石油化工自动化仪表控制技术及仪表控制

施文杰

摘要：自动化技术属于未来工业的主要发展趋势，尤其是在石油化工行业中全面实现设备的自动化。利用使用自动化控制技术，不仅能够有效提高石油化工行业生产效率，还能够使企业生产成本得到降低，促进化工产品质量及企业经济效益的提高。但是传统自动化仪表目前已经无法满足现代石油化工行业的发展需求，人们要有效加强自动化仪表控制技术的研究，使其能够朝着集成化、网络化及智能化的方向发展。基于此，该文就对石油化工自动化仪表控制技术进行了全面的研究。

关键词：石油化工；自动化仪表控制技术；仪表控制

中图分类号：TP302 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）15-0245-02

目前，我国网络技术发展较为迅速，机械制造行业和网络技术相互结合发展，以此为仪表自动化的控制提供了有效的技术支持，实现仪表自动化控制，能够使石油化工设备稳定性及安全性得到有效提高。但是目前我国仪表自动化技术和发达个国家相比较为落后，起步较晚，在实际使用过程中具有多种问题。所以，对仪器自动化仪表控制的研究尤为重要，从而促进石油行业能够更加科学的发展。

1 石油化工自动化仪表控制技术分析

因为石油化工行业自身具有较大的危险性，所以还有化工管理过程中的安全生产尤为重要。在技术人员实现自动化仪表操作过程中，要保证石油化工生产的安全性，其在实际生产中尤为重要。所以，就要使石油化工自动化仪表控制审视进一步的提高，并且加强生产过程中的检查及控制力度，充分掌握生产进度及精准性，及时了解实际生产过程中的问题及安全隐患，并且制定相应的措施，保证企业生产的安全性[1]。目前，石油化工自动化仪表控制技术为以下内容。

1.1 检测模型分析技术

在自动化控制过程中，其中尤为重要的技术就是监控模型技术，此技术能够对生产运行的情况进行全面掌握，从而有效且及时的诊断机械设备中的故障，以此使安全生产可靠性得到有效提高。企业在使用检测模型的过程中，能够提前知道可能发生的情况，并且还能够对生产链安全性进行控制。利用监控模型技术还能够了解企业运行的基本情况及进度，预测企业生产过程中的安全隐患，以此有效降低行业的风险。

1.2 分析自动化检测及修复技术

一般在石油化工企业实际操作过程中，仪表自动化技术的使用能够使石油化工企业安全生产得到提高，并且保证设备能够安全有效的运行。我国目前的信息技术发展在不断的加快，自动化检测能够根据设计程序实现故障自动检测，并且对其进行修复处理，还能够保存相应的数据，从而帮助工作人员及时发现其中的故障，之后制定相应的措施，有效降低石油化工生产成本，使工作效率得到有效提高[2]。

1.3 实时仪表监控技术

目前石油生产实际操作过程中，对石油生产安全性进行保证的主要技术就是仪表监控就，此种技术属于实际生产过程中的主要内容，其将中心处理器及其他软件作为基础，对仪器中的数据进行全面分析，以此能够使工作人员充分了解石油生产进度，其对于生产操作的降低具有较大的帮助[3]。图1为实时仪表监控技术的结构。

2 石油化工仪表自动化控制技术的特点

2.1 自动化仪表的特点

总体分析，自动化仪表主要是根据先进微电脑芯片技术有效实现自动化控制，其不仅能够缩小自身体积，使测量抗干扰性及可靠性得到有效的提高，还能够在石油化工生产过程中使用，从而充分发挥自身的作用。首先，其位置控制硬件电路具有可编程的功能，利用软件部分接口芯片进行复杂控制，使顺序控制转变为存储控制。其次，具备记忆存储功能，能够随机将此部分信息到存储器中存储，并且进行保存；最后，具有良好的计算功能，因为微型计算机是到自动化仪表中进行配置的，所以要求其能够实现高精度复杂计算，并且对极大值及极小值进行明确，具有强大的计算功能[4]。

2.2 检测方式

使用仪表自动化控制检测方式。在实际生产过程中，石油化工行业的温度会出现过高或者过低的情况，这个时候对于温度计就有一定的需求，但是不能够使用水银玻璃温度计，此会对热电阻信号及热电偶信号的传输造成影响。可以使用双金属温度计，并且在生产过程中要对仪表检测精准性进行检测，从而提高化工企业的效益。比如，在对生产环节温度变化进行动态观察的过程中要根据仪表对目前生产温度进行明确，以此有效实施温度控制措施。保温产品的液位能够得到生产产品数量等一系列的相关信息，從而有效实现可视化的生产。对压力值及流量等工艺参数进行重视，能够有效为生产提供较为精准的数据支持[5]。

3石油化工自动化控制中的仪表控制

目前，我国社会经济在不断的发展，人们对于石油化工产品需求在不断的增加，以此导致现代石油化工市场存在供不应求的情况，从而促进了石油化工产品生产的发展。在石油化工生产过程中，仪表控制属于尤为重要的环节。仪表控制在石油化工自动化中的优势为智能化、数字化及网络化等，使用先进信息技术，能够为石油化工自动化控制提供基础的分析、存储及预测的能力。虽然石油生产效率在网络、计算机及数据信息等技术方面具有明显的提高，但是其在石油生产过程中具有大量易燃易爆及有毒的物质，所以在石油生产过程中要求相关技术人员通过自动化控制仪表对生产技术参数进行严格的控制，从而使石油化工生产可靠性及安全性得到提高。另外，相关部门还要实现只有化工生产信息化管理，从而使石油化工行业生产效率得到提高，降低石油化工生产人员劳动强度，提高产品质量及经济效率[6]。目前，石油化工自动化控制仪表策略为：

3.1 常规控制

通过常规DCS、电动单元组合仪表等仪器的发展分析，石油化工各行业的自动化连续控制、顺序控制及批量控制等基本的控制策略并没有变化，其中主要包括回路、连续等控制，分为单回路、串级、均匀、非线性、自动选择及前馈等调节，不过都是将PID调节作为基础。简单来说，就是功能块及控制算法并没有较大的变化。其中控制方案及组态能力具有较大的变化，功能块之间的连接主要包括并联连接、多重窗帘及选择性连接等方式，使用批工艺应用模块，此种方法透明并且便于使用。

3.2 安全仪表系统

因为石化装置具有大型化的特点，其容易流程较为复杂，并且易燃易爆，对于环境保护具有较高的要求，从而能够使安全性需求得到有效的提高。一般都是通过DCS的设备实现安全连锁保护，在部分企业已经无法满足需求，所以其中的紧急停车系统等都在DCS以外进行设置。目前自动化仪表行业中基于IEC61508的安全仪表系统能够有效满足石化企业需求。安全仪表系统能够有效解决工程问题，其能够连续性的在线运行，在侦测不安全事件的过程中，能够立即实施行动，从而降低可能出现的损失。功能安全要以安全指标、风险度及安全完整等级相互结合，正确使用SIS系统。目前我国只是使用石油化工紧急停车和安全连贯系统设计导测作为根据[7]。

3.3 先进控制与优化

基于现代控制论的发展，多种智能化的算法逐渐发展，出了智能PID控制，多变量控制已经被广泛应用到石油及炼油行业生产实践过程中，其主要是将DCS作为基础。也能够是独立的，也可以是软件包。其与多变量动态过程模型辨识及软测量等技术具有密切的联系，大部分都是使用测控和PID串级控制相互结合。目前单一油源在炼油厂中使用数量较多，其中的卡边控制等基于平稳操作的效益提高效果更加明显。

3.4 人机界面

目前大部分石化企业正在通过一个装置及控制室逐渐过渡为多个装置一个控制室或者全厂使用一个中央控制室，或者将LED屏幕进行展现，配以相应的指示灯及显示仪表，将键盘及鼠标的操作作为基础，结合按钮、旋钮及触摸屏。该文要说的是在DCS组态过程中和控制策略相互结合的人机界面操作策略确定，工位号操作可以结合仪表棒图和分组、细目及趋势等画面，以此有效促进组态实现。模拟图制作要根据工艺要求实现，此与信息处理能力、报警、优化操作及事故判断的处理等人机界面友好问题具有密切的联系。不仅要与HMI软件的产品性能得到提高，并且还要在系统集成过程中除了要注意控制方案等硬指标，还要人机界面能够有效完成，树立自动控制人员牢固思想，和工艺操作人员相互配合，以此有效实现操作。

3.5 现场总线控制系统

现场总线控制系统具有全数字化、开放性及互操作性的优势，其已经成为现代化控制系统今后发展的主要方向。现场总线智能仪表的控制分散度较高，使其不仅具有仪表基本功能，还具有良好的控制及运算功能，从而有效实现分散控制。另外，每条总线能够到多台现场仪表进行连接，能够有效节约电缆的用量，降低后期調试、系统安装及维修的费用，以此增加了石油化工行业的经济利润[8]。

4 结束语

石油化工行业的自动化控制具有重要的地位，其能够利用检测模型、自动化检测及仪表监控等手段提高生产效率，并且还能够提高生产过程中的可靠性及安全性。仪表控制属于石油化工生产自动化控制中的基础，所以要求其使用科学仪表控制策略为其进行自动化控制服务，比如对仪表数据收集及分析进行完善，测量科学设计自动化仪表及创建误差纠正体系等，从而使仪表控制水平得到有效的提高，以此有效促进石油化工自动化控制的发展，使其能够成为我国经济发展的主要动力。

参考文献：

[1] 秦凯戈. 石油化工自动化控制的关键技术及仪表控制策略探究[J]. 工程技术： 引文版： 242.

[2] 程晓光. 石油化工自动化控制技术及仪表控制策略探究[J]. 城市建设理论研究： 电子版， 2015（25）.

[3] 金鑫. 综述石油化工自动化仪表技术的应用[J]. 工程技术： 全文版， 2017（2）： 186.

[4] 赵炜. 石油化工自动化控制仪表常见故障的原因探究[J]. 城市建设理论研究： 电子版， 2016（9）.

[5] 陈时. 石油化工装置自动化仪表的安装及调试技术[J]. 工程技术： 全文版， 2016（5）： 274-275.

[6] 杨朝辉. 石油化工自动化控制技术及仪表控制策略探究[J]. 工程技术： 全文版， 2016（41）： 306.

[7] 陆新星， 祁勇. 试论石油化工企业自动化仪表控制技术[J]. 企业技术开发， 2016， 35（14）： 18.

[8] 杨克盛. 石油化工企业自动化仪表控制技术的探索[J]. 工业C， 2016（6）： 93.