石化工業(yè)自動(dòng)化控制及儀表控制探究

馮顯嚴(yán)

摘要：隨著工業(yè)化進(jìn)程不斷發(fā)展，也進(jìn)一步促進(jìn)了石化工業(yè)的發(fā)展，整體行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也隨著增強(qiáng)，因此需要石化工業(yè)企業(yè)不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模并引進(jìn)更多先進(jìn)的技術(shù)、材料等。在使用自動(dòng)化控制技術(shù)時(shí)，可以進(jìn)一步提升石化企業(yè)的生產(chǎn)效率，并可以在一定程度上降低企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的整體成本，同時(shí)可以開發(fā)出新的產(chǎn)品并提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量，進(jìn)一步確保企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際的生產(chǎn)中，自動(dòng)化控制及儀表控制技術(shù)具有一定的獨(dú)特性，因此要想實(shí)現(xiàn)石化生產(chǎn)全過(guò)程自動(dòng)化，應(yīng)確?？梢試?yán)格的按照流程進(jìn)行操作，在此基礎(chǔ)上來(lái)提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，所以各石化企業(yè)應(yīng)重視自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：石化工業(yè)；自動(dòng)化控制；儀表控制

1石化工業(yè)儀表自動(dòng)化技術(shù)的相關(guān)概述

儀表自動(dòng)化技術(shù)是設(shè)備自動(dòng)化發(fā)展下，以設(shè)備應(yīng)用過(guò)程中各種參數(shù)為控制指標(biāo)，通過(guò)利用各種控制技術(shù)，推動(dòng)產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)的科學(xué)技術(shù)。就石化工業(yè)儀表而言，通過(guò)借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)芯片技術(shù)、過(guò)程控制技術(shù)等，利用自動(dòng)化元件，具備了測(cè)量、顯示、存儲(chǔ)、預(yù)警、控制、數(shù)據(jù)處理等多種功能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。隨著微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、信息處理技術(shù)等的創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用，設(shè)備與技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，為自動(dòng)化儀表創(chuàng)新發(fā)展提供了助力，使其功能更完善、信息獲取速度更快、靈敏度更高、安全性更強(qiáng)、適用范圍更廣，從而為石化工企業(yè)生產(chǎn)提供更為優(yōu)質(zhì)的儀表測(cè)量服務(wù)，增強(qiáng)企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制質(zhì)量與效果。

2自動(dòng)化儀表的控制技術(shù)

2.1技術(shù)原理

在石化工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際中，應(yīng)用自動(dòng)化儀表控制技術(shù)可以提高最終的產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)一步監(jiān)管整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，促使生產(chǎn)過(guò)程的安全與質(zhì)量都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，這體現(xiàn)出石化工業(yè)自動(dòng)化儀表控制技術(shù)的智能化發(fā)展。在石化工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和智能化后，企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程、控制系統(tǒng)不需要人員施工就能滿足安全生產(chǎn)需求，而隨著生產(chǎn)設(shè)備操作技術(shù)的不斷發(fā)展，需要企業(yè)及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造和升級(jí)，滿足生產(chǎn)發(fā)展需要，通過(guò)在石化工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用智能化儀表自動(dòng)化控制技術(shù)，從而提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2.2控制系統(tǒng)

根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)所使用的原材料和產(chǎn)品的形態(tài)，可以將工業(yè)生產(chǎn)分為三種典型的過(guò)程：連續(xù)過(guò)程（Continuous Process）、離散過(guò)程（Discrete Process）和批量過(guò)程（Batch process）。在一個(gè)控制系統(tǒng)中，必不可少的組成部分有三個(gè)：被控對(duì)象（即生產(chǎn)過(guò)程）、控制設(shè)備或裝置、人。在這三個(gè)部分中，人是起到主導(dǎo)作用的，即生產(chǎn)過(guò)程是為了滿足人的需求而建立的，生產(chǎn)的程序、步驟及工藝等是人設(shè)計(jì)的，在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，要進(jìn)行那些控制、如何進(jìn)行控制及控制的方法是什么，都是由人決定的。

下面以實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中常用到的控制手段舉例說(shuō)明分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用：

一般來(lái)說(shuō)，一臺(tái)調(diào)節(jié)器的輸出僅操縱一只調(diào)節(jié)閥，若一只調(diào)節(jié)器去控制兩個(gè)以上的閥并且是按輸出信號(hào)的不同區(qū)間去操作不同的閥門，這種控制方式習(xí)慣上稱為分程控制。

圖1表示了分程控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。圖中表示一臺(tái)調(diào)節(jié)器去操縱兩個(gè)調(diào)節(jié)閥，實(shí)施（動(dòng)作過(guò)程）是借助調(diào)節(jié)閥上的閥門定位器對(duì)信號(hào)的轉(zhuǎn)換功能。例如圖中的A、B兩閥，要求A閥在調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)壓力為0.02～0.06MPa變化時(shí)，作閥得全行程動(dòng)作，則要求附在A閥上的閥門定位器，對(duì)輸入信號(hào)0.02～0.06MPa時(shí)，相應(yīng)輸出為0.02～0.1MPa，而B閥上的閥門定位器，應(yīng)調(diào)整成在輸入信號(hào)為0.06～0.1 MPa時(shí)，相應(yīng)輸出為0.02～0.1MPa。按照這些條件，當(dāng)調(diào)節(jié)器（包括電/氣轉(zhuǎn)換器）輸出信號(hào)小于0.06MPa時(shí)A閥動(dòng)作，B閥不動(dòng)；當(dāng)輸出信號(hào)大于0.06MPa時(shí)，而B閥動(dòng)作，A閥已動(dòng)至極限；由此實(shí)現(xiàn)分程控制過(guò)程。

3石化工業(yè)自動(dòng)化控制及儀表控制的策略

3.1對(duì)石化工業(yè)模擬控制

模擬控制的主要步驟是由程序進(jìn)行執(zhí)行，通過(guò)手動(dòng)操作進(jìn)行編程操作，對(duì)石化行業(yè)進(jìn)行抽樣，得到對(duì)應(yīng)的輸出表達(dá)值之后，將其與石化產(chǎn)品輸出數(shù)據(jù)變量相結(jié)合，轉(zhuǎn)換為模糊控制量，利用模糊控制規(guī)則推理導(dǎo)出模糊控制量，并最終實(shí)現(xiàn)特定的石化控制量。

3.2最優(yōu)控制

最優(yōu)控制目標(biāo)是最大程度上優(yōu)化操作系統(tǒng)的性能，保證自動(dòng)化儀表技術(shù)的應(yīng)用能發(fā)揮最優(yōu)的效果，使人力得到解放，同時(shí)采取最優(yōu)控制的系統(tǒng)控制比人為操作更為有效。最優(yōu)控制實(shí)現(xiàn)了每個(gè)處理過(guò)程的優(yōu)化，確保了穩(wěn)定的生產(chǎn)環(huán)境，成功解決了人工控制的各種弊端，逐步實(shí)現(xiàn)了管理效益和效益的最大化，因此在石化行業(yè)的應(yīng)用逐步擴(kuò)大。

3.3對(duì)石化工業(yè)專家系統(tǒng)控制

專家系統(tǒng)控制器主要由知識(shí)庫(kù)，推理引擎和控制器三個(gè)部分共同組成。專家控制器的核心是基于所有專家的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理，分析和控制，充分體現(xiàn)了高質(zhì)量的管理和控制與專家系統(tǒng)中存儲(chǔ)的專業(yè)知識(shí)的緊密聯(lián)系。其中，專家知識(shí)還涵蓋了基本的操作規(guī)則，理論知識(shí)，工程實(shí)踐，控制理論等等。

4自動(dòng)化儀表的發(fā)展趨勢(shì)

在我國(guó)石化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，自動(dòng)化儀表的應(yīng)用十分重要。在石化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程開展之前，自動(dòng)化儀表先對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行預(yù)定化處理，然后完成相關(guān)的操作。需要合理運(yùn)用微處理器，確保高科技手段的順利使用，比如說(shuō)嵌入軟件和集成電路，只有這樣才能夠確保整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的順利開展，并且推動(dòng)石化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理和調(diào)控。隨著微處理器的不斷升級(jí)和自動(dòng)化的水平提高，確保了石化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)化儀表各項(xiàng)性能達(dá)到要求，從而借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行信息的充分交流，把自動(dòng)化儀表顯示出的各種信息進(jìn)行上傳，讓更多的工作人員能夠及時(shí)了解到自動(dòng)化儀表工作中的實(shí)際情況。

在石化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，自動(dòng)化儀表往往通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)相關(guān)的操作。在此基礎(chǔ)之上，能夠把各項(xiàng)操作實(shí)現(xiàn)虛擬化處理，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，往往是不需要人進(jìn)行操作的，完全通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作和實(shí)現(xiàn)。在工作中，會(huì)根據(jù)石化工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要，根據(jù)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，由相關(guān)的人員通過(guò)計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，接下來(lái)的所有工作都不用參與。所以，在當(dāng)前的石化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，自動(dòng)化儀表在生產(chǎn)過(guò)程中的發(fā)展會(huì)趨向于虛擬化的趨勢(shì)，工作效率也會(huì)極大程度地提高，并且能及時(shí)地對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和反饋，確保相關(guān)的管理人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)石化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中存在的各種問(wèn)題，讓石化工業(yè)生產(chǎn)保質(zhì)保量，對(duì)于整個(gè)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，有著十分重要的意義。另外，在石化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，還需要注意將自動(dòng)化儀表的智能化和數(shù)據(jù)處理的能力有效的融合到一起。這個(gè)過(guò)程將通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，充分體現(xiàn)了未來(lái)我國(guó)自動(dòng)化儀表將會(huì)朝著虛擬化方向發(fā)展。

5結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，石化產(chǎn)業(yè)的作用非常重要，直接關(guān)系到我國(guó)是否能從粗放型向集約型、智能自動(dòng)化發(fā)展，因此，有必要繼續(xù)擴(kuò)大石化企業(yè)的關(guān)注度，提高石化企業(yè)采用自動(dòng)化儀表控制技術(shù)，推動(dòng)石化企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王松.石化工業(yè)自動(dòng)化控制及儀表控制探究[J].科技資訊，2018，16（05）：87-88.

[2]施文杰.石油化工自動(dòng)化儀表控制技術(shù)及儀表控制[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2018，14（15）：245-246.

[3]胡壽松.自動(dòng)控制原理[M]，北京：科學(xué)出版社，2008，12.

（作者單位：茂名瑞派石化工程有限公司）