基于自動調節(jié)控制方法的石油化工儀表應用

趙 勇，王 齊

（中國石油撫順石化公司工程建設有限公司，遼寧撫順 113001）

以信息化、自動化帶動工業(yè)化是當前工業(yè)發(fā)展的基本策略之一，也是工業(yè)化向著現(xiàn)代化發(fā)展的必要途徑。石油化工產業(yè)的信息化和自動化的含量逐漸提高，而石油化工儀表也逐漸向著智能化、自動化、微型化的方向發(fā)展，在一定程度上促進石油化工產業(yè)的快速發(fā)展，從中也可以看出自動化對石油化工發(fā)展的推動作用[1]。雖然目前石油化工儀表在控制方面取得了一定的成績，但仍然存在控制精度較低、自動化程度不高、人員干預程度高等問題，因此本文針對以上幾方面的問題，對基于自動調節(jié)控制方法的石油化工儀表應用進行探究，實現(xiàn)石油化工儀表控制精度高、同步率高的自動化控制。

1 石油化工儀表的自動調節(jié)控制方法

1.1 建立石油化工儀表自動調節(jié)控制機制

實現(xiàn)石油化工儀表的自動調節(jié)控制，首先要建立石油化工儀表自動調節(jié)控制機制，控制機制結構組成如圖1所示。

圖1 控制機制結構組成

根據(jù)圖1中各個設備構成的控制機制可以看出，本文控制方法中采用了三層的控制框架，其中包含管理層、自動調節(jié)控制層以及數(shù)據(jù)存儲層[2]。在每一層中都有具體的職能，通過三層控制結構對整個控制機制進行綜合的調節(jié)。管理層主要用于實現(xiàn)對石油化工儀表的自動化管理，其中具體包含了對調節(jié)信息的服務、對調節(jié)控制操作的存檔、對控制指令識別以及對石油化工儀表在工作過程中的故障監(jiān)督，為石油化工儀表的自動調節(jié)控制提供更加多元化的數(shù)據(jù)信息管理。自動調節(jié)控制層是控制機制中的核心部分，主要用于實現(xiàn)石油化工儀表的自動化運行，具體包括控制指令的傳遞、控制指令的存儲，控制指令的復制[3]。通過不斷地重復控制，控制機制自動形成在固定位置上的控制指令識別，實現(xiàn)石油化工儀表的自動化調節(jié)控制。數(shù)據(jù)存儲層是對石油化工儀表調節(jié)數(shù)據(jù)、自動控制數(shù)據(jù)等進行存儲。在自動化調節(jié)控制中可能會出現(xiàn)由于對儀表運行時的監(jiān)督不及時造成儀表故障且仍然處于運行狀態(tài)，此時，會嚴重影響石油化工儀表及其他設備的正常運行，導致最終的工業(yè)生產出現(xiàn)嚴重問題，對此，增設對儀表運行時的各類相關數(shù)據(jù)的存儲層，用于記錄儀表運行過程中以及歷史數(shù)據(jù)，通過控制機制自動并及時找出數(shù)據(jù)存儲層中存在問題的數(shù)據(jù)，當石油化工儀表出現(xiàn)故障時，可以第一時間實現(xiàn)自動化處理。

1.2 確定自動控制調節(jié)目標

針對本文建立的石油化工儀表自動調節(jié)控制機制，開展確定自動控制調節(jié)目標的方式，實現(xiàn)石油化工儀表的自動化控制調節(jié)[4]。首先根據(jù)石油化工儀表不同的運行模式，劃分為不同范圍閾值的設定。其次，通過機制中的管理層實現(xiàn)對控制指令的獲取，并對其指令的閾值進行自動化劃分。最后利用自動調節(jié)控制器對控制指令的輸送功率進行控制。通過控制輸送功率量，確定不同閾值內，石油化工儀表的自動化調節(jié)控制。輸送功率量計算公式為：

公式中，ΔW表示為輸送功率的增加量；W表示為石油化工儀表控制前輸出的功率；τ表示為不同調節(jié)控制指令的對應增加量。通過上述公式，實現(xiàn)對石油化工儀表在工作中，不同的調節(jié)控制指令的自動化操作。

1.3 實現(xiàn)石油化工儀表自動化調節(jié)控制

通過本文建立石油化工儀表自動調節(jié)控制機制和確定自動控制調節(jié)目標，設計針對石油化工儀表的自動調節(jié)控制方法。通過控制機制對指令中存在的數(shù)據(jù)信息進行識別，結合調節(jié)目標對石油化工儀表的調節(jié)操作進行自動化選擇和映射[5]。通過控制機制中的數(shù)據(jù)存儲層對儀表各運行參數(shù)進行監(jiān)督，實現(xiàn)石油化工儀表自動化控制的同時，保證儀表的平穩(wěn)運行。在石油化工儀表工作過程中，通過調節(jié)其輸送功率改變其工作狀態(tài)，在對儀表進行精準的控制同時不會對儀表工作的實時性造成影響。

2 實驗論證分析

2.1 實驗準備

本次實驗選用5臺某石油化工廠的儀表設備作為實驗研究對象，分別利用本文提出的控制方法和傳統(tǒng)控制方法對這5臺儀表設備進行控制，保證控制指令相同的情況下，比較兩種控制方法的同步率。為了使實驗結果更加具有說服力，除選擇的控制方法不同外，其他影響石油化工儀表調節(jié)的外在條件及環(huán)境均相同的情況下，完成對比實驗。

2.2 實驗結果及分析

分別將兩種控制方法的控制結果進行記錄，并計算出兩種控制方法的同步率，繪制成如圖2所示的實驗結果對比圖。

圖2 實驗結果對比圖

從圖2可以看出，本文控制方法的同步率明顯高于傳統(tǒng)控制方法的同步率，且隨著控制的石油化工儀表臺數(shù)的增加，控制同步率呈現(xiàn)出逐步上升的趨勢，說明本文控制方法中的控制機制在實際控制應用中起到了重要作用，而傳統(tǒng)控制方法的同步率隨著儀表臺數(shù)的增加同步率的波動幅度較大。因此通過對比實驗證明，基于自動調節(jié)控制方法的石油化工儀表應用能夠更好地保證儀表控制的同步率，更具有實際的應用價值。

3 結束語

本文針對傳統(tǒng)石油化工儀表控制方法中存在的問題，對基于自動調節(jié)控制方法的石油化工儀表應用進行研究，實現(xiàn)了對儀表的自動化調節(jié)控制，并通過實驗進一步證明了該控制方法的可行性。在后續(xù)的研究中還將針對石油化工行業(yè)中各個設備的自動化調節(jié)控制進行更加深入的研究，從而實現(xiàn)石油化工行業(yè)的自動化發(fā)展。