自動化儀表的設計與施工問題探討

秦國桐

中國石油管道局工程有限公司東北分公司 遼寧沈陽 110031

1 自動化儀表類型

自動化儀表的類型有很多種，這里我們以生產(chǎn)原理為例對其進行分類：首先是壓力檢測儀表，其由導通裝置、測量裝置、信息采集等裝置構成的，有極強的準確性，能夠精確測量數(shù)據(jù)，而且能承受較大壓力值。并且，自動壓力檢測儀表還能與其他裝置連接，控制液體流量，防止其內(nèi)部壓力過大，并且這些數(shù)據(jù)都可以被記錄下來。其次是溫度檢測儀表，其由許多電子元件構成，當電壓升高電阻變大生熱后由傳感器感應到后傳遞至控制系統(tǒng)處進行溫度調(diào)節(jié)。這樣可以隨時監(jiān)測生產(chǎn)環(huán)節(jié)溫度變化，而且精準度不會受環(huán)境影響[1]。自動溫度檢測儀表可以在極端溫度環(huán)境下發(fā)揮重要作用，是石油化工領域不可或缺的儀表設備之一。最后是流量檢測儀表，它可以控制生產(chǎn)過程中添加原料的數(shù)量，但是需要壓力裝置的輔助。流量檢測儀表比前兩種設備的技術含量要高，其中應用了紅外線等先進技術。

2 石油化工儀表自動化控制技術

2.1 系統(tǒng)控制方案

傳統(tǒng)石油化工的生產(chǎn)過程需要運用到一個設備與一個控制室相對應，而隨著技術的逐漸發(fā)展，目前生產(chǎn)過程中可以將一個控制室與多個設備進行連接，從而實現(xiàn)全面化的設備控制。其中，顯示屏幕作為控制核心，是管理自動化系統(tǒng)進行操作的主要場景，相關技術人員需要面對顯示屏幕，進行指揮和控制。眾所周知，石油化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)當中，有著大量的復雜工藝，對于安全性要求極高。一旦出現(xiàn)嚴重的管理失誤，就有可能造成現(xiàn)場爆炸、火災等不可控制的災害情況。因此，在進行自動化控制管理時，除了需要具備自動化控制和智能化控制功能之外，一般自動化控制儀表還應當以人性化管理為出發(fā)點，提供更加便捷的操作界面。在現(xiàn)代信息技術的影響下，石油化工企業(yè)的生產(chǎn)控制系統(tǒng)也進入到智能算法加多變量控制的新階段。在這一階段當中，智能控制策略依托數(shù)據(jù)信息算法取得的控制能力提升使是前所未有的。儀表自動化控制技術的系統(tǒng)控制方案實現(xiàn)，需要借助智能化PID來完成數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計，同時借助串級控制功能，改變原有的單一結構功能，從而實現(xiàn)高效率的信息處理和控制能力的提高。筆者所在的石油化工企業(yè)所采用的智能化儀表自動化控制系統(tǒng)，雖然基礎仍然是傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)，但是作為完全獨立的個體DCS系統(tǒng)恩公偶在儀表控制當中，通過與多變量動態(tài)軟件相互協(xié)調(diào)共同工作，從而實現(xiàn)模型辨識技術與動態(tài)軟測技術的精準性提高。而系統(tǒng)當中的智能化PID技術則可以為測控技術提供更加豐富的技術理論支持，從而提升整體監(jiān)控效果。

2.2 操控界面

界面交互是否友好將直接決定系統(tǒng)是否具有易用性。對于生產(chǎn)企業(yè)的控制系統(tǒng)來說，自動化控制需要與控制管理人員之間形成頻繁的交互，一旦操作界面操作困難、邏輯過于復雜，就會造成管理人員需要負擔較高的系統(tǒng)學習成本，最終影響系統(tǒng)的使用。在石油化工行業(yè)的儀表自動化控制系統(tǒng)當中，操作界面的人機交互實際上是通過顯示屏幕來實現(xiàn)的，管理人員通過對現(xiàn)實屏幕當中詳細的操作模塊進行操作管理，從而實現(xiàn)對于系統(tǒng)的整體操作[2]。系統(tǒng)的操控界面是否具有簡潔明快、立體全面、操控速度和反饋是否快速和及時，就成為界面友好度評判的關鍵。雖然目前大部分石油化工企業(yè)所采用的儀表自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)擁有了諸如CRT、LCD等相對先進的屏幕系統(tǒng)，這些屏幕在顯示內(nèi)容和亮度方面有著優(yōu)勢，但是在操控方面仍然無法實現(xiàn)靈活、便捷的觸摸式操作，因此這些系統(tǒng)控制室當中，管理人員只能夠通過鼠標、鍵盤、旋轉(zhuǎn)按鈕來進行功能的操控和調(diào)節(jié)。在今后的技術發(fā)展當中，操作界面的控制方式仍然具有較大的改進空間。

2.3 人工神經(jīng)元網(wǎng)絡ANN的應用

系統(tǒng)內(nèi)部的控制技術和分析技術，使得系統(tǒng)應用價值和使用效率得到提升。而在BP網(wǎng)絡與HOPFITLD網(wǎng)絡的發(fā)展當中，ANN技術也實現(xiàn)了融合和不斷成熟。在系統(tǒng)內(nèi)部，ANN網(wǎng)絡主要有系統(tǒng)神經(jīng)細胞構成，作為對于生物神經(jīng)系統(tǒng)的模仿，系統(tǒng)神經(jīng)細胞需要具備工作模式和記憶、學習、模仿等重要功能，從而實現(xiàn)系統(tǒng)功能的不斷更新和完善。石油化工生產(chǎn)當中，自動化控制系統(tǒng)所采用的ANN網(wǎng)絡能夠利用人的神經(jīng)思維，對石油化工生產(chǎn)當中的各個環(huán)節(jié)進行模擬，并從數(shù)據(jù)庫當中調(diào)用數(shù)據(jù)信息支持，從而形成規(guī)律和技術的應用。此時ANN神經(jīng)網(wǎng)絡還能夠根據(jù)技術效果和技術執(zhí)行情況，形成自我升級策略，加強系統(tǒng)自身的快速反映能力和分析控制能力，最終達到持續(xù)的功能更新[3]。

2.4 設備安裝

在石油化工設備安裝過程中，安裝時必須以規(guī)劃好的圖紙及方案為依據(jù)，不能對圖紙進行擅自修改，如果遇到必須修改的情況，一定要先向上級匯報，得到批準后再進行修改。其次，在施工過程中，技術人員要在現(xiàn)場進行合理指導，對每一環(huán)節(jié)的安裝提高注重力度，防止有誤差情況的發(fā)生。通常要先對儀表的主體構造進行安裝，安裝時對相關數(shù)據(jù)的檢測要充分運用精密儀表來完成，從而使角度精確度得到保障;然后，對各精細零件進行安裝，中間要對施工現(xiàn)場的平穩(wěn)性加以有效控制，防止出現(xiàn)巨烈振動的情況。

總而言之，石油化工儀表自動化控制技術在產(chǎn)品生產(chǎn)與加工中的有效應用，對提升產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量與效率，保障生產(chǎn)安全與穩(wěn)定具有積極影響。因此，認知石油化工儀表自動化控制技術特征，掌握現(xiàn)階段常用的石油化工儀表自動化控制技術，對促進技術應用與推廣具有重要的現(xiàn)實意義。與此同時，在未來發(fā)展過程中，應以創(chuàng)新發(fā)展為指導，促進設備與先進技術的有效融合，推動儀表設備更加智能化、自動化發(fā)展，更好服務石油企業(yè)生產(chǎn)需求。