石油化工儀表中的自動(dòng)化控制技術(shù)分析

孫建波

摘 要：本文基于筆者理論知識(shí)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，以石油化工儀表中自動(dòng)化控制技術(shù)為論述對(duì)象，通過技術(shù)特征及其系統(tǒng)的分析，論述了其在石油化工儀表中的應(yīng)用方式，所述內(nèi)容具有一定的指導(dǎo)意義，盼為讀者參考引用。

關(guān)鍵詞：石油化工；儀表設(shè)備；自動(dòng)化控制

1 石油化工儀表自動(dòng)化控制技術(shù)的基本特征

在石油化工生產(chǎn)過程中，傳統(tǒng)控制技術(shù)是以批量控制自動(dòng)化策略為運(yùn)用，其中以DCS（分布式控制系統(tǒng)）控制系統(tǒng)最為典型和常用，該系統(tǒng)的使用有效簡(jiǎn)化了生產(chǎn)過程，但是初始投入資金相對(duì)較大。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的快速發(fā)展，石油化工自動(dòng)化控制技術(shù)得到不斷優(yōu)化和完善，且在儀表自動(dòng)化控制方面表現(xiàn)出以下特征：

1.1 優(yōu)化控制技術(shù)

在石油化工領(lǐng)域，對(duì)于儀表自動(dòng)化控制多以PID形式為運(yùn)用，由于其以串級(jí)控制為原理，因此與傳統(tǒng)DCS形式相比具有獨(dú)立的軟件包，可與軟測(cè)量技術(shù)有效融合，使石油化工生產(chǎn)技術(shù)因儀表自動(dòng)化監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)而得到顯著提升。

1.2 構(gòu)建人機(jī)交互界面

交互性人機(jī)界面作為石油化工儀表自動(dòng)化控制的必要環(huán)節(jié)，在顯示器的輔助下，操作人員可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到被監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)信息，然后以此為依據(jù)設(shè)定并輸入相關(guān)命令，同時(shí)借助化工儀表與信號(hào)燈，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)備控制，并為生產(chǎn)決策提供必要性參考意見，實(shí)現(xiàn)了石油化工生產(chǎn)集成化與人性化要求。

1.3 保障生產(chǎn)安全

基于石油化工生產(chǎn)工藝的分析，其過程風(fēng)險(xiǎn)因素較多，對(duì)自動(dòng)化儀表要求較高。在此情況下，為保證生產(chǎn)過程的安全性，自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮實(shí)際情況，對(duì)于各種風(fēng)險(xiǎn)或隱患利用排查的方式及時(shí)發(fā)現(xiàn)并予以消除，以此在確保安全生產(chǎn)的前提下綜合提升生產(chǎn)效率，避免石油化工安全事故的發(fā)生。

2 自動(dòng)化工業(yè)儀表的工作原理

采取力矩和電和力保持平衡的操作來實(shí)現(xiàn)溫度的環(huán)節(jié)控制和生產(chǎn)工作壓力就是自動(dòng)化工業(yè)儀表的工作原理。自動(dòng)化的工業(yè)儀表主要是通過智能化的設(shè)備和技術(shù)手段工作來實(shí)現(xiàn)具體工作細(xì)節(jié)和工作流程的監(jiān)督操作，以達(dá)到將整體工作質(zhì)量提升到一個(gè)新的層次的目的，來降低作業(yè)可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)偏差和信息記錄錯(cuò)誤的現(xiàn)象，期間還要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，最終實(shí)現(xiàn)工作效率的提高和對(duì)工作質(zhì)量的保障，達(dá)到直觀的反映數(shù)據(jù)信息的目的。

3 現(xiàn)代化工儀表的自動(dòng)化控制功能分析

3.1 可編程功能

在石油化工行業(yè)，儀表自動(dòng)化控制技術(shù)被應(yīng)用在控制電路中。其硬件的軟化主要是依靠接口芯片替換硬件的方式來實(shí)現(xiàn)控制功能。通過對(duì)控制軟件的有效利用，進(jìn)一步簡(jiǎn)化醫(yī)保設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制功能。除此之外，還可以利用一些高端的軟件程序進(jìn)一步對(duì)儀表設(shè)備進(jìn)行改造，利用電路結(jié)構(gòu)的改造來提升自動(dòng)化儀表的性能。

3.2 計(jì)算功能

石油化工儀表的控制技術(shù)需要計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化儀表的有效結(jié)合來提升自動(dòng)化儀表的運(yùn)行效率和精度，計(jì)算功能便因此提升。從而進(jìn)一步的優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，降低勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，進(jìn)一步提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益。

3.3 控制與監(jiān)督功能

以往石油化工企業(yè)中使用的儀表設(shè)備自控能力比較差，而現(xiàn)代化儀表設(shè)備就教好的控制能力，并且能夠有效的解決自身存在的問題。實(shí)現(xiàn)故障的科學(xué)控制。除此之外，現(xiàn)代化儀表設(shè)備還就非常好的記憶功能和監(jiān)督功能，可以及時(shí)準(zhǔn)確的定位故障發(fā)生的位置有效的降低故障排查時(shí)間，大大提升故障處理的效率。

4 化工儀表中自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用分析

4.1 化工儀表的自動(dòng)化常規(guī)控制技術(shù)

在常規(guī)控制技術(shù)的應(yīng)用中，結(jié)合常規(guī)的DCS、電動(dòng)單元組合儀表燈，實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)的整體控制。值得注意的是，常規(guī)DCS的應(yīng)用發(fā)揮著更為重要的作用，在其應(yīng)用中有著更加創(chuàng)新的發(fā)展方向，對(duì)新型DCS控制技術(shù)的研究，確保新型自動(dòng)化儀表的控制工作。其實(shí)，DCS常規(guī)控制在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了其開放性，選用DCS來實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步有效的控制，幫助儀表實(shí)際應(yīng)用中的自動(dòng)化水平提升，保證儀表得到較為完善的管理工作，促使儀表資源能得到更為可靠的應(yīng)用，增強(qiáng)儀表的自動(dòng)化控制功能。

4.2 化工儀表的先進(jìn)控制技術(shù)分析

PID是在DCS基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的，其主要軟件包結(jié)構(gòu)有著較強(qiáng)的獨(dú)立性，在石油化工完成了多種變量的動(dòng)態(tài)測(cè)量后，還能找出模糊識(shí)別儀表間的關(guān)聯(lián)性，積極采用串級(jí)控制方式，積極應(yīng)用先進(jìn)控制技術(shù)，與測(cè)控技術(shù)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)的自動(dòng)化測(cè)量。

4.3 化工儀表的人機(jī)界面技術(shù)分析

化工儀表的人機(jī)界面技術(shù)是現(xiàn)代儀表自動(dòng)化控制的一個(gè)重要發(fā)展方向，相關(guān)化工企業(yè)積極進(jìn)行人機(jī)界面的研究，投入大量人力、物力、資金等，旨在提升企業(yè)的儀表自動(dòng)化操作水平，使得儀表自動(dòng)化操作變得具有靈活性。除了在人機(jī)界面構(gòu)建控制室，安排專業(yè)操作人員進(jìn)行化工企業(yè)運(yùn)營(yíng)狀況監(jiān)督以外，其他工作崗位上的人力資源被大大解放。但就人機(jī)界面技術(shù)的應(yīng)用來說，其自動(dòng)化控制能力是比較強(qiáng)的，操作人員務(wù)必要謹(jǐn)慎實(shí)施實(shí)際操作，一旦有化工儀表自動(dòng)化出現(xiàn)錯(cuò)誤信息情況，就要及時(shí)發(fā)現(xiàn)與報(bào)警，之后在相關(guān)工作人員的調(diào)控下來解除警報(bào)，并讓化工儀表在短時(shí)間內(nèi)回復(fù)正常的工作狀態(tài)，充分發(fā)揮出人機(jī)界面技術(shù)在儀表自動(dòng)化控制中的優(yōu)勢(shì)。

4.4 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)分析

現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中有著較強(qiáng)開放性、較好互操作性以及全數(shù)字化的優(yōu)勢(shì)。在化工儀表的自動(dòng)化控制技術(shù)的未來發(fā)展中，未來現(xiàn)代化控制系統(tǒng)方向還是比較明確的，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表的較強(qiáng)的控制分散度，能增強(qiáng)儀表的整體功能水平，其不僅有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，在運(yùn)行水平與控制功能上的優(yōu)勢(shì)都是比較明顯的。在現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表的應(yīng)用，能有效實(shí)現(xiàn)分散化的控制，其每條總線都能準(zhǔn)確連接到現(xiàn)場(chǎng)多臺(tái)儀表上方，在很大程度上減少了電纜的使用量，減少了相關(guān)設(shè)備的后期調(diào)試費(fèi)用與維修費(fèi)用，為化工企業(yè)提供了更大的經(jīng)濟(jì)效益空間。

5 對(duì)石油化工自動(dòng)化控制關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析

5.1 分析自動(dòng)化檢測(cè)與修復(fù)技術(shù)

將自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用于石油化工生產(chǎn)活動(dòng)中可以可以有效確保產(chǎn)品的質(zhì)量提升產(chǎn)品的安全性能，確保自動(dòng)化儀表設(shè)備和其他相關(guān)的設(shè)備能夠正常安全的運(yùn)行。近年來，伴隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)化儀表技術(shù)在不斷的更新?lián)Q代，從自動(dòng)化檢測(cè)方面來看，現(xiàn)代的自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)，只需根據(jù)相關(guān)的程序設(shè)定就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的有效監(jiān)測(cè)，相關(guān)人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并制定出相應(yīng)的處理方案。除此之外，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)，擁有自動(dòng)保存數(shù)據(jù)的功能這對(duì)后期故障檢測(cè)和處理提供了基礎(chǔ)保障，對(duì)于提升企業(yè)的生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)效益有十分重要的意義。

5.2 分析監(jiān)測(cè)模型分析技術(shù)

監(jiān)控模型技術(shù)是自動(dòng)化控制過程中一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)可以對(duì)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的全部過程進(jìn)行全局把控，第一時(shí)間診斷出機(jī)械設(shè)備存在的故障，大大提升了石油化工生產(chǎn)的可靠性。監(jiān)控模型的使用能夠?qū)皶r(shí)對(duì)發(fā)生的情況進(jìn)行控制，甚至在在很大程度上確保了整個(gè)生產(chǎn)鏈的安全。

5.3 分析實(shí)時(shí)儀表監(jiān)控技術(shù)

在現(xiàn)代化的石油化工實(shí)際生產(chǎn)過程中，儀表監(jiān)控技術(shù)是確保是安全生產(chǎn)的有力保障。通過對(duì)儀表實(shí)時(shí)監(jiān)控以中心處理器以及其他一些相關(guān)的軟件為基礎(chǔ)，對(duì)儀表所記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，能夠是相應(yīng)的工作人員對(duì)石油化工生產(chǎn)的進(jìn)度進(jìn)行實(shí)施有效的監(jiān)控，以此來降低石油化工生產(chǎn)操作過程中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，提高生產(chǎn)效率。

6 結(jié)束語

智能化控制作為我國(guó)石油化工領(lǐng)域發(fā)展的終極目標(biāo)，儀表自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展為其奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。對(duì)此，做好技術(shù)的不斷改進(jìn)與優(yōu)化，時(shí)刻保證控制系統(tǒng)的科學(xué)性與先進(jìn)性，為石油化工企業(yè)現(xiàn)階段的主要任務(wù)之一。

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