基于石油化工儀表控制系統(tǒng)研究

石龍海 楊克讓

濮陽(yáng)市雙星防腐安裝有限公司

基于石油化工儀表控制系統(tǒng)研究

石龍海 楊克讓

濮陽(yáng)市雙星防腐安裝有限公司

在我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中，石油化工產(chǎn)業(yè)在其中有著十分重要的意義，它主要是生產(chǎn)石油、天然氣、有機(jī)化工材料等石化產(chǎn)品的。然而，隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的石油化工生產(chǎn)技術(shù)也已經(jīng)無(wú)法滿足人們的生活和生產(chǎn)的相關(guān)要求，因此就將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到其中，從而對(duì)其控制技術(shù)和生產(chǎn)工藝進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。從而使得石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量和效率得到有效的提高。本文主要介紹了我國(guó)石油化工儀表的控制系統(tǒng)、新型自動(dòng)檢測(cè)與分析儀的應(yīng)用及對(duì)石油化工企業(yè)先進(jìn)控制方法的探索，僅供參考。

石油化工；儀表控制系統(tǒng)；質(zhì)量控制

一、石油化工儀表控制系統(tǒng)的應(yīng)用

1、新型分析儀與自動(dòng)檢測(cè)的應(yīng)用。為適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)要求，現(xiàn)場(chǎng)總線型變送器獲得了迅速發(fā)展。此變送器是全數(shù)字式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分辨力和穩(wěn)定性都高于一般智能型變送器。由于現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)字儀表產(chǎn)品日趨完善，并具有可靠性高、可互操作性（即可將不同品牌產(chǎn)品集成組態(tài)）等特點(diǎn)，在石化過(guò)程控制領(lǐng)域?qū)?huì)得到更多應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外商業(yè)貿(mào)易的發(fā)展，要求提高商品交割計(jì)量精確度，石化出廠計(jì)量應(yīng)用的質(zhì)量流量計(jì)精確度為±0.1%或更高。石化企業(yè)為加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量管理，也促進(jìn)了在線分析儀表的應(yīng)用。它會(huì)直接影響到石化企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量及先進(jìn)控制應(yīng)用的水平，因此得到了石化系統(tǒng)的積極推廣，主要包括在線油品質(zhì)量分析儀，在線氣相或液相色譜儀及其他物理特性分析儀等。由于環(huán)境保護(hù)要求越來(lái)越高，環(huán)保儀表應(yīng)用也增多，如在線煙氣分析、綜合水質(zhì)分析儀、在線COD分析儀、DO分析儀及PH分析儀等。石化對(duì)工廠維護(hù)工作越來(lái)越重視，特別是對(duì)預(yù)測(cè)維護(hù)保養(yǎng)問(wèn)題更感興趣。有些公司要求提供在線聯(lián)機(jī)和實(shí)時(shí)傳感系統(tǒng)，用于監(jiān)控?zé)峤粨Q器和加熱爐的效率，振動(dòng)和腐蝕及評(píng)估“健康“狀況的指示器。采用具有診斷和預(yù)測(cè)維護(hù)保養(yǎng)能力的儀表與系統(tǒng)，可使現(xiàn)有設(shè)備的生產(chǎn)潛力增長(zhǎng)1%～3%，同時(shí)非計(jì)劃的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用可降低10%～30%。

2、先進(jìn)控制的應(yīng)用。選用先進(jìn)控制作為石化企業(yè)生產(chǎn)裝置，不僅可以對(duì)裝置運(yùn)作的穩(wěn)定性、安全性進(jìn)行有效提升，還可以起到產(chǎn)品質(zhì)量及收益提升的作用。同時(shí)先進(jìn)控制的應(yīng)用可以達(dá)到運(yùn)作成本降低及實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化的目的?，F(xiàn)階段石化企業(yè)化工儀表控制系統(tǒng)內(nèi)部分先進(jìn)控制技術(shù)已經(jīng)日漸完善，如多變量預(yù)測(cè)控制技術(shù)等。其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：首先，基于模型的控制策略。如模型預(yù)測(cè)控制與推斷控制等?，F(xiàn)階段智能控制與模糊控制主要為知識(shí)控制的范疇，這也是今后先進(jìn)控制發(fā)展的主要趨勢(shì)。其次，一般情況下先進(jìn)控制都是用于復(fù)雜多變量過(guò)程控制問(wèn)題處理中。最后，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制必須具備較為強(qiáng)硬的支持平臺(tái)，如計(jì)算能力。其主要實(shí)現(xiàn)工具為上位機(jī)、DCS、FCS。目前我國(guó)石化系統(tǒng)和美國(guó)Honeywell公司合作，實(shí)現(xiàn)了催化裂化裝置先進(jìn)控制的應(yīng)用。

3、FCS與DCS共存。FCS是在DCS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，代表潮流與發(fā)展方向，國(guó)內(nèi)有的大型項(xiàng)目已采用FCS，今后會(huì)有更多的項(xiàng)目采用FCS。在現(xiàn)階段，F(xiàn)CS尚沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，而DCS應(yīng)用很廣，技術(shù)成熟，發(fā)展很快，因此，DCS仍占有不可替代的地位，預(yù)計(jì)在今后很長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期，DCS與FCS將相互兼容、并存。另外，也有的大型工程項(xiàng)目采取FCS和DCS混用方式，以發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)外大公司的DCS應(yīng)用領(lǐng)域廣，已具有完備的功能并不斷采用新技術(shù)，向開(kāi)放性、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

4、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）。近年來(lái)，石化企業(yè)采用ERP/MES/PCS三層管理與控制系統(tǒng)，這已是自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。從石化企業(yè)推廣應(yīng)用ERP的經(jīng)驗(yàn)可知：只上ERP沒(méi)有配套的MES，很難取得預(yù)期的效果。因此，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)了MES并加大MES應(yīng)用的力度，采用MES技術(shù)使企業(yè)信息系統(tǒng)取得了較好的效果。據(jù)美國(guó)ARC公司調(diào)查統(tǒng)計(jì)，如果應(yīng)用MES，產(chǎn)品質(zhì)量可以提高19.2%，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高13.5%，產(chǎn)量提高11.5%。石化企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)過(guò)程，大致可分為三層：操作控制層是裝置DCS/FCS、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)；生產(chǎn)管理層是生產(chǎn)調(diào)度、油品儲(chǔ)運(yùn)等；經(jīng)營(yíng)管理層是ERP等三個(gè)層面。ERP系統(tǒng)需要MES提供的成本、制造周期和預(yù)計(jì)產(chǎn)出時(shí)間等實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，生產(chǎn)裝置所有投入、產(chǎn)出數(shù)據(jù)都需在MES系統(tǒng)平衡處理基礎(chǔ)上才能導(dǎo)入到ERP系統(tǒng)中。因此，石化行業(yè)ERP是否能取得效果，將取決于制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）實(shí)施的水平和數(shù)據(jù)源質(zhì)量以及處理的效率。

二、石油化工儀表控制系統(tǒng)的質(zhì)量控制

1、安裝就位變送器后，為確保儀表系統(tǒng)導(dǎo)壓管線的質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定，應(yīng)選用2.5到5倍的工作壓力用水對(duì)一次閥后的儀表導(dǎo)壓管線進(jìn)行試壓作業(yè)，這樣可以防止使用過(guò)程中因焊接不牢及安裝不正確等原因，導(dǎo)致泄漏等問(wèn)題的出現(xiàn)。

2、檢查儀表接線。在確保端子接線符合相關(guān)規(guī)定后，必須對(duì)線路電阻進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，并對(duì)各線末端標(biāo)記情況進(jìn)行詳細(xì)檢查。導(dǎo)線屏蔽接地線必須連接到計(jì)算機(jī)房一側(cè)，同時(shí)確保中間端子箱的防爆接頭等不存在損壞情況。

3、檢查與確認(rèn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)送電前的相關(guān)條件。作為整個(gè)安裝過(guò)程的中心環(huán)節(jié)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)送電前檢查結(jié)果是否真實(shí)將直接影響到未來(lái)的使用狀況?；诖耍嚓P(guān)部門(mén)必須組織設(shè)計(jì)單位、施工單位等相關(guān)工作人員對(duì)其實(shí)際情況進(jìn)行檢查。其檢查內(nèi)容主要含有：檢查中央空調(diào)、UPS不間斷電源與計(jì)算機(jī)接地系統(tǒng)等。

4、計(jì)算機(jī)硬件的性能測(cè)試及軟件組態(tài)。遵循相關(guān)設(shè)計(jì)要求，檢查其基本功能測(cè)試內(nèi)容，組態(tài)任務(wù)主要由設(shè)計(jì)代表和軟件組態(tài)單位一起完成。自控儀表設(shè)計(jì)交底和圖紙會(huì)審由監(jiān)理組織設(shè)計(jì)人員與施工技術(shù)人員完成。在對(duì)設(shè)計(jì)圖紙與設(shè)計(jì)文件認(rèn)真審核的基礎(chǔ)上，進(jìn)行儀表安裝作業(yè)。在安裝前期應(yīng)進(jìn)行技術(shù)交底工作，要以會(huì)議紀(jì)要為主要依據(jù)。安裝過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)改正，盡可能降低失誤與危害。同時(shí)校驗(yàn)儀表單機(jī)，對(duì)儀表元件進(jìn)行測(cè)試檢查。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)，隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快及科學(xué)技術(shù)水平的提高，我國(guó)化工儀表自動(dòng)化設(shè)備及控制系統(tǒng)也得到了極大的發(fā)展。石油化工儀表越來(lái)越趨向于多樣化、精密化及智能化與數(shù)字化的方向發(fā)展。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，石油化工儀表是檢測(cè)、顯示、記錄及控制工藝參數(shù)的基礎(chǔ)。隨著自動(dòng)化工業(yè)發(fā)展速度的不斷提升，要求加大儀表控制系統(tǒng)的力度，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化電動(dòng)儀表的目標(biāo)。

［1］譚一鳴；孫紅紅；石油化工裝置中自控儀表工程施工流程的質(zhì)量控制［J］；中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量；2012年05期

［2］于楠；淺析現(xiàn)代控制技術(shù)在石油化工儀表中的應(yīng)用和發(fā)展［J］；科技創(chuàng)新與應(yīng)用；2012年19期