化工裝置建設(shè)中的儀表自動(dòng)化工程探析

陳為金

（新疆中泰化學(xué)（集團(tuán)）股份有限公司，新疆 烏魯木齊 830009）

儀表的智能化不僅僅可以改變儀表本身的基本性能，還會(huì)給其他的控制網(wǎng)絡(luò)體系帶來一定影響。儀表智能化具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，功能豐富化，它已經(jīng)不再是單一性的固定結(jié)構(gòu)。筆者根據(jù)自己實(shí)踐中的工作經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)化工裝置中檢測(cè)的儀表及相關(guān)控制進(jìn)行闡述。

1 檢測(cè)執(zhí)行儀表

1.1 溫度儀表

在化工企業(yè)的相關(guān)設(shè)備或管道內(nèi)溫度的控制在－200 ℃到1 800 ℃，對(duì)這個(gè)溫度的控制主要采取了接觸式測(cè)量。同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)指示的水銀溫度計(jì)被雙金屬的溫度計(jì)所替代，在替代品中最為常見的就是熱電偶和熱電阻，通過這些設(shè)備把相應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)絻x表中，一體化的溫度變送器等因現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)興起而逐漸普及。

1.2 壓力儀表

壓力儀表和工程的安全相關(guān)，所以在各方面都給予足夠的重視。壓力儀表的自動(dòng)化能夠更好地預(yù)防安全事故的發(fā)生，不僅能提高安全性，還可以為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 物位儀表

在化工行業(yè)中通常以液位測(cè)量為主，一般采取浮力式儀表，同時(shí)還有物料儀表。測(cè)量形式很多，如直讀式、電接觸式、電容式、浮力式等，物位儀表正在化工行業(yè)得到普及。

1.4 流量?jī)x表

流量?jī)x表是化工行業(yè)溫、壓、液、流四大參數(shù)中內(nèi)容及方式最為豐富的一個(gè)門類。這一控制主要是看穩(wěn)定和優(yōu)化，儀表自動(dòng)化可以更好地提高流量表的穩(wěn)定性。

1.5 分析儀器和在線過程分析儀

化工行業(yè)智能儀表的運(yùn)用可以保證溫度、壓力、流量、液位等工藝參數(shù)的正確性，可以間接地保障化工產(chǎn)品的質(zhì)量。儀表自動(dòng)化可以更好地對(duì)排放的物質(zhì)成分進(jìn)行分析和檢測(cè)。隨著化工行業(yè)的不斷發(fā)展，化工行業(yè)對(duì)儀表自動(dòng)化的需求極其迫切。同時(shí)儀表自動(dòng)化可以更好地給化工行業(yè)帶來穩(wěn)定生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。

1.6 執(zhí)行器

化工行業(yè)的執(zhí)行器主要有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分，經(jīng)常使用的是氣動(dòng)執(zhí)行器和液動(dòng)執(zhí)行器，各種執(zhí)行器運(yùn)用智能儀表，可以更好地改善執(zhí)行器的性能，讓其在化工行業(yè)內(nèi)更好地發(fā)揮作用，通過智能化的運(yùn)用可以更好地調(diào)節(jié)執(zhí)行器的特性計(jì)算、測(cè)試驗(yàn)證和標(biāo)準(zhǔn)制定。

2 控制策略分析

2.1 常規(guī)控制

化工裝置建設(shè)中的儀表自動(dòng)化主要通過氣動(dòng)元組合學(xué)儀表、常規(guī)DCS、電動(dòng)單元組合儀表、新一代DCS，可以更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的連續(xù)控制、批量控制和回路控制，這在其中回路控制與連續(xù)控制中占據(jù)重要位置。主要有單回路調(diào)節(jié)，比率調(diào)節(jié)、串級(jí)調(diào)節(jié)、均勻調(diào)節(jié)、分程調(diào)節(jié)、自動(dòng)選擇調(diào)節(jié)、前饋調(diào)節(jié)、非線性調(diào)節(jié)等，這其中仍以PID調(diào)節(jié)作為基礎(chǔ)，功能塊或控制算法的變化并不是特別大，變化比較大的主要是組態(tài)能力和控制方案，在功能塊之間我們可以通過并聯(lián)、串聯(lián)、選擇性鏈接等方式，把多配方自動(dòng)化參數(shù)或者功能塊進(jìn)行鏈接。

2.2 先進(jìn)控制和優(yōu)化

在科技的發(fā)展和智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種智能化的技術(shù)正在各行各業(yè)中廣泛運(yùn)用，在這其中最為常見的就是多變量控制，它已在化工行業(yè)進(jìn)入了實(shí)踐階段，這種技術(shù)是以DCS為基礎(chǔ)的，并且可以是一種獨(dú)立的形式，也可以是軟件包的形式，它與多變量動(dòng)態(tài)軟測(cè)量技術(shù)和過程模型辨別技術(shù)有著很大的關(guān)系，當(dāng)前在化工行業(yè)中應(yīng)用比較多的是單一油源，它增加了相關(guān)操作的平穩(wěn)性。

2.3 人機(jī)界面

當(dāng)前在化工企業(yè)裝置建設(shè)中正在由一個(gè)裝置一個(gè)控制室轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)個(gè)裝置一個(gè)控制室或有一個(gè)總控制室，在總控制室通過LCD大屏幕可以了解各個(gè)節(jié)點(diǎn)的情況，同時(shí)通過顯示儀表及指示燈等控制相應(yīng)設(shè)備。在自動(dòng)化裝置中可以通過電腦進(jìn)行操作，把工業(yè)電視攝像頭攝取的畫面也由專用屏幕逐步納入以 DCS操作站的屏幕。

分布式控制在組態(tài)時(shí)，同控制策略相伴的人機(jī)界面的操作策略相符，在組態(tài)上我們可以通過儀表棒圖、分組畫面、趨勢(shì)畫面及細(xì)目畫面等來完成。但是工藝要求可以組成模擬圖，這對(duì)人機(jī)界面處理問題至關(guān)重要；同時(shí)在系統(tǒng)集成方面，我們要注意一些硬性指標(biāo)外，還要注意對(duì)軟性指標(biāo)的判斷，在自動(dòng)化過程中要精益求精，更要樹立為工藝操作人員服務(wù)的思想，讓相關(guān)工藝人員參與流程工藝的設(shè)置，提高其相關(guān)人員的控制能力，把DCS、HMI的能力在對(duì)應(yīng)工藝裝置中充分發(fā)揮出來，讓工藝人員能夠更好地操作相關(guān)儀器設(shè)備。

2.4 安全儀表系統(tǒng)

在化工企業(yè)里裝置建設(shè)由于存在大型化、連續(xù)化等特點(diǎn)會(huì)對(duì)周圍環(huán)境帶來環(huán)境破壞和潛在危險(xiǎn)，對(duì)環(huán)境保護(hù)要求較高，同時(shí)安全性也非常重要，通常由分散式控制等設(shè)備來完成連鎖保護(hù)。當(dāng)前的自動(dòng)化儀表的興起主要是基于IEC6l508和EC6l5l1的安全儀表系統(tǒng)（SIS），不但更好地滿足了化工企業(yè)的基本需求，而且進(jìn)一步滿足了石化企業(yè)的需求。戰(zhàn)略信息系統(tǒng)是這些問題的解決之道，它具有連續(xù)性，在預(yù)測(cè)到安全隱患時(shí)，它能采取措施，減少由于事故帶來的各項(xiàng)損失，為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)束語

我國(guó)在化工裝置建設(shè)中儀表自動(dòng)化取得了很大進(jìn)步，但是在看到成績(jī)的同時(shí)，也要發(fā)現(xiàn)存在的不足，我們?cè)诖罅Πl(fā)展儀表自動(dòng)化的同時(shí)，還要積極借鑒國(guó)外一些先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，不斷完善我國(guó)自動(dòng)化管理水平，讓自動(dòng)化儀表得到更好地發(fā)展。

[1]陸德民.石油化工自動(dòng)控制設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

[2]解懷仁，楊彬彥.石油化工儀表控制系統(tǒng)選用手冊(cè)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2004.