石油化工儀表中自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用分析

何宇宸

摘 要 自動(dòng)化控制技術(shù)的融合使用，證明了此項(xiàng)技術(shù)具有普遍性的技術(shù)特征，在石油化工儀表的控制應(yīng)用中，得益于芯片體積的縮小，以及對參數(shù)控制方向的細(xì)分，使得化工儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的融合應(yīng)用現(xiàn)已成為生產(chǎn)常態(tài)。與之相對，此項(xiàng)技術(shù)的效率提升以及成本投入的約束，也成為了技術(shù)分析上的高頻詞匯。自動(dòng)化技術(shù)與化工儀表的結(jié)合，引起了化工生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的改變，需要在PID技術(shù)、DCS系統(tǒng)的分類研究中，提出更高的使用需求。

關(guān)鍵詞 石油化工 化工儀表 自動(dòng)化控制 PID技術(shù) 人機(jī)交互

中圖分類號：TP2;F42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）05-0020-02

眼下的化工生產(chǎn)模式，主要源于早期技術(shù)的加持，而化工儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的結(jié)合，使得化工生產(chǎn)領(lǐng)域正在經(jīng)歷技術(shù)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上的變遷，使整個(gè)程序控制流程朝向更加智能化的方向發(fā)展，這使得化工儀表在生產(chǎn)中的應(yīng)用規(guī)模更大，其所涉及的控制領(lǐng)域也更廣，對化工生產(chǎn)及控制的持續(xù)時(shí)間更長?？梢姡詣?dòng)化技術(shù)與化工儀表的結(jié)合，引起了化工生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的改變，需要在PID技術(shù)、DCS系統(tǒng)的分類研究中，滿足更高的使用需求。

1 化工儀表自動(dòng)化控制技術(shù)的組成

得益于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，使得自動(dòng)化控制技術(shù)能夠滿足更多的控制要求，這對化工生產(chǎn)的行業(yè)拓展，以及化工儀表的控制應(yīng)用，產(chǎn)生了重要影響?；x表的控制精度提升，往往需要在實(shí)際生產(chǎn)流程中，投入更多的資源進(jìn)行質(zhì)量相關(guān)的把控，但在一些重要項(xiàng)目的生產(chǎn)中，對質(zhì)量及精度通常提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)要求，而自動(dòng)化控制技術(shù)與化工儀表的結(jié)合應(yīng)用是數(shù)字領(lǐng)域完成拓展的必然，具體來看，自動(dòng)化控制技術(shù)解決了化工生產(chǎn)的精度問題，在控制程序的執(zhí)行中，完成了產(chǎn)品測量、問題存儲、參數(shù)調(diào)整以及產(chǎn)線控制的目標(biāo)。也因此，自動(dòng)化控制技術(shù)對化工儀表當(dāng)下的控制范圍，進(jìn)行了擴(kuò)展，傳統(tǒng)的儀器控制方法，其對產(chǎn)品生產(chǎn)的控制周期相對較長，此項(xiàng)工作的資源投入相對較大，不僅難于帶動(dòng)生產(chǎn)水平的增長，更無法在精讀條件下，保障化工生產(chǎn)的質(zhì)量?？梢?，自動(dòng)化控制技術(shù)取代傳統(tǒng)控制方法，現(xiàn)已成為化工儀表的生產(chǎn)應(yīng)用常態(tài)，以控制過程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及自動(dòng)化元件等內(nèi)容為技術(shù)分析角度，易于在常規(guī)的生產(chǎn)條件下，根據(jù)自動(dòng)化控制的預(yù)警及數(shù)據(jù)處理機(jī)制的差異，拓寬此項(xiàng)技術(shù)的影響效果。

2 石油化工儀表中自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

2.1 生產(chǎn)安全度的提升

自動(dòng)化控制技術(shù)與儀表的結(jié)合應(yīng)用，究其原因，在于其能夠?qū)どa(chǎn)數(shù)據(jù)以及產(chǎn)線的完整度加以檢測，根據(jù)短期的數(shù)據(jù)參數(shù)變化，決定是否暫?；どa(chǎn)過程，是自動(dòng)化控制技術(shù)得以細(xì)分的一項(xiàng)組成部分，也是提升化工生產(chǎn)安全度的頭部影響因素。比如，在化工生產(chǎn)的流程檢測方面，單靠儀表進(jìn)行生產(chǎn)條件的組織通常表現(xiàn)不佳，而將自動(dòng)化控制技術(shù)融入產(chǎn)品生產(chǎn)的流程之中，有利于生產(chǎn)設(shè)備帶來更多的改變，長期來看，自動(dòng)化控制技術(shù)的融入，可減少實(shí)際生產(chǎn)中的壓力，這對石油化工企業(yè)的行業(yè)發(fā)展有著極大的利好。也因此，自動(dòng)化控制技術(shù)會根據(jù)每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的流程不同，按照自動(dòng)監(jiān)測程序，對波動(dòng)的生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行重新組織，繼而按照數(shù)據(jù)庫的參數(shù)組成，對當(dāng)前的生產(chǎn)條件以及生產(chǎn)安全度加以初期判斷。

2.2 生產(chǎn)控制水平的加強(qiáng)

自動(dòng)化控制技術(shù)的主流應(yīng)用方法是，利用其與化工儀表的結(jié)合，適度提升對化工產(chǎn)品生產(chǎn)的控制水平，以便更好地促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。在其中需要明確自動(dòng)化控制技術(shù)的系統(tǒng)支持，以便按照產(chǎn)品生產(chǎn)的批量，以及產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量，對生產(chǎn)條件以及生產(chǎn)流程加以串級控制，以此獲得更高的收益。其次，化工生產(chǎn)過程具有高風(fēng)險(xiǎn)的特征，而在自動(dòng)化控制技術(shù)的加持下，對于大多數(shù)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)而言，產(chǎn)線質(zhì)量問題的發(fā)生只是小概率事件，這主要得益于DCS系統(tǒng)平臺能夠與儀表控制實(shí)現(xiàn)有效的結(jié)合。利用DCS系統(tǒng)平臺的簡單交互邏輯，支撐化工生產(chǎn)的控制流程，并按照操作平臺的參數(shù)輸入流程，對控制系統(tǒng)輸出的質(zhì)量加以細(xì)分，可完成生產(chǎn)條件的重新組織。隨之，PID技術(shù)對控制技術(shù)的優(yōu)化，也擴(kuò)大了控制編程的影響范圍，逐級完成生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制外，增加了控制參數(shù)的密集程度。

2.3 控制交互頁面的應(yīng)用

自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用效果的提升，主要由于相關(guān)人員對人機(jī)交互界面進(jìn)行了一定的簡化，按照人機(jī)交互邏輯，增加化工儀表對產(chǎn)線控制的可選條件，有利于保持產(chǎn)品生產(chǎn)的節(jié)奏外，維持化工儀表的控制效果。同時(shí)，交互頁面的應(yīng)用，同樣保持了較高的參數(shù)控制水平，以此提升自動(dòng)化控制技術(shù)在化工生產(chǎn)過程中的使用頻次，易于使化工儀器對產(chǎn)線控制的時(shí)間拉長。同時(shí)，圍繞當(dāng)前化工生產(chǎn)控制的參數(shù)調(diào)整問題，解決進(jìn)行化工儀表操控需要數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)把控的弊端情況，并在生產(chǎn)設(shè)備的參數(shù)調(diào)整環(huán)節(jié)，使用GPU、PID軟件等控制工具，調(diào)整交互頁面的參數(shù)配置，有利于簡化相關(guān)人員對化工儀表進(jìn)行生產(chǎn)把控的難度，利用實(shí)時(shí)交互的頁面，融入數(shù)字技術(shù)的多終端平臺，進(jìn)行化工生產(chǎn)控制的優(yōu)化。

2.4 技術(shù)類型的多元化提供

利用化工儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的結(jié)合，介入產(chǎn)線流程之中，除了能夠增加產(chǎn)線控制效果外，還能完成安全生產(chǎn)的階段性目標(biāo)。當(dāng)前時(shí)代，化工儀表的控制階段正在不斷變化，所以一方面為了避免出現(xiàn)控制成效不足的情況發(fā)生，使得人機(jī)交互頁面的組織流程，會對技術(shù)類型的提供進(jìn)行一定的考量;另一方面為了增加對不同技術(shù)類型應(yīng)用層級的可控性，還會在人機(jī)交互頁面的功能選擇上加以整體布局。這樣的發(fā)展方向，加快了化工儀表的迭代與升級，但究其根源，其控制系統(tǒng)通?；贒CS系統(tǒng)所構(gòu)建。這是在化工儀表中應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)帶來的系統(tǒng)性紅利，在此過程中，按照化工生產(chǎn)的實(shí)際需求，改變?nèi)藱C(jī)交互頁面，整合DCS系統(tǒng)的深層控制邏輯，提供比之前更多的技術(shù)類型，可使化工生產(chǎn)的流程越來越順暢。

3 石油化工儀表中自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用

3.1 自動(dòng)化檢測與修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)下，化工儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的結(jié)合，能夠?qū)ιa(chǎn)設(shè)備進(jìn)行定向的檢測，這是支持化工生產(chǎn)企業(yè)解決不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)安全問題、設(shè)備故障問題的有效工具。自動(dòng)化檢測技術(shù)能夠圍繞設(shè)備產(chǎn)生所需的正常參數(shù)條件，進(jìn)行故障檢測與故障定位，這是應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)的重點(diǎn)所在。同時(shí)，此項(xiàng)技術(shù)能夠按照當(dāng)前的生產(chǎn)條件，對生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)波動(dòng)加以篩選，在生產(chǎn)設(shè)備層面把好質(zhì)量關(guān)，做好數(shù)據(jù)檢測與設(shè)備修復(fù)工作，可支持化工生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)條件的核查，為化工產(chǎn)品的質(zhì)量提升提供一定的技術(shù)保障[1]。更重的是，在數(shù)字化的浪潮推動(dòng)下，自動(dòng)化檢測與修復(fù)技術(shù)能夠?yàn)榛どa(chǎn)企業(yè)提供新的契機(jī)，在產(chǎn)品生產(chǎn)端解決營收下降的問題，并在生產(chǎn)設(shè)備的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用端，對設(shè)備參數(shù)的變化以及設(shè)備的故障進(jìn)行修復(fù)與調(diào)整。

3.2 PID控制技術(shù)的應(yīng)用

以智能芯片為代表的自動(dòng)化控制技術(shù)在化工儀表的結(jié)合應(yīng)用中，能夠得到長效的發(fā)展，主要是由于此項(xiàng)技術(shù)能夠跨越生產(chǎn)周期的影響，并利用PID控制系統(tǒng)完成技術(shù)上的突破，實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)獨(dú)立管理的目標(biāo)。其次，PID控制技術(shù)能夠利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測的優(yōu)勢，處理化工生產(chǎn)流程中龐大的數(shù)據(jù)構(gòu)成，繼而對化工生產(chǎn)產(chǎn)出的數(shù)據(jù)加以實(shí)時(shí)的監(jiān)控。上文提及，PID控制系統(tǒng)的交互界面調(diào)整，通常需要基于DIS系統(tǒng)為主要架構(gòu)，進(jìn)行一定的技術(shù)調(diào)整，這就使得PID控制技術(shù)，能夠通過軟件包的形式，對DIS控制架構(gòu)的基礎(chǔ)功能加以改良，繼而增加對化工儀器的關(guān)聯(lián)性識別效果[2]。除此之外，PID控制技術(shù)能夠按照化工生產(chǎn)設(shè)備的差異進(jìn)行控制功能的戲份，比如對生產(chǎn)變量進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整、增加化工生產(chǎn)設(shè)備的協(xié)同屬性。

3.3 人機(jī)交互界面的控制應(yīng)用

對人機(jī)交互界面進(jìn)行布局，將分系統(tǒng)的控制信息，集成在一個(gè)界面的多項(xiàng)控制分支之中，可以簡化化工儀表在化工生產(chǎn)過程中的控制周期?？梢姡詣?dòng)化控制系統(tǒng)的兩大分支有對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集，為相關(guān)人員提供一定的數(shù)據(jù)支撐。還有對各種信號的集成與處理功能，利用總系統(tǒng)對控制功能的整合，不斷地進(jìn)行生產(chǎn)方向的調(diào)整，包括生產(chǎn)設(shè)備的早期應(yīng)用、編程系統(tǒng)多元化的技術(shù)類型支撐。在其中，將數(shù)字信號作為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)調(diào)整的條件，將人機(jī)交互頁面作為傳輸數(shù)字信息指令的平臺，可以在大規(guī)模的生產(chǎn)流程之中，簡化人員控制條件，完成生產(chǎn)設(shè)備的溫度控制?？梢砸姷?，交互頁面的設(shè)計(jì)初中，在于對相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)取，不斷對自動(dòng)化生產(chǎn)流程的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整外，保持較高的控制頻次，繼而降低化工生產(chǎn)隱患的發(fā)生頻率。

3.4 實(shí)時(shí)儀表監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)下，化工生產(chǎn)數(shù)字化、自動(dòng)化控制發(fā)展方向的整體討論熱度較高，這主要得益于儀表自動(dòng)化控制，對生產(chǎn)環(huán)境以及產(chǎn)品質(zhì)量的調(diào)整所致，按照化工生產(chǎn)的層級，記錄化工生產(chǎn)流程中的數(shù)據(jù)組成，是未來化工生產(chǎn)結(jié)構(gòu)重組的趨向。同時(shí)，實(shí)時(shí)儀表監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，可提升對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的處理速度，對不同生產(chǎn)環(huán)境下的生產(chǎn)效率加以記錄外，根據(jù)生產(chǎn)條件的變化，調(diào)整自身的控制節(jié)奏，并在數(shù)據(jù)報(bào)告的生成以及相關(guān)人員對監(jiān)控范圍加以調(diào)整后，提升自身的監(jiān)控覆蓋度。近年來，相關(guān)企業(yè)逐步對自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，在其中化工儀表的可控制屬性強(qiáng)，對化工生產(chǎn)有著較高的控制效果，是帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級的核心。

4 結(jié)語

站在控制過程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及自動(dòng)化元件等角度，展開化工儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的結(jié)合分析，能夠在常規(guī)的生產(chǎn)條件下，根據(jù)自動(dòng)化預(yù)警機(jī)制以及數(shù)據(jù)處理機(jī)制的差異，拓寬此項(xiàng)技術(shù)的影響效果。這使得化工儀表在生產(chǎn)中的應(yīng)用規(guī)模更大，其所涉及的控制領(lǐng)域也更廣，對化工生產(chǎn)及控制的持續(xù)時(shí)間更長?？梢姡詣?dòng)化技術(shù)與化工儀表的結(jié)合，易帶動(dòng)化工生產(chǎn)質(zhì)量和效率的雙提高。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 張澤.石油化工生產(chǎn)裝置中儀表維護(hù)的常見問題及應(yīng)對措施[J].中國設(shè)備工程，2021（06）：59-60.