煤化工企业仪表自动化系统工程设计研究

赵东凯

摘 要：知识经济时代的到来，科学技术信息化水平不断提高，光电技术、计算机技术以及网络通信技术已经被广泛普及到各个行业。在化工行业中自动化控制技术也已经得到了广泛的应用，尤其在煤化工行业自动化控制技术的实际意义更加明显。自动化控制技术能够实现煤化工行业生产效率的提高，同时还能够实现可持续发展的理念，缓解人与自然的矛盾，为煤化工行业顺利健康发展起到了积极作用。文章主要阐述煤化工企业仪表自动化工程设计以及其应用，以期为煤化工行业的自动化控制技术应用起到一定的辅助作用。

关键词：煤化工行业 自动化控制 仪表自动化

中图分类号：TQ050 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（c）-0047-01

我国是一个煤炭资源极其丰富的国家，而煤炭作为国民经济发展基础其安全生产和顺利进行也是保证经济持续快速增长的重要前提。医药行业、军事行业、化工行业等众多行业的发展都不能缺少煤炭资源。知识经济时代企业要稳定健康的在激烈的市场竞争中发展就应该使用科学合理的管理模式和设备，使得企业实现管理和控制一体化，从而保证企业生产安全顺利实现。在煤炭化工行业应用先进科学的管理模式与设备能够提高煤炭企业的工作效率，增强其核心竞争力，并且有效改善了煤化工企业环境污染严重、资源浪费严重的现象，对煤化工企业的健康发展有着重大的积极作用和现实意义。

1 煤化工行业自动化仪表与系统

1.1 煤化工行业自动化仪表

自动化仪表是由多种自动化元件构成的自动化技术设备，其一般都具有测量、显示、报警等多项综合功能。自动化控制系统中自动化仪表是将数据信息转换展现的平台，将信号或数据实现输入或转出。当前自动化仪表的主要发展目标就是实现最优化控制，通过数字开环预测式控制、PID调节器发展为数字调节器。在煤化工行业中自动化仪表得到了普及应用，其给煤化工行业带来的巨变，也为煤化工行业提高经济效益与核心竞争力奠定了基础[1]。

1.2 煤化工行业仪表自动化系统

自动化控制技术已经广泛应用在各个行业中，为行业的发展和进步带来的了明显的积极作用，已经成为了行业发展不可或缺的重要部分。煤化工是社会经济发展的重要的基础和前提条件，自动化仪表能够显著提升煤化工行业的工作效率，其中包括自动化仪表设计、施工以及相关调试。煤化工企业对自动化仪表的应用标准较为严格，不单单要求仪表具有专业的实用性还要求其要有副属性[2]。而煤化工行业仪表设计人员也要有高水准的专业素质和创新意识，可以对当前自动化技术进行透彻的分析，并且与其他学科知识紧密联合，形成系统化专业化实用化的设计方案。由此可见，仪表自动化系统设计与应用是一项内容丰富、复杂的工程项目。

2 煤化工企业仪表自动化系统设计

2.1 煤化工企业仪表自动化系统设计的原则

要进一步实现企业生产效率的提高就应该最大程度的简化企业生产过程，降低人工操作的比例。首先，煤化工企业在生产运营过程中具有多样性与繁杂性等特点，这就要求仪表自动化系统应该操作简便、直观简单，进而增强仪表自动化的操作效率与实际作用；再次，煤化工企业仪表自动化系统还应该满足智能自动化需求，在煤化工的生产中会涉及煤气、化学品回收等信息和数据，智能自动化仪表就会主动对其进行识别、追踪、分析与管理。用户要利用自动化仪表实现各项功能仅仅只需要进行最为基本的操作，就可以运用多线程的测试、监督、控制，并且在系统内与其他仪表工作相互协调。

2.2 煤化工企业仪表自动化系统设计

煤化工企业仪表自动化系统设计应该实现分层次、结构化。全部的数据和信息都要进行加工处理，并且将其分类，给煤化工企业各个部门提供相关信息资源与数据。煤化工企业仪表自动化系统主要以DSC为主网，其他系统为子网的网络机构。将数据和信息整合为统一的数据信息平台用来满足日常生产需求，还能够给企业的信息管理与决策提供数据支持[3]。在编制控制系统规格书时应该尽量保证使用同一厂商的同一型号产品。煤化工企业仪表自动化系统主要包括以下几个部分：（1）中央控制室，中央控制室应该摒弃以往单一的功能，规划建成企业控制、调度、化验等具有综合功能的控制室。（2）机柜室，是否设置机柜室要考虑到装置单元与控制室之间的距离以及现场的实际情况。在设计机柜室时应该考虑到布置空间、防火间距等问题，应当采取隔爆、正压通风等措施来保证期安全。（3）控制系统信号制方案。当前煤化工企业一般都是采用4-20 mA配合HART通讯来作为系统仪表信号模式。HART通讯的主要功能就是收集仪表设备的信息数据，在AMS系统上对仪表进行日常运营的维护、诊断与监管，实现了设备仪表故障的远程诊断[4]。（4）生产调度系统，一般生产调度系统可设立在中央控制室，系统主要包括摄像监控显示与数据采集矩阵，给中央控制室进行生产运行实时监测、管理控制提供了条件。（5）安全仪表系统，首先需要对一切可能发生的安全事故以及导致的损失和相应的处理措施进行安全性能与处理方式评估，保证企业运营的安全性能。系统和DCS系统采用单项通讯模式，SIS数据可上传系统进行报警、显示等。（6）中央控制室布置，该控制室为企业生产运行的总指挥部，控制内内部存在多种类型的系统，因此，在布置中央控制室时应该考虑到各个系统的操作台、机柜等设备在颜色、外形、尺寸上要尽快量配套。中央控制室内部可以采用弧形布置来提高空间利用率，使其整洁美观。（图1为DSC系统结构图）。

3 结语

仪表自动化系统在煤化工企业日常生产过程中的地位十分重要，其优越的整体性和先进性能够推动煤化工企业创新稳定发展的进程。在仪表自动化的设计过程中应该充分考虑到企业的实际需求，兼顾系统设计的适用性，设计出符合煤化工企业生产管理与能够满足后期发展需求的自动化控制系统，为煤化工企业长远发展提供有利条件。

参考文献

[1] 李华飞.关于炼化企业仪表自动化设备的预防性维护的分析[J].中国石油和化工标准与质量，2013（24）：265.

[2] 狄海瑞.试论石油化工企业仪表自动化设备的故障预防与维护措施[J].科技与企业，2013（17）：71.

[3] 任飞亚.石油化工企业仪表自动化设备的故障预防与维护措施初探[J].中国石油和化工标准与质量，2014（4）：243.

[4] 智军，石景彪，吴治平.试论石油化工企业仪表自动化设备的故障预防与维护措施[J].中国石油和化工标准与质量， 2011（10）：48，151.