儀表與自動(dòng)化技術(shù)在石油管道的應(yīng)用

文/阿斯蘭·阿不力米提

1 儀表和自動(dòng)化技術(shù)在石油管道中的應(yīng)用

1.1 溫度測(cè)量?jī)x

溫度測(cè)量?jī)x是能夠指示溫度的控制設(shè)備，可以分為觸摸式和非觸摸式兩類。石油管道采用的儀器測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)通常大于零下200℃，小于180℃，大多采用雙金屬溫度計(jì)進(jìn)行觸摸式測(cè)量，可以獲得更高的測(cè)量精度。

1.2 壓力測(cè)量?jī)x

石油管道壓力的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)是確保石油生產(chǎn)運(yùn)輸安全的重要保障，因此壓力準(zhǔn)確測(cè)量具有十分重要的意義。石油管道行業(yè)常用的壓力測(cè)量?jī)x包括液柱式壓力儀表、彈性式壓力儀表、活塞式壓力儀表，其精確度最高可達(dá)0.1 級(jí)，通常來(lái)說(shuō)，運(yùn)用的壓力范圍應(yīng)小于30MPa。

1.3 流量測(cè)量?jī)x

為了確保石油化工生產(chǎn)過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)的順利執(zhí)行，就一定要采取相應(yīng)措施對(duì)石油管道的流量進(jìn)行測(cè)量和調(diào)節(jié)。流量測(cè)量?jī)x的原理是計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道的石油體積。在使用自動(dòng)化流量計(jì)時(shí)，要注意預(yù)先設(shè)定閾值，以便能夠在流量達(dá)到一定數(shù)值后及時(shí)調(diào)節(jié)，將流量控制在一定范圍。

1.4 執(zhí)行器

可將執(zhí)行器運(yùn)用到流量測(cè)量過(guò)程中，可以有效減少人工操作，并對(duì)石油管道的一些參數(shù)進(jìn)行及時(shí)、精確調(diào)節(jié)。在一些危險(xiǎn)環(huán)境中，尤其是易燃易爆場(chǎng)所，執(zhí)行器的使用能夠保障人員生命安全，大大提高生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程的安全系數(shù)。

2 儀表和自動(dòng)化技術(shù)在石油管道的發(fā)展趨勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)的普及，當(dāng)前社會(huì)正朝信息化、智能化時(shí)代穩(wěn)步前行，石油化工行業(yè)也大力研究自動(dòng)化技術(shù)，進(jìn)行了自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革, 采用自動(dòng)化儀表實(shí)現(xiàn)工作的信息化、網(wǎng)絡(luò)化。當(dāng)前，石油行業(yè)常用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要有兩類，一類是現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(Fieldbus Control System, FCS)，另外一類是分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System, DCS），其中DCS 技術(shù)是一種集散控制系統(tǒng)，具有高可靠性、開放性的優(yōu)勢(shì)，F(xiàn)CS 技術(shù)是一種現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，具有全數(shù)字化、智能化的特點(diǎn)，并且具有高度分散性，適用能力較強(qiáng)。當(dāng)前的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是兩者進(jìn)行不斷融合，兩者結(jié)合起來(lái)能夠發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，凸顯自動(dòng)化儀表技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使其在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用更為廣泛。

石油管道中使用的自動(dòng)化技術(shù)囊括了多個(gè)領(lǐng)域技術(shù)，包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)、故障診斷技術(shù)、安全防護(hù)技術(shù)等等，這些技術(shù)的結(jié)合使用成為了石油管道自動(dòng)化儀表技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。在運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，需要結(jié)合最優(yōu)控制和自適應(yīng)控制技術(shù)，使其能通過(guò)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，從而進(jìn)行具體的調(diào)節(jié)和操控，使整個(gè)系統(tǒng)對(duì)各種環(huán)境具有強(qiáng)大的適應(yīng)能力。

3 儀表和自動(dòng)化技術(shù)在石油管道的應(yīng)用策略

3.1 改進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)

在本次研究中的自動(dòng)化儀表裝置。

3.1.1 采取了聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)

根據(jù)編程控制器PLC 進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)作用的實(shí)現(xiàn)。在該系統(tǒng)內(nèi)，采用了瑢余技術(shù)，一主和一備的雙CPU，不僅實(shí)現(xiàn)了無(wú)干擾性的切換，而且通過(guò)接口DCS 系統(tǒng)與PLC 系統(tǒng)兩者之間的通訊，其中，包含了53 個(gè)輸出點(diǎn)，131 個(gè)報(bào)警聯(lián)鎖輸入點(diǎn)，以及21 套主要聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)PLC 主裝置，同時(shí)，聯(lián)鎖和報(bào)警信息能夠?qū)崿F(xiàn)聲音、光、畫面顯示報(bào)警，而且還能夠進(jìn)行相關(guān)畫面的打印和輸出。

3.1.2 控制系統(tǒng)

在此次的自動(dòng)化儀表裝置中，采用的PLC 主裝置控制系統(tǒng)，需要配置2 臺(tái)操作站，不管是采取任何一種工藝方式，都可以通過(guò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入，其中，55 套自動(dòng)調(diào)節(jié)回路，8 套手動(dòng)遙控單元構(gòu)成了整個(gè)控制系統(tǒng)，被應(yīng)用于CO2壓縮機(jī)內(nèi)。

3.1.3 現(xiàn)場(chǎng)儀表

根據(jù)石油管道裝置的具體情況，進(jìn)行不同現(xiàn)場(chǎng)儀表的選擇，如美國(guó)系列的調(diào)節(jié)閥、變送器、電子皮帶秤、渦輪式流量計(jì)，以及具有特殊儀表的Co—60 放射性、電磁、浮筒式、電容式液位計(jì)等。

3.2 加強(qiáng)日常管理維護(hù)

為了使石油管道設(shè)備穩(wěn)定、安全運(yùn)行，一定要加強(qiáng)儀表日常管理和維護(hù)工作，需要做好以下幾點(diǎn)：

（1）有關(guān)人員需對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的各種儀表進(jìn)行定期巡檢，對(duì)儀表的型號(hào)、實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行細(xì)致研究和檢查，熟練掌握其運(yùn)行狀況，進(jìn)行科學(xué)維護(hù)。如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)較為明顯的腐蝕現(xiàn)象，需要進(jìn)行及時(shí)處理。

（2）需對(duì)石油管道儀表的具體操作流程進(jìn)行規(guī)范化，如果遇到設(shè)備安全聯(lián)鎖保護(hù)裝置的改造情形，工作人員需要按照以下流程進(jìn)行操作：首先，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改造方案設(shè)計(jì)；其次，需要上報(bào)具體的改造方案，并等待有關(guān)部門批準(zhǔn)。需要注意不能對(duì)設(shè)備進(jìn)行隨意碰觸，對(duì)設(shè)定值進(jìn)行隨意調(diào)整，以防設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行誤差。對(duì)于進(jìn)入石油管道現(xiàn)場(chǎng)的非工作人員而言，單位工作人員一定要告知其設(shè)備保護(hù)相關(guān)事項(xiàng)、安全防護(hù)事項(xiàng)，以免發(fā)生設(shè)備損壞現(xiàn)象以及人員傷亡現(xiàn)象。

3.3 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

隨著近幾年科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化儀表的網(wǎng)絡(luò)化、智能化已經(jīng)成為當(dāng)前儀表發(fā)展的趨勢(shì)，所以，儀表的網(wǎng)絡(luò)化、智能化是離不開計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持。當(dāng)然，在應(yīng)用過(guò)程中，雖然取得了一定的成就，但是，仍舊面臨著諸多的問(wèn)題，如運(yùn)算速度、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)路徑、存儲(chǔ)量等等。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)的不斷提升，在現(xiàn)代化石油管道中儀表與自動(dòng)化技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，在石油輸送過(guò)程中可采用測(cè)壓儀表自動(dòng)化系統(tǒng)，以便提高管道運(yùn)行的穩(wěn)定性。為了提高石油化工行業(yè)的發(fā)展活力，不僅需要對(duì)自動(dòng)化儀表技術(shù)不斷創(chuàng)新，還需合理安排施工、管理工作，從而有效地保證儀表自動(dòng)化整體質(zhì)量。