石油化工儀表中的自動化控制技術(shù)研究

許文軍

摘 ? 要：近年來，我國石油化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，對各項工作提出了越來越高的要求，其中就包括儀表控制工作。目前，自動化儀表被廣泛應(yīng)用在石油化工產(chǎn)業(yè)中，但是仍發(fā)展滯后于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與生產(chǎn)，亟需提高相應(yīng)的技術(shù)，以滿足安全生產(chǎn)。本文論述了石油化工儀表自動化技術(shù)及儀表自動化控制的基本特征，并分析了自動化控制技術(shù)在石油化工儀表中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：自動化控制技術(shù) ?石油化工儀表 ?應(yīng)用

中圖分類號：TQ056 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）09（b）-0065-02

在我國的工業(yè)生產(chǎn)中石油化工占據(jù)了關(guān)鍵地位，如今隨著石油化工市場的不斷發(fā)展，人們對于石油化工產(chǎn)品的質(zhì)量提出了更高的要求，在提高生產(chǎn)效率的同時，石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)還要嚴(yán)格把關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量，因此將自動化控制技術(shù)運(yùn)用于石油化工產(chǎn)業(yè)中是非常有必要的?？紤]到石油化工行業(yè)大多數(shù)工作崗位的危險系數(shù)較高，需要用現(xiàn)代科技手段來加強(qiáng)石油化工工作的安全性，這就對自動化控制技術(shù)在石油化工中應(yīng)用提出了更高的要求，使得石油化工生產(chǎn)工作更加的現(xiàn)代化、智能化。

1 ?石油化工儀表自動化技術(shù)概述

隨著社會的發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，石油化工生產(chǎn)也對各項工作提出了更高的要求，要求提高自動化控制技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)更高效、更安全的生產(chǎn)。

基于各種參數(shù)控制，通過傳遞指令實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)產(chǎn)品的目的即所謂的儀表自動化控制技術(shù)。借助有效結(jié)合自動化元件與過程控制技術(shù)、計算機(jī)芯片技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了功能（數(shù)據(jù)處理、預(yù)警、控制、存儲、現(xiàn)實(shí)、測量等）多種的自動化控制平臺。當(dāng)前隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和各項科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，技術(shù)與設(shè)備越來越緊密地結(jié)合在一起，推動了自動化儀表的進(jìn)步與發(fā)展，與此同時，實(shí)現(xiàn)了安全性高、更便捷、速度更快的信息索取，在石油化工生產(chǎn)工作中運(yùn)用自動化儀表控制，不僅可以推動生產(chǎn)高效、安全，更能推動該行業(yè)乃至該技術(shù)的發(fā)展。

2 ?儀表自動化控制的基礎(chǔ)特征

2.1 安全性高

由于石油化工生產(chǎn)具有一定的危險性，并且采用流水化的生產(chǎn)模式，如果每一環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤或者故障，很可能影響整個生產(chǎn)，甚至引發(fā)安全事故。而在生產(chǎn)過程中應(yīng)用儀表，可以監(jiān)測相關(guān)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過采集、分析、處理數(shù)據(jù)，保證各方面工作的安全進(jìn)行。儀表自動化控制技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)中，可以確保整個生產(chǎn)環(huán)境都處于可持續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)，保證生產(chǎn)過程的安全性，從而促進(jìn)生產(chǎn)高效、安全，減少安全事故的發(fā)生，可見，儀表自動化控制具有安全性高這一基礎(chǔ)特征。

2.2 提升控制水平

傳統(tǒng)的石油化工生產(chǎn)主要采用批量控制的策略，其所具有的經(jīng)濟(jì)性、適用性有待考量，盡管其在一定程度上可以提高生產(chǎn)效率。以DCS控制系統(tǒng)為例，在應(yīng)用過程中該系統(tǒng)具有易操作的優(yōu)勢，但不管是在后期維護(hù)，還是在前期投入等等方面，DCS具有維護(hù)成本高、投入大等問題。面對這種情況，相關(guān)企業(yè)逐漸引入PID技術(shù)實(shí)現(xiàn)儀表控制，將傳統(tǒng)的批量控制轉(zhuǎn)變?yōu)榇壙刂?，有別于傳統(tǒng)的控制技術(shù)，PID技術(shù)的適用范圍更加廣泛，并且能夠?qū)崿F(xiàn)單獨(dú)軟件包的控制效果，可以進(jìn)行獨(dú)立的編程操作，這種工作方法針對性更強(qiáng)，可以提升控制水平。

2.3 具有交互界面

人機(jī)操作極其關(guān)鍵的一部分是交互界面，也是自動化控制技術(shù)的核心所在，通過操作界面，工作人員進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，實(shí)行對設(shè)備的自動化管理。

交互界面對儀表監(jiān)測的實(shí)時數(shù)據(jù)加以顯示，有助于數(shù)據(jù)信息被工作人員更準(zhǔn)確、更快地獲取，可以實(shí)現(xiàn)集成化的生產(chǎn)。另外，交互界面上蘊(yùn)含比較豐富的信息，通過這些信息，操作人員實(shí)現(xiàn)調(diào)整工作與決策。

可以說，儀表自動化控制具有更友好的交互界面，無論是在信息顯示方面，還是在信息獲取方面均更高效，是一個良好的工作平臺，借助具有良好交互界面的儀表自動化控制，可以實(shí)現(xiàn)更高效的安全生產(chǎn)。

2.4 技術(shù)類型多元化

對于石油化工企業(yè)，一般運(yùn)用DCS控制在生產(chǎn)運(yùn)營中，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，普及并應(yīng)用了不少儀表控制技術(shù)，人機(jī)交互界面更智能化，以滿足生產(chǎn)中的智能化需求，在生產(chǎn)操作的全過程中貫穿了儀表控制技術(shù)，對安全生產(chǎn)，融合多項技術(shù)提供了有利基礎(chǔ)。

3 ?自動化控制技術(shù)在石油化工儀表中的具體應(yīng)用

3.1 分散式控制技術(shù)

石油化工生產(chǎn)主要涉及半成品、成品材料，能夠?qū)⒏訙?zhǔn)確、及時的數(shù)據(jù)提供給工作人員，對各流程的情況加以監(jiān)控，確保有效控制生產(chǎn)各流程的分散式控制在石油化工生產(chǎn)中作用極大。

當(dāng)前我國石化企業(yè)不少已經(jīng)有了自己的化工系統(tǒng)，并且大多是生產(chǎn)現(xiàn)場分散控制水平高的分散式控制儀表，該技術(shù)一般以DCS系統(tǒng)為主，控制是DCS系統(tǒng)的關(guān)鍵內(nèi)容，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，DCS系統(tǒng)日益完善綜合化水平，可以實(shí)現(xiàn)綜合化管理生產(chǎn)，而分散式控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)綜合協(xié)調(diào)、分層分級管理現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)則基于危機(jī)處理器。

3.2 PID先進(jìn)控制技術(shù)

又稱多項變量控制技術(shù)的PID技術(shù)的出現(xiàn)將石油化工生產(chǎn)又推向了一個新的高度，自動化控制技術(shù)先進(jìn)性更加明顯。借助軟件包結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立性的管理的PID控制技術(shù)其實(shí)是在DCS技術(shù)的基礎(chǔ)上創(chuàng)新而來，可以滿足生產(chǎn)中動態(tài)多變量測量的需求，對儀器的通知管理十分有利，通過模糊性識別儀器相互之間的關(guān)聯(lián)，促進(jìn)控制效果提升，有效促進(jìn)了自動化控制與測控技術(shù)的結(jié)合。對自動化控制技術(shù)，從石油化工生產(chǎn)今后趨勢來看，將會發(fā)展的更好，應(yīng)用范圍越廣泛。

3.3 采用微機(jī)進(jìn)行局部優(yōu)化控制

在現(xiàn)代化控制技術(shù)和理論的作用下，自動化控制技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多樣化的智能化算法，通過部分接口芯片的位控，在控制電路中，就能夠?qū)崿F(xiàn)控制部分復(fù)雜功能。對控制的流程，能起到簡化作用的包括模型辨識技術(shù)、動態(tài)多變量軟件測量技術(shù)等，同時還可有效提升自動化控制的效果，確保儀表自動化控制的可靠性。

3.4 在線自動監(jiān)測

確保生產(chǎn)的檢測控制是化工儀表的基本功能，對企業(yè)生產(chǎn)管理，自動化控制技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮了極大的作用，使人工勞動力的付出降低，對實(shí)時在線檢測的生產(chǎn)需求加以滿足。石油化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)眾多，檢測關(guān)鍵環(huán)節(jié)乃至整個流程，可以有效提高石油質(zhì)量，意義重大。為了提高現(xiàn)場安全系數(shù)，對安全生產(chǎn)要求加以滿足，在自動化儀表控制中在線自動監(jiān)測技術(shù)實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用，有利于設(shè)備狀態(tài)與設(shè)備運(yùn)行情況實(shí)時被相關(guān)人員掌握，為調(diào)整、管理生產(chǎn)提供依據(jù)，促進(jìn)生產(chǎn)的風(fēng)險控制水平提升，保證高效、安全的進(jìn)行生產(chǎn)工作。

在生產(chǎn)作業(yè)開展時，對于石化企業(yè)來說，溫度是很關(guān)鍵的一個因素，所以要嚴(yán)格溫度控制的范圍，要運(yùn)用合理的溫度計，太低或太高都不行。因?yàn)榭赡苡绊憻犭娕夹盘柤盁犭娮栊盘柕膫魉?，在這種背景下，雙金屬溫度計是可行的，而不宜采用酒精、水銀溫度計。在進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)中，為維持生產(chǎn)安全，提高生產(chǎn)效率，必須確保精準(zhǔn)的儀表檢驗(yàn)測量。

3.5 新型分散控制系統(tǒng)

石油化工生產(chǎn)半成品油與成品油均具有一定的不穩(wěn)定性，因此它們都需進(jìn)行一定的處理工作，到了生產(chǎn)后期，煉油最后環(huán)節(jié)，后續(xù)的運(yùn)輸與存儲要想實(shí)現(xiàn)，需調(diào)整和處理煉油設(shè)備，在運(yùn)送油品中應(yīng)用分散控制系統(tǒng)，能使運(yùn)輸安全水平提升。

4 ?結(jié)語

新形勢下，我國石油化工企業(yè)在發(fā)展中必須充分注重各種儀表的控制系統(tǒng)，以促進(jìn)生產(chǎn)和發(fā)展。隨著科技的發(fā)展，儀表自動化控制具有安全性高，提升控制水平，具有交互界面以及技術(shù)類型多元化的特征，因此在實(shí)際中應(yīng)加強(qiáng)該項技術(shù)的應(yīng)用，包括分散式控制技術(shù)，PID先進(jìn)控制技術(shù)，微機(jī)控制，在線自動監(jiān)測以及分散控制系統(tǒng)等，以保障生產(chǎn)安全運(yùn)行，提升企業(yè)競爭力，獲得更大效益。

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