石油化工儀表自動(dòng)化控制技術(shù)

張永輝，孫德明，紀(jì)紅霞(山東華星石油化工集團(tuán)有限公司，山東 東營(yíng) 257335)

0 引言

石油化工儀表作為監(jiān)測(cè)石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)的重要儀器，將自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用于石油化工儀表中，可在自動(dòng)化的程序控制下，減少各種故障情況的發(fā)生，增強(qiáng)石油化工生產(chǎn)的安全性與穩(wěn)定性，使石油化工生產(chǎn)更加智能化與現(xiàn)代化。對(duì)此，作者結(jié)合個(gè)人所學(xué)及相關(guān)資料，對(duì)石油化工儀表自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了深入分析，旨在為相關(guān)人員提供參考。

1 石油化工儀表自動(dòng)化技術(shù)闡述

石油化工儀表作為石油化工生產(chǎn)過(guò)程中，必不可少的使用設(shè)備之一，石油化工儀表實(shí)際應(yīng)用時(shí)的精準(zhǔn)性，將直接影響到石油化工生產(chǎn)的質(zhì)量。近年來(lái)，在受到科技技術(shù)快速發(fā)展的影響下，社會(huì)對(duì)于石油化工生產(chǎn)質(zhì)量提出了更高的要求，這促使石油化工儀表的精準(zhǔn)性提升與控制，成為了石油化工儀表應(yīng)用的重要要求之一。因當(dāng)前石油化工生產(chǎn)趨向于高效化的發(fā)展趨勢(shì)，自動(dòng)化技術(shù)逐漸被運(yùn)用于石油化工儀表中，且這也是提升石油化工生產(chǎn)效率與質(zhì)量的有效方法之一。石油化工儀表自動(dòng)化技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，融合自動(dòng)化元件、設(shè)備、過(guò)程控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)與其他先進(jìn)技術(shù)，在各種參數(shù)的設(shè)置下，通過(guò)指令傳遞的方式，實(shí)現(xiàn)石油產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)。石油化工儀表自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)與運(yùn)用，使石油化工儀表從單一的測(cè)量功能，轉(zhuǎn)變?yōu)榱藴y(cè)量、現(xiàn)實(shí)、存儲(chǔ)、控制、預(yù)警與數(shù)據(jù)處理等一體化平臺(tái)，這極大的促進(jìn)了石油化工生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了石油化工行業(yè)的初步自動(dòng)化。

2 石油化工儀表自動(dòng)化控制的特征

2.1 安全性高

由于石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)的特殊性，石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程危險(xiǎn)性極大，一旦部分環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障情況或參數(shù)錯(cuò)誤，很容易引發(fā)較大的安全事故。而在石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，運(yùn)用石油化工儀表的目的，則是為了通過(guò)石油化工儀表的監(jiān)測(cè)功能，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)參數(shù)，實(shí)時(shí)采集與分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)，在設(shè)備參數(shù)出現(xiàn)錯(cuò)誤情況下，能夠及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，降低安全事故發(fā)生率。相對(duì)于以往的石油化工儀表，在石油化工儀表中融入自動(dòng)化控制技術(shù)，可在自動(dòng)檢測(cè)功能的支持下，實(shí)時(shí)保障石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)安全，進(jìn)而提升石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)效率與安全性。

2.2 提升控制水平

受到社會(huì)對(duì)石油化工產(chǎn)品需求較高的影響，很多石油化工企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)，多采用批量制的生產(chǎn)方式。雖然批量制生產(chǎn)可以有效提升生產(chǎn)效率，但社會(huì)對(duì)石油產(chǎn)品多樣化的需求，使得批量制生產(chǎn)方式應(yīng)用比較局限化。如石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)用比較廣泛的DCS系統(tǒng)，此系統(tǒng)的生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單，需要的資金投入?yún)s比較多，系統(tǒng)維護(hù)非常復(fù)雜。為解決此類情況，石油化工企業(yè)引入了PID技術(shù)，在PID技術(shù)的支持下，以往的批量控制轉(zhuǎn)變?yōu)榱舜?jí)控制，不僅可以對(duì)某個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行單獨(dú)控制，也能獨(dú)立進(jìn)行編程操作，可滿足生產(chǎn)企業(yè)的多種生產(chǎn)需求，系統(tǒng)控制效果十分良好。

2.3 具有交互頁(yè)面

在傳統(tǒng)的石油化工生產(chǎn)中，工作人員是根據(jù)石油化工儀表的監(jiān)測(cè)情況，判斷石油化工生產(chǎn)的運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性。在將自動(dòng)化控制技術(shù)運(yùn)用于石油化工儀表中后，可以在自動(dòng)控制技術(shù)支持下，實(shí)現(xiàn)人機(jī)操作的功能，而交互頁(yè)面則是人機(jī)操作的核心組成部分。工作人員通過(guò)人機(jī)操作的頁(yè)面，可以對(duì)石油化工生產(chǎn)的頁(yè)面進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，在參數(shù)調(diào)整與設(shè)置完成后，即可實(shí)現(xiàn)石油化工生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化管理。并且交互頁(yè)面能夠?qū)⑹突x表監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，根據(jù)工作人員需求實(shí)時(shí)顯示出來(lái)，這可以使工作人員快速獲取到所需數(shù)據(jù)，合理調(diào)整石油化工生產(chǎn)設(shè)備，從而確保石油化工生產(chǎn)的效率與質(zhì)量。當(dāng)前在自動(dòng)化控制技術(shù)的深入應(yīng)用下，現(xiàn)階段石油化工儀表的人機(jī)交互頁(yè)面，已經(jīng)達(dá)到了相對(duì)完善的水平，其人性化與直觀化的界面顯示優(yōu)勢(shì)，為石油化工儀表的深入應(yīng)用提供了基礎(chǔ)技術(shù)支持。

2.4 技術(shù)類型多元化

從當(dāng)前石油化工企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)而言，大部分石油化工企業(yè)采用的系統(tǒng)為DCS系統(tǒng)，但隨著科技技術(shù)水平的提升，以及時(shí)代需求的改變，各種新的石油儀表控制技術(shù)不斷涌現(xiàn)，豐富了現(xiàn)有的石油儀表控制技術(shù)體系。在這些石油儀表控制技術(shù)的深入應(yīng)用下，人機(jī)交互頁(yè)面的人性化水平越來(lái)越高，可貫穿于石油化工生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程，在多種技術(shù)的共同融合與應(yīng)用下，石油化工儀表的安全生產(chǎn)水平逐漸提升，可支持多種生產(chǎn)技術(shù)。

3 石油化工儀表的自動(dòng)控制技術(shù)

3.1 自動(dòng)檢測(cè)與修復(fù)技術(shù)

自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與修復(fù)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)石油化工儀表自動(dòng)化的關(guān)鍵，在自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與修復(fù)技術(shù)的功能支持下，可有效提升石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)的安全性與精準(zhǔn)性，防止石油化工生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)突發(fā)性設(shè)備故障。石油化工生產(chǎn)的過(guò)程復(fù)雜，各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的危險(xiǎn)性不同，運(yùn)用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與修復(fù)技術(shù)，能夠?qū)Ω鱾€(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在發(fā)現(xiàn)存有安全隱患后，可及時(shí)發(fā)出警報(bào)通知技術(shù)人員，以快速解決與處理設(shè)備運(yùn)行故障。特別是對(duì)溫度、壓力與流量的監(jiān)控，更是可以做到精準(zhǔn)性監(jiān)控，這利于有效降低安全事故發(fā)生率。并且，自動(dòng)檢測(cè)與修復(fù)技術(shù)的支持下，人工控制的操作比較少，可減少因人工主觀性操作，而引起的各種安全事故。

3.2 PID先進(jìn)控制技術(shù)

PID先進(jìn)控制技術(shù)全稱為多項(xiàng)變量控制技術(shù)，此技術(shù)在出現(xiàn)后，因具有動(dòng)態(tài)測(cè)量、監(jiān)控水平高等優(yōu)勢(shì)，有效促進(jìn)了石油化工企業(yè)的發(fā)展，成為了眾多石油企業(yè)紛紛引進(jìn)的新自動(dòng)化技術(shù)。PID控制技術(shù)是基于DIS技術(shù)，根據(jù)當(dāng)前石油化工生產(chǎn)的需求，結(jié)合了眾多的先進(jìn)技術(shù)，融合創(chuàng)新而成的一種自動(dòng)化控制技術(shù)。實(shí)際運(yùn)用PID技術(shù)時(shí)，可通過(guò)軟件包結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)石油化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)的獨(dú)立管理，為生產(chǎn)企業(yè)提供了技術(shù)改進(jìn)支持。石油化工生產(chǎn)過(guò)程中，受到技術(shù)改進(jìn)的影響，可能會(huì)出現(xiàn)多變量動(dòng)態(tài)測(cè)量需求，PID先進(jìn)控制技術(shù)可滿足此需求，并能模糊識(shí)別出石油化工儀器的關(guān)聯(lián)性，科學(xué)管控儀器設(shè)備的生產(chǎn)操作。目前在PID先進(jìn)控制技術(shù)的廣泛運(yùn)用，自動(dòng)化控制技術(shù)與石油化工儀表測(cè)控技術(shù)的融合，已成為石油化工企業(yè)的重要發(fā)展趨勢(shì)之一。

3.3 人機(jī)界面處理系統(tǒng)

人機(jī)界面處理系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)支持下，通過(guò)各種信息技術(shù)的功能運(yùn)用，采集各個(gè)分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，并在現(xiàn)場(chǎng)總系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與整合，然后在編程系統(tǒng)的指令下，做出對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)反映。如在石油化工生產(chǎn)中，若現(xiàn)場(chǎng)總線接收到溫度過(guò)高的信號(hào)后，工作人員在人機(jī)頁(yè)面操作對(duì)應(yīng)指令，接受和控制現(xiàn)場(chǎng)的溫度信號(hào)，再傳遞給工作人員進(jìn)行控制，或是啟動(dòng)自動(dòng)化降溫設(shè)備，則可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)溫度的快速降低。現(xiàn)有人機(jī)界面處理系統(tǒng)的顯示載體，多是LED、CRT，操作人員需熟練掌握各項(xiàng)界面操作，以快速找準(zhǔn)信息傳遞功能指令，實(shí)現(xiàn)石油化工生產(chǎn)的合理管控。

3.4 檢測(cè)模型分析技術(shù)

實(shí)現(xiàn)石油化工儀表設(shè)備的自動(dòng)化，需做好監(jiān)測(cè)模型分析技術(shù)的合理運(yùn)用，以在監(jiān)控模型分析技術(shù)支持下，深入挖掘和分析獲取到的數(shù)據(jù)信息，在信息數(shù)據(jù)分類診斷后，判斷出石油化工儀表設(shè)備的潛在故障威脅，及時(shí)對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行解決與處理。因自動(dòng)化監(jiān)測(cè)模型分析技術(shù)的運(yùn)用，對(duì)數(shù)據(jù)信息分析時(shí)的處理具有較高針對(duì)性，必須要使用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，才能對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的數(shù)據(jù)分析與處理。此種檢測(cè)模型匹配的優(yōu)勢(shì)，可通過(guò)信息挖掘分析出故障問(wèn)題，利于快速解決石油化工生產(chǎn)問(wèn)題，加快石油化工企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

3.5 實(shí)時(shí)儀表監(jiān)控技術(shù)

實(shí)時(shí)儀表監(jiān)控技術(shù)是石油化工生產(chǎn)中，應(yīng)用比較廣泛的儀表監(jiān)控技術(shù)，此技術(shù)是在通用石油化工儀表的支持下，實(shí)時(shí)記錄和檢測(cè)石油化工的生產(chǎn)過(guò)程。實(shí)際運(yùn)用時(shí)，實(shí)時(shí)儀表監(jiān)控技術(shù)是以DCS和PLC控制技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境與生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)分析與記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)分析完成后，將數(shù)據(jù)反饋給工作人員。工作人員在獲取到實(shí)時(shí)儀表監(jiān)控信息報(bào)告后，根據(jù)報(bào)告內(nèi)容及時(shí)調(diào)整與管控，即可最大程度的確保石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)的效率與質(zhì)量。石油化工儀表生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜，危險(xiǎn)因素比較多，但實(shí)時(shí)儀表監(jiān)控技術(shù)的運(yùn)用，為提升石油化工產(chǎn)品質(zhì)量提供了眾多優(yōu)勢(shì)。實(shí)際運(yùn)用實(shí)時(shí)儀表監(jiān)控技術(shù)時(shí)，需要對(duì)應(yīng)完善相關(guān)技術(shù)與設(shè)備，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)與先進(jìn)相關(guān)技術(shù)為支撐，合理安排人員負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)儀表監(jiān)控的管理，才可發(fā)揮出實(shí)時(shí)儀表監(jiān)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，石油化工行業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)支柱之一。立足于長(zhǎng)遠(yuǎn)化的發(fā)展角度而言，石油化工儀表融入自動(dòng)化技術(shù)，進(jìn)行深入的功能改進(jìn)與完善，是實(shí)現(xiàn)石油化工產(chǎn)品高品質(zhì)的重要技術(shù)策略之一。在實(shí)際進(jìn)行石油化工儀表運(yùn)用時(shí)，可根據(jù)石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)情況，合理運(yùn)用自動(dòng)化控制技術(shù)，不斷改進(jìn)與推進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)在石油化工儀表中的應(yīng)用，擴(kuò)展石油化工儀表的功能，進(jìn)而有效提升石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)效率與質(zhì)量。