基于石油化工仪表控制系统研究

石龙海 杨克让

濮阳市双星防腐安装有限公司

基于石油化工仪表控制系统研究

石龙海 杨克让

濮阳市双星防腐安装有限公司

在我国工业产业经济发展的过程中，石油化工产业在其中有着十分重要的意义，它主要是生产石油、天然气、有机化工材料等石化产品的。然而，随着时代的不断进步，传统的石油化工生产技术也已经无法满足人们的生活和生产的相关要求，因此就将自动化技术应用到其中，从而对其控制技术和生产工艺进行相应的优化。从而使得石油化工产品生产的质量和效率得到有效的提高。本文主要介绍了我国石油化工仪表的控制系统、新型自动检测与分析仪的应用及对石油化工企业先进控制方法的探索，仅供参考。

石油化工；仪表控制系统；质量控制

一、石油化工仪表控制系统的应用

1、新型分析仪与自动检测的应用。为适应现场总线控制系统要求，现场总线型变送器获得了迅速发展。此变送器是全数字式，结构简单，分辨力和稳定性都高于一般智能型变送器。由于现场总线数字仪表产品日趋完善，并具有可靠性高、可互操作性（即可将不同品牌产品集成组态）等特点，在石化过程控制领域将会得到更多应用。国内外商业贸易的发展，要求提高商品交割计量精确度，石化出厂计量应用的质量流量计精确度为±0.1%或更高。石化企业为加强产品质量管理，也促进了在线分析仪表的应用。它会直接影响到石化企业产品质量及先进控制应用的水平，因此得到了石化系统的积极推广，主要包括在线油品质量分析仪，在线气相或液相色谱仪及其他物理特性分析仪等。由于环境保护要求越来越高，环保仪表应用也增多，如在线烟气分析、综合水质分析仪、在线COD分析仪、DO分析仪及PH分析仪等。石化对工厂维护工作越来越重视，特别是对预测维护保养问题更感兴趣。有些公司要求提供在线联机和实时传感系统，用于监控热交换器和加热炉的效率，振动和腐蚀及评估“健康“状况的指示器。采用具有诊断和预测维护保养能力的仪表与系统，可使现有设备的生产潜力增长1%～3%，同时非计划的维护保养费用可降低10%～30%。

2、先进控制的应用。选用先进控制作为石化企业生产装置，不仅可以对装置运作的稳定性、安全性进行有效提升，还可以起到产品质量及收益提升的作用。同时先进控制的应用可以达到运作成本降低及实现企业经济效益最大化的目的。现阶段石化企业化工仪表控制系统内部分先进控制技术已经日渐完善，如多变量预测控制技术等。其特点主要体现在以下几点：首先，基于模型的控制策略。如模型预测控制与推断控制等。现阶段智能控制与模糊控制主要为知识控制的范畴，这也是今后先进控制发展的主要趋势。其次，一般情况下先进控制都是用于复杂多变量过程控制问题处理中。最后，实现先进控制必须具备较为强硬的支持平台，如计算能力。其主要实现工具为上位机、DCS、FCS。目前我国石化系统和美国Honeywell公司合作，实现了催化裂化装置先进控制的应用。

3、FCS与DCS共存。FCS是在DCS的基础上发展起来的，代表潮流与发展方向，国内有的大型项目已采用FCS，今后会有更多的项目采用FCS。在现阶段，FCS尚没有统一的国际标准，而DCS应用很广，技术成熟，发展很快，因此，DCS仍占有不可替代的地位，预计在今后很长一个时期，DCS与FCS将相互兼容、并存。另外，也有的大型工程项目采取FCS和DCS混用方式，以发挥各自的优势。国内外大公司的DCS应用领域广，已具有完备的功能并不断采用新技术，向开放性、网络化方向发展。

4、制造执行系统（MES）。近年来，石化企业采用ERP/MES/PCS三层管理与控制系统，这已是自动化技术的发展趋势。从石化企业推广应用ERP的经验可知：只上ERP没有配套的MES，很难取得预期的效果。因此，现已开发了MES并加大MES应用的力度，采用MES技术使企业信息系统取得了较好的效果。据美国ARC公司调查统计，如果应用MES，产品质量可以提高19.2%，劳动生产率提高13.5%，产量提高11.5%。石化企业生产与经营过程，大致可分为三层：操作控制层是装置DCS/FCS、实时数据库；生产管理层是生产调度、油品储运等；经营管理层是ERP等三个层面。ERP系统需要MES提供的成本、制造周期和预计产出时间等实时生产数据，生产装置所有投入、产出数据都需在MES系统平衡处理基础上才能导入到ERP系统中。因此，石化行业ERP是否能取得效果，将取决于制造执行系统（MES）实施的水平和数据源质量以及处理的效率。

二、石油化工仪表控制系统的质量控制

1、安装就位变送器后，为确保仪表系统导压管线的质量符合相关规定，应选用2.5到5倍的工作压力用水对一次阀后的仪表导压管线进行试压作业，这样可以防止使用过程中因焊接不牢及安装不正确等原因，导致泄漏等问题的出现。

2、检查仪表接线。在确保端子接线符合相关规定后，必须对线路电阻进行准确测量，并对各线末端标记情况进行详细检查。导线屏蔽接地线必须连接到计算机房一侧，同时确保中间端子箱的防爆接头等不存在损坏情况。

3、检查与确认计算机系统送电前的相关条件。作为整个安装过程的中心环节，计算机系统送电前检查结果是否真实将直接影响到未来的使用状况。基于此，相关部门必须组织设计单位、施工单位等相关工作人员对其实际情况进行检查。其检查内容主要含有：检查中央空调、UPS不间断电源与计算机接地系统等。

4、计算机硬件的性能测试及软件组态。遵循相关设计要求，检查其基本功能测试内容，组态任务主要由设计代表和软件组态单位一起完成。自控仪表设计交底和图纸会审由监理组织设计人员与施工技术人员完成。在对设计图纸与设计文件认真审核的基础上，进行仪表安装作业。在安装前期应进行技术交底工作，要以会议纪要为主要依据。安装过程中如发现问题，应及时改正，尽可能降低失误与危害。同时校验仪表单机，对仪表元件进行测试检查。

三、结束语

综上所述，近年来，随着社会主义市场经济发展速度的不断加快及科学技术水平的提高，我国化工仪表自动化设备及控制系统也得到了极大的发展。石油化工仪表越来越趋向于多样化、精密化及智能化与数字化的方向发展。在工业生产过程中，石油化工仪表是检测、显示、记录及控制工艺参数的基础。随着自动化工业发展速度的不断提升，要求加大仪表控制系统的力度，实现数字化电动仪表的目标。

［1］谭一鸣；孙红红；石油化工装置中自控仪表工程施工流程的质量控制［J］；中国石油和化工标准与质量；2012年05期

［2］于楠；浅析现代控制技术在石油化工仪表中的应用和发展［J］；科技创新与应用；2012年19期