎn)效率，減少事故發(fā)生的概率。

2.2具備更高的安全性

最初對(duì)化工儀表進(jìn)行使用的目的主要是為了監(jiān)測(cè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，有效結(jié)合相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息制定管理措施，保證企業(yè)生產(chǎn)的安全性。在具體進(jìn)行工作的時(shí)候，工作人員必須要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作，而在此過程中，難免會(huì)有一定的危險(xiǎn)產(chǎn)生，而通過對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)的有效應(yīng)用可以降低人的直接操控，有效確保其安全性，將危險(xiǎn)事故發(fā)生率降到最低。

2.3改善控制技術(shù)

之前石油化工行業(yè)中是由模擬電子量或氣動(dòng)信號(hào)構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)最基本單元的自動(dòng)化控制。分散控制系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)使整體流程變得更為簡(jiǎn)單化。不管是基本的PID調(diào)節(jié)控制，還是更為復(fù)雜的串級(jí)控制、比值控制等，其軟件包能夠進(jìn)行獨(dú)立編程來滿足各種復(fù)雜工況的要求。工作人員可以根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況來進(jìn)行控制程序的編寫，為工作人員的實(shí)時(shí)控制以及具體操作提供了便利。

3石油化工儀表自動(dòng)化控制分析

3.1儀表檢測(cè)方法

在具體運(yùn)營(yíng)過程中，石油化工企業(yè)管道以及現(xiàn)場(chǎng)使用設(shè)備的內(nèi)質(zhì)溫度通常都保持在-300~1800℃，這種條件下，熱電阻和熱電偶代替了傳統(tǒng)玻璃溫度計(jì)，通過智能型的變送器可以快速將熱電阻和熱電偶這兩種信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流或者電壓信號(hào)。石油化工行業(yè)生產(chǎn)過程中存在很多對(duì)壓力要求很高的環(huán)節(jié)，因此離不開壓力儀表設(shè)備的有效支持。膜片式壓力變送器可以對(duì)工作時(shí)所存在的結(jié)晶、聚合、黏稠介質(zhì)壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。石油化工企業(yè)存在大量的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備，因此液位測(cè)量在石油化工企業(yè)當(dāng)中的位置尤為重要，非接觸式的有超聲波，雷達(dá)物位計(jì)，接觸式的有差壓式、磁翻柱等，滿足各種場(chǎng)合液位測(cè)量的需要。隨著科技發(fā)達(dá)，人們對(duì)安全和環(huán)保的意識(shí)也逐漸增強(qiáng)，新型的測(cè)量?jī)x表還可以對(duì)有機(jī)物含量，氣體濃度，pH值等進(jìn)行在線分析和測(cè)量。石油化工企業(yè)要實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的保證，就必須要從根本上保證流量、溫度、壓力以及液位等信息數(shù)據(jù)的實(shí)用性和準(zhǔn)確性。

3.2控制方法

之前在進(jìn)行石油化工生產(chǎn)的時(shí)候，設(shè)備和控制系統(tǒng)是一一對(duì)應(yīng)的，而現(xiàn)在都是整個(gè)裝置共用一套控制系統(tǒng)，同時(shí)還可以將監(jiān)視數(shù)據(jù)上傳到全廠中央控制室中，通過一個(gè)控制中心來完成對(duì)整個(gè)廠區(qū)的集中監(jiān)視。在具體進(jìn)行控制的時(shí)候，上位機(jī)是顯示控制核心，同時(shí)配有輔操臺(tái)，緊急停車系統(tǒng)，可燃及有毒氣體報(bào)警系統(tǒng)，在能為工作人員的具體操作提供便利的同時(shí)，也保證了裝置的安全。再者具體生產(chǎn)環(huán)節(jié)，石油化工企業(yè)的設(shè)備操作過程相對(duì)較為復(fù)雜，同時(shí)在此過程中，還可能由于操作不當(dāng)而造成其他安全事故的發(fā)生，因此要想將石油化工生產(chǎn)的可靠性和安全性提升，就必須要有效結(jié)合自動(dòng)化控制儀表和智能化控制儀表來完成。

4結(jié)束語(yǔ)

作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中流砥柱，石化企業(yè)具有非常明顯的經(jīng)濟(jì)效益。所以，對(duì)于石化企業(yè)的安全生產(chǎn)必須要引起足夠的重視，有效避免危險(xiǎn)事故的產(chǎn)生。通過自動(dòng)化技術(shù)來對(duì)其整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，快速獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，將企業(yè)的工作效率提升上來，有效保證企業(yè)生產(chǎn)的安全性，進(jìn)而促進(jìn)其經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展。而且，自動(dòng)化控制技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用上面仍然還有很大的發(fā)展空間，也將是未來工業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向。

參考文獻(xiàn)

[1]齊洋.“工學(xué)一體、實(shí)境育人”教育理念在《化工儀表及自動(dòng)化》課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2012（16）：177-178.

[2]沈崢.化工自動(dòng)化儀表安裝工程質(zhì)量監(jiān)督程序簡(jiǎn)析[J].河南化工，2018，35（10）：63-64.

[3]丁富明.淺析化工自動(dòng)化控制的關(guān)鍵技術(shù)和儀表控制[J].化工管理，2018（21）：155.

作者：陳鍇鵬 單位：南京英凱工程設(shè)計(jì)有限公司