魏泊順 朱光（恒力石化（大連）有限公司，遼寧 大連 116318）

對石油化工企業(yè)自動化儀表控制技術(shù)探索

魏泊順 朱光（恒力石化（大連）有限公司，遼寧 大連 116318）

石油在我國各個領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，不僅給各個行業(yè)帶來便利，還推動了我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。如今，石油化工已成為我國支柱產(chǎn)業(yè)之一，因此如何保障化工設(shè)備高效運行是石油化工企業(yè)首要考慮的問題。本文主要對石油化工企業(yè)自動化儀表控制技術(shù)進(jìn)行探討，并分析了智能控制技術(shù)，用以優(yōu)化現(xiàn)階段石油化工企業(yè)的自動化技術(shù)。

石油化工；自動化儀表；控制技術(shù)；研究

在石油化工生產(chǎn)過程中，大多數(shù)生產(chǎn)原料具有輻射、有毒及易燃易爆的特性，所以會對人體造成一定的危害?；诖?，許多石油化工企業(yè)推進(jìn)生產(chǎn)過程自動化，一方面有利于減少工人直接接觸現(xiàn)場，另一方面能夠迅速提高生產(chǎn)水平與效率。當(dāng)然，傳統(tǒng)的自動化控制技術(shù)已無法滿足現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展需要，石油企業(yè)應(yīng)從傳統(tǒng)的單一結(jié)構(gòu)運作模式向集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化轉(zhuǎn)變，為推進(jìn)企業(yè)自動化創(chuàng)造新契機(jī)。

1 石油化工行業(yè)自動化儀表的控制技術(shù)

為了強(qiáng)化自動化儀表控制技術(shù)在石油化工行業(yè)中的應(yīng)用，本文從常規(guī)控制、先進(jìn)控制和人機(jī)界面控制進(jìn)行分析。

1.1 常規(guī)控制

常規(guī)控制包括順序控制、批量控制和連續(xù)控制等。一般情況下，常規(guī)控制就算升級、系統(tǒng)更新其內(nèi)容幾乎是不變的。從常規(guī)控制的發(fā)展歷程便能觀察得知，比如從常規(guī)DCS到新一代DCS、電動單元的有機(jī)組合等，不管是版塊還是包含的內(nèi)容，基本變化不大。其次，常規(guī)控制涵蓋的內(nèi)容主要有：比率調(diào)節(jié)、分成調(diào)節(jié)控制、自動選擇調(diào)節(jié)、串級調(diào)節(jié)和PID調(diào)節(jié)等，其中PID調(diào)節(jié)是控制系統(tǒng)中最基本的調(diào)節(jié)?？傊?，常規(guī)控制就是對自動化儀表最基礎(chǔ)版塊的控制，因為版塊數(shù)據(jù)、控制算法基本沒變，所以主要靠組態(tài)能力、控制方案進(jìn)行優(yōu)化。

1.2 先進(jìn)控制

隨著時代的進(jìn)步，石油化工進(jìn)入現(xiàn)代化控制階段，不僅涌現(xiàn)出大量智能化算法，多變量控制技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。目前，智能化PID控制器具有比較廣闊的應(yīng)用前景，因為它具有串級控制的功能，與傳統(tǒng)的單一結(jié)構(gòu)控制相比，不僅效率高，操作平穩(wěn)性更強(qiáng)。對提高石油化工企業(yè)生產(chǎn)效益與競爭優(yōu)勢具有重要意義。雖然說其基礎(chǔ)仍然是DCS，但它是一個完全獨立的個體，正因如此，在石油化工自動化儀表控制系統(tǒng)中才得以利用。特別是在模型辨識技術(shù)與多變量動態(tài)軟測技術(shù)發(fā)生關(guān)聯(lián)時，可采取測控技術(shù)和智能化PID控制器組合，有利于提高監(jiān)測成效和控制效果。

1.3 人機(jī)界面

雖然目前許多石油化工企業(yè)已實施人機(jī)界面管理，但仍采用傳統(tǒng)的一個控制室對應(yīng)一個裝置的管理模式，不僅費時耗力，在畫面?zhèn)鬟f、處理速度上相對也較慢。石油化工企業(yè)應(yīng)采用一個控制室對應(yīng)多個裝置的形式，并且引進(jìn)LCD、CRT顯示屏作為最終顯示，從根本上改善設(shè)備裝置、優(yōu)化管理結(jié)構(gòu)。現(xiàn)階段人機(jī)界面以精簡為主，由鼠標(biāo)、鍵盤和少量的旋轉(zhuǎn)按鈕、開關(guān)和觸摸屏組成，這些都是調(diào)節(jié)、控制生產(chǎn)設(shè)備的重要工具。另外，企業(yè)也可以利用DCS解決傳統(tǒng)專用屏幕作為工業(yè)電視攝像頭的缺陷。

2 對石油化工企業(yè)智能控制技術(shù)的探索

智能控制技術(shù)就是利用人工智能技術(shù)模仿人類的思維方式并將其擴(kuò)展應(yīng)用到石油化工生產(chǎn)中，有些已獲得一定成績。

2.1 對石油化工模擬控制

模擬控制是通過程序執(zhí)行工作的，主要按照人工操作思維進(jìn)行編程。步驟如下：首先對石油化工進(jìn)行采樣，得出系統(tǒng)輸出值后結(jié)合石油化工輸出數(shù)據(jù)的變量，再把準(zhǔn)確的輸出變量轉(zhuǎn)換成模糊量，然后以模糊控制規(guī)則、模糊變量值作為主要依據(jù)，利用模糊推理合成規(guī)則推算出模糊控制量，最后得出具體的石油化工控制量。

2.2 對石油化工專家系統(tǒng)控制

專家系統(tǒng)控器由三個部分組成：知識庫、推理機(jī)及控制器?；谒袉栴}都是圍繞專家實踐經(jīng)驗、專業(yè)知識進(jìn)行推理、分析和控制的，所以知識庫是專家控制器的核心內(nèi)容。由此可見，良性的管理、控制與專家系統(tǒng)中儲存的專家知識緊密相連。其中，專家知識涵蓋了操作規(guī)則、理論知識、工程實踐、控制理論和解決特殊問題的分析方法與思路等。

2.3 人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)（ANN）對石油化工的控制

隨著HOPFIELD網(wǎng)絡(luò)和BP網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，促進(jìn)了ANN技術(shù)的融合與發(fā)展。目前，ANN技術(shù)已發(fā)展成熟，應(yīng)用前景可觀。人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)（ANN）主要由神經(jīng)細(xì)胞組成，外形結(jié)構(gòu)與生物神經(jīng)系統(tǒng)相似；神經(jīng)系統(tǒng)的工作模式與人類日常工作常態(tài)類似，因為神經(jīng)系統(tǒng)具有記憶、學(xué)習(xí)和模仿的能力，只要給ANN提取一個石油化工生產(chǎn)的范例，便能從中模仿人的思維定式對石油化工生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)行管控。運行模式為：當(dāng)神經(jīng)系統(tǒng)接收到范例時，會自動讀取范例內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，并尋找特定規(guī)律與掌握，當(dāng)加入新的內(nèi)容時，ANN便能快速反應(yīng)、分析和控制，是一項智能化技術(shù)。

3 結(jié)語

總之，企業(yè)想要實現(xiàn)石油化工生產(chǎn)高效、標(biāo)準(zhǔn)化，就必須由粗放型向集約型、智能自動化發(fā)展。只有這樣才能實現(xiàn)石油化工企業(yè)自動化生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]武煥臣.自動化儀表校準(zhǔn)裝置設(shè)計[J].油氣田地面工程.2014(09).

[2]常蘋莉.石油化工行業(yè)自動化儀表故障分析及處理研究[J].中國科技投資.2012(33).

[3]逄淑華.采油廠自動化儀表日常維護(hù)及維修研究[J].化工管理.2015(36).

魏泊順（1988-），男，機(jī)電工程(電氣儀表）助理工程師，主要從事石化公司全廠自動化控制與管理工作。