石油化工自动化检测仪表的控制策略

孙隆宇(大庆油田有限责任公司天然气分公司油气加工十大队)

随着社会经济的不断向前发展，我国对工业生产提出了更高的要求，尤其是在石油化工工业，如何有效的提高石油化工工业的工作水平和工作质量是新时期赋予石油化工工业的新课题和新使命。为了保证石油化工工业在生产过程中能够更加方便、快捷、准确，近年来，自动化检测仪表逐渐引起了石油化工工业的关注，并得到了广泛的运用。通过使用自动化检测仪表能够保证生产的精确度，从而保证产品质量，同时还可以减少传统人工操作的误差，降低生产过程中的难度。笔者根据多年的实践工作经验，下面将对自动化检测仪表以及控制策略进行浅析，以能够为读者提供些许帮助。

一、石油化工中常用的自动化检测仪表

1.温度显示控制仪表

石油化工现场设备以及管道一般都需要对其温度进行检测与控制，因此，温度显示控制仪表是一种必不可少的自动化控制仪表。温度范围在-200℃-1800℃之间，一般情况下采用接触式测量，最常见也是使用最普遍的现场测温仪表是热电偶和热电阻。热电偶根据自身性质的不同又可以分为带有油罐平均温度计的特殊热电偶和具有很好耐磨性能的热电偶；表面热电偶；多点式热电偶和防爆热电偶，这些热电偶根据自身的功能分别被用在不同温度测量上。此外，热电阻与热电偶的信号一般都是直接进入DCS或者是其他温度采集仪表，现场总线技术的快速发展也使一体化温度变送器得到了广泛运用。

2.压力检测仪表

对现场设备以及管道内的压力进行测试也是石油化工整个过程中重要一环。因为设备或者管道内压力的大小将会直接关系到石油化工工业的安全问题，只有合适的压力才能够保证整个工业的安全性，因此对其压力进行测试也是十分有必要的。高压为33MPa左右，那么对于压力测试仪表的要求就很高，要求其传感器、传输材料以及显示表盘都是特质材料制成的。在压力测试方面比较常见的压力检测仪表有液柱式和弹簧式两种。

3.流量检测仪表

检测与控制现场设备与管道内液体流量情况也是石油化工工业的重要工作环节，因此流量检测仪表在石油化工工业中使用也比较频繁。流量检测仪表种类多种多样，可以满足不同需求的流量检测。控制系统是否稳定、运行是否正常都是通过流量参数来确定的，流量参数在测试过程中与液体的类别以及管道的性能有着密切联系，因此要选择符合要求的流量检测仪表，这样才能够保证检测数据的准确度。

4.执行器

执行器主要由执行与调节两个部分构成。在石油化工工业比较常用的是气动式执行器，有时候也会使用液动执行器，但是使用频率一般都比较小。普遍使用的调节阀是薄膜式气动调节阀，少数情况下使用启动活塞式调节阀。

二、石油化工自动化检测仪表控制策略分析

1.常规控制

根据气动单元组合仪表、电动单元组合仪表、常规dcs以及新型dcs的发展情况来看，石油化工的基本控制策略没有发生改变，主要包括：连续控制、批量控制和顺序控制，其中起主要作用的是连续控制和回路控制，其控制内容主要包括单回路调节、串级调节、比率调节、均匀调节、前馈调节、自动选择调节、分程调节和非线性调节等。这些调节都是以pid调节为基础，具体而言，功能块和控制算法没有发生明显变化，而变化比较显著的是组态能力与控制方案。功能块与功能块之间的连接方式主要有多重串接、并联、选择性连接、自动补偿跟踪等，也可以使用无扰切换，同时还可以多配方自动改变参数与功能块的连接方式。采用Knao How应用模板，这种模板具有透明和使用方面的特点，它既能够保证系统的稳定性能不变，还能够达到复杂参数计算、综合指标的显示与控制等，从而帮助操作人员实现单元、回路操作。此外，面对不同类型的燃料、原料的变化，达到石油化工的生产目标和节能指标，既能够做到环保又能够创造较大的经济效益。

2.具有先进性控制与优化

随着现代控制理论的不断运用与推广，产生了多种具有智能化特点的算法，除智能pid控制器外，多变量控制在石油化工的生产实践环节得到了大量的使用，它是在dcs的基础上发展而来的，可以是一个独立个体也可以是一个软件包，与多变量动态过程识别技术、软测量技术有着很大的关联，一般普遍使用的是测控与pid串级控制相结合方式，这种方式在炼油厂中应用较多，特别是在单一油源上更易成功。

3.人机界面

传统的石油化工企业采用的是一个装置一个控制室的方式，而在当前已经发展成为多个装置一个控制室的形式，还有企业在全厂建立一个中央控制室。其显示屏主要运用的是crt或lcd，也适用显示仪表和指示灯作为辅助，其主要的操作工具是鼠标和键盘，也有触摸屏和按钮来帮助操作。工业电视的摄像画面从屏幕逐渐纳入到dcs操作系统，dcs在组态时，与控制策略有着密切联系的是人机界面。在对工位号进行操作时，可以有细目画面、分组画面和趋势画面等，而在对模拟图进行制作时一定要按照相关工艺规范完成，模拟图制作是否标准，关系到人机界面的信息处理能力，操作能力以及报警和事故判断能力。因此，这就要求采用性价比比较高的dcs软件产品，同时除了要有合理、科学、可行的控制方案之外，还要要求自控人员具有专业的操作业务水平，从而提高工作效率。

4.安全仪表系统控制

由于石油装置一般都比较庞大且装置具有连续性，工艺过程也比较复杂，具有易燃、易爆特点，随时会对环境产生危害，因此安全性问题也是石油化工中需要考虑的一个重要问题，一般采用的dcs设备来保证石油化工过程的安全性。当前，安全已经成为石油化工工业发展的首要问题，出了有dcs系统，还要对紧急停车系统进行进行单独设置，此外还要有火灾和可燃气体监测系统、转动设备管理系统、压缩机组综合控制系统等，要保证有可能会对安全造成威胁的各个细节都要做好控制，这样才能够保证石油化工的安全性。

结语：

近年来，自动化检测仪表在石油化工领域得到了广泛应用，在提高石油化工质量和水平方面有着不可替代的作用。但是我国对于自动化检测仪表的使用还处于初级阶段，在发展过程中，必须要不断的对其进行探索研究，使之功能发挥到最大，以便更好的为石油化工服务。

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