任玉超

（山東華魯恒升集團德化設(shè)計研究有限公司，山東德州 253000）

當(dāng)前社會發(fā)展的趨勢以及主題就是朝著信息化的方向發(fā)展，在這樣的社會背景之下，各行各業(yè)都需要將自身的技術(shù)與此類技術(shù)內(nèi)容進行結(jié)合和應(yīng)用，從而提高自身技術(shù)水平。在石油化工行業(yè)之中同樣也需要利用到此類技術(shù)，在當(dāng)前的行業(yè)背景之下需要充分地利用此類信息化技術(shù)來對石油化工的儀表控制系統(tǒng)進行設(shè)計和分析，從而提高行業(yè)整體的發(fā)展速度和質(zhì)量。目前可以充分利用DCS技術(shù)來開展系統(tǒng)的設(shè)計，但是在實際的設(shè)計過程中相關(guān)人員所需要注意的內(nèi)容較為復(fù)雜，若是在設(shè)計過程中沒能對此類內(nèi)容進行提前分析和觀察，那么最終得到的系統(tǒng)的精準(zhǔn)度無法得到保障，從而會降低系統(tǒng)的質(zhì)量。本文主要對當(dāng)前基于DCS的石油化工儀表控制系統(tǒng)設(shè)計進行分析和探討。

1 性能設(shè)計要求

對于石油化工行業(yè)所應(yīng)用的儀表控制系統(tǒng)來說，在設(shè)計對應(yīng)的系統(tǒng)之前首先需要對其具體的性能需求進行了解和掌握，若是在缺少了對應(yīng)要求的情況之下開展設(shè)計工作，那么自然無法保障系統(tǒng)的質(zhì)量以及實用性，因此相關(guān)人員在開展設(shè)計之前首先需要對其具體的要求進行掌握，之后對其展開全方面地分析以及計算，從而確定設(shè)計過程中各個部分內(nèi)容的要點，以此來切實提高整體系統(tǒng)的質(zhì)量以及實用性。為了達到這樣的效果，在設(shè)計的過程中首先需要對數(shù)據(jù)采集、模擬量控制以及順序控制等一系列功能進行了解和掌握，在實際設(shè)計的過程中，相關(guān)人員首先需要對其進行掌握和了解，并且還需要考慮在實際使用的過程中此類功能可能會產(chǎn)生的變化以及調(diào)整策略，在設(shè)計時就需要針對不同情況之下可能產(chǎn)生的變化提前進行分析和設(shè)計[1]。同時還需要對后續(xù)運行過程中可能產(chǎn)生的一系列問題以及缺陷進行提前的思考和分析，以此來制定一系列對應(yīng)的解決方法，在后續(xù)實際運行的過程中若是碰到此類問題也可以更加有效地進行解決，以此來保障整體系統(tǒng)運行的效率以及質(zhì)量。其次就是需要對系統(tǒng)中包含的分散處理單元、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)以及人機接口方面的要點進行設(shè)計和分析。在該環(huán)節(jié)的設(shè)計過程中，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)對其工作的實際運行狀態(tài)進行了解，并且同時還需要保障當(dāng)前的基礎(chǔ)狀態(tài)，在了解以及掌握基礎(chǔ)狀態(tài)的情況之下來對其進行不斷優(yōu)化和完善，以此來保證系統(tǒng)能夠在高效運行的基礎(chǔ)之上做到良好的創(chuàng)新和優(yōu)化，確保系統(tǒng)能夠有效落實。除此之外，針對系統(tǒng)之中所包含的中英文操作界面以及模塊式結(jié)構(gòu)，也都需要根據(jù)實際的情況進行分析，注重拓展和優(yōu)化，以此來確保系統(tǒng)自身具備了非常高的可靠性以及穩(wěn)定性，保障系統(tǒng)在運行的過程中若是部分環(huán)節(jié)產(chǎn)生故障也不會影響到整體的正常運行，在這樣的情況之下才能夠真正確保石油化工儀表DCS系統(tǒng)的運行效率以及運行質(zhì)量。

2 軟件與硬件設(shè)計

在石油化工儀表控制DCS系統(tǒng)之中包含了大量的軟件以及硬件部分的內(nèi)容，在實際的運行過程中，相關(guān)人員需要對其軟、硬件方面進行分析和計劃，以此來確保其能夠正常運行。

2.1 硬件設(shè)計

關(guān)于硬件方面的設(shè)計，在實際開展硬件設(shè)計的過程中，其所包含的內(nèi)容較為廣泛且煩瑣，但是其中最為主要的內(nèi)容就是對應(yīng)的儀表分布式控制器，并且在當(dāng)前的社會科技水平之下，此類儀表分布式控制器所具備的型號以及種類也非常多樣化，因此在實際的應(yīng)用過程中相關(guān)人員需要根據(jù)系統(tǒng)的實際情況來選擇對應(yīng)的型號以及種類，從而確保系統(tǒng)的正常運行。而在實際的選擇過程中，相關(guān)人員需要考慮到可能會對其所產(chǎn)生的一系列因素影響，為了能夠避免此類因素的影響，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)在當(dāng)前的設(shè)計過程中對各個設(shè)計流程都進行充分的考慮以及關(guān)注，以此來確保此類硬件設(shè)備的硬件性能[2]。并且同時還需要考慮到各個分布式控制器自身的性能以及功能，以此來確保在無線通信的環(huán)節(jié)之中能夠有效地將其應(yīng)用于實際的各個環(huán)節(jié)之中，確保分布式控制器自身的精確性和精準(zhǔn)性，使其能夠在當(dāng)前的系統(tǒng)運行之中穩(wěn)定地發(fā)揮自身的作用和效果。同時在開展對應(yīng)的分布式控制器的設(shè)計過程之中，相關(guān)人員需要采用低功耗的方式來進行設(shè)計，將對應(yīng)的306不銹鋼接頭融入對應(yīng)的設(shè)計之中，通過此類材料的應(yīng)用能夠有效地防止出現(xiàn)爆炸等一系列事故，從而達到了良好的防爆效果。除此之外，利用儀表分布式控制器同樣也能夠有效地發(fā)揮其自身的優(yōu)勢以及性能，通過此類控制器的方法能夠?qū)σ幌盗休^為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)進行自我調(diào)節(jié)和優(yōu)化，在運行的過程中吸收更多的數(shù)據(jù)，從而提高信號的高效性。但是需要注意的就是在實際的設(shè)計過程中會存在一系列影響因素，相關(guān)人員需要對此類影響因素進行額外的重視和控制，以此來切實提高控制器的控制效果。

2.2 軟件設(shè)計

關(guān)于軟件設(shè)計方面，在當(dāng)前的軟件設(shè)計環(huán)節(jié)之中，其主要的一個內(nèi)容就是對應(yīng)的采集端收集終端數(shù)據(jù)，并且針對此類數(shù)據(jù)利用對應(yīng)的DCS系統(tǒng)來進行控制和處理，通過這樣的方法不僅能夠保證儀表所收集到的數(shù)據(jù)具備良好的準(zhǔn)確性，同時也能夠有效地提高整體控制效果以及穩(wěn)定性，那么在傳統(tǒng)的運行過程中所存在的一系列問題以及難點就能夠得到有效的處理和治理，從而提高整體系統(tǒng)運行的效率。除此之外，DCS系統(tǒng)在當(dāng)前的儀表控制系統(tǒng)中也是一種較為新型的軟件，因此在當(dāng)前的系統(tǒng)設(shè)計之中將此類DCS系統(tǒng)融入實際的設(shè)計之中也是一件非常有必要的措施和手段。將DCS系統(tǒng)融入實際的設(shè)計中，相關(guān)人員就能夠?qū)⑹突さ膬x表數(shù)據(jù)進行分散控制，并且充分地利用DCS核心技術(shù)來對此類儀表數(shù)據(jù)進行直接的操控和處理，也就能夠充分地利用此類特性以及特點來對數(shù)據(jù)進行處理，從而達到數(shù)據(jù)的可視化，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精確性。但是由于在系統(tǒng)實際運行的過程中通常會產(chǎn)生一系列的數(shù)據(jù)，并且此類數(shù)據(jù)內(nèi)容通常較為復(fù)雜以及煩瑣，因此想要通過傳統(tǒng)記錄的方法來對其進行存儲顯然是一件較為困難的事情，因此相關(guān)人員也需要為其建立對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息庫，系統(tǒng)在運行的過程中能夠?qū)⒋祟愋畔⒋鎯Φ綄?yīng)的數(shù)據(jù)庫之中，數(shù)據(jù)庫也能夠?qū)π畔⑦M行整理以及歸納，從而達到一個良好的存儲效果。對于系統(tǒng)來說，采取這樣的方法能夠有效提高系統(tǒng)運行的效率，從而確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3 具體分析

3.1 檢測執(zhí)行儀表方面

在當(dāng)前的石油化工行業(yè)中，現(xiàn)場的設(shè)備以及管道內(nèi)部的介質(zhì)溫度一般來說都會控制在-200～1800℃，在這樣的背景就需要對以往的水銀玻璃溫度計進行替換，可以利用雙金屬溫度計進行工作，在這樣的一個過程中所產(chǎn)生的一系列熱電阻以及熱電偶信號都會直接進入DCS系統(tǒng)之中。在眾多的儀表之中，壓力儀表是整體中最為重要以及人們最為關(guān)心的一個儀表，因為其自身的安全性會與人們的人身安全有非常緊密的聯(lián)系。在壓力儀表運行的過程中其所使用的原理基本上與其他壓力傳感器以及特殊壓力儀表等都相同，因此其在運行過程中能夠抵御高溫，并且同時也能夠在一系列不同的介質(zhì)之中對其自身的壓力進行測量。從物位儀表來進行分析，在物位儀表之中其主要都是以液位測量為主要的目的，并且同時除了當(dāng)前較為常見的浮力式儀表之外，物料儀表基本上都不具備能夠通用的產(chǎn)品。但是從測量的方法來進行分析可以將其分為浮力式、靜電式以及超聲波式等，不同的方法在不同的需求上進行使用。除此之外，儀表之中還包含了一系列流量儀表、分析儀表以及在線過程分析儀等，溫度、壓力以及流量等都是考驗儀表性能以及質(zhì)量的重要參數(shù)，因此在整體的生產(chǎn)過程中，相關(guān)人員必須要對其自身的物料成分進行分析，同時也需要對最終的產(chǎn)品開展對應(yīng)的分析工作。

3.2 控制策略

根據(jù)當(dāng)前DCS的發(fā)展以及優(yōu)化可以發(fā)現(xiàn)，目前我國的石化工業(yè)在自動化連續(xù)控制、批量控制以及順序控制的環(huán)節(jié)中所采取的控制策略基本上沒有明顯的變化，大部分還是采用了以往的控制策略來開展實際的控制工作。在這樣的背景之下也衍生出了一系列智能化算法，例如智能PID控制器以及多變量控制等都開始得到了有效推廣和應(yīng)用。

在傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程中基本上都是采用一個裝置一個控制室的方法來進行分配，但是現(xiàn)在基本上都是多個裝置一個控制室或者是全廠的裝置都直接分配到同一個控制室之中進行控制，工作人員對其的控制基本上都可以在LCD屏幕或者CRT顯示中進行控制。

石化裝置對應(yīng)的工藝過程相對來說較為復(fù)雜，若是在操作的過程中存在失誤，那么容易造成火災(zāi)以及爆炸等一系列問題，因此相關(guān)人員針對安全性方面的問題始終也在不斷優(yōu)化和完善，若是在當(dāng)前的生產(chǎn)過程中還是交由對應(yīng)的DCS技術(shù)進行操作，那么已經(jīng)無法達到對應(yīng)的要求和標(biāo)準(zhǔn)，例如ESD系統(tǒng)就會在DCS系統(tǒng)之外單獨進行運行。智能化和自動化控制儀表若是能夠得到有效落實，不僅能夠達到安全生產(chǎn)的要求，同時也能夠推出一系列更加新型的系統(tǒng)，例如SIS系統(tǒng)，該系統(tǒng)也是將人性化以及安全性放在了第一位來開展對應(yīng)的生產(chǎn)工作。

4 自動化系統(tǒng)的優(yōu)化

4.1 DCS系統(tǒng)應(yīng)用與優(yōu)化

DCS系統(tǒng)是目前我國一種較為常見的集散控制系統(tǒng)，得到了廣泛應(yīng)用以及認(rèn)可，在這樣的背景之下，越來越多的行業(yè)開始使用此類系統(tǒng)來提高自身的生產(chǎn)質(zhì)量以及技術(shù)水平。石油化工產(chǎn)業(yè)也廣泛地使用了此類系統(tǒng)來提高自身的生產(chǎn)效率。但是在實際的應(yīng)用過程中，部分企業(yè)以及單位所采取的使用方法存在一定的缺陷和問題，這也就導(dǎo)致了系統(tǒng)的性能無法得到最大程度的發(fā)揮，究其原因主要是因為其未能夠?qū)⑸a(chǎn)過程進行分散，從而采取了集中的方式來進行控制，而針對此類問題想要有效處理和解決就需要將當(dāng)前石油化工生產(chǎn)的環(huán)節(jié)進行分散化控制，以此來有效提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率。在這樣的一個過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)注重分析以及掌握各項工作開展可能會面臨的一系列問題，提前將其提出和分析，從而采取對應(yīng)的手段來預(yù)防，通過這樣的方式就能夠從一定程度上實現(xiàn)了自動監(jiān)控及管理，節(jié)省出更多的勞動力，促使生產(chǎn)效率進一步提升。除此之外，在化工進行生產(chǎn)的過程中也需要使用到各項設(shè)計內(nèi)容，若是無法對此類設(shè)計過程中存在的問題進行處理和解決那么也無法切實提高生產(chǎn)效率，因此工作人員也應(yīng)當(dāng)及時地對此類設(shè)計中面臨的問題進行收集和研究，以此來得到設(shè)備運行的實際狀況，通過不斷的研究以及探討來采取一系列針對性的手段和措施進行優(yōu)化和調(diào)整，以此來確保設(shè)備運行的效率。對于系統(tǒng)自身來說，若是能夠采取對應(yīng)的手段和措施來對其進行優(yōu)化和調(diào)整，那么其自身也能夠?qū)ρb備的運行參數(shù)進行優(yōu)化和控制，整體生產(chǎn)過程所花費的成本能夠得到有效控制，從而在確保生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)之上還能夠?qū)ιa(chǎn)過程進行優(yōu)化和調(diào)整，以此來切實提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

4.2 自動化的實現(xiàn)

當(dāng)前社會中的各項科學(xué)技術(shù)水平都在不斷提升和進步之中，而在這樣的背景之下石油化工生產(chǎn)過程中想要確保各個參數(shù)的準(zhǔn)確性，掌握各項參數(shù)運行的現(xiàn)狀以及對溫度、流量以及壓力等各項參數(shù)都進行準(zhǔn)確的掌握和控制，就需要實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化功能。自動化的實現(xiàn)對于行業(yè)來說是一種非常良好的發(fā)展趨勢，因為其能夠節(jié)省出更多的人力資源以及精力，同時系統(tǒng)自身的運行擁有絕對的準(zhǔn)確性，相比較于以往人工的方式來說可以減少一系列誤操以及失誤的情況。而想要在當(dāng)前的背景之下實現(xiàn)此類系統(tǒng)的自動化，就需要對當(dāng)前開展各項工作過程中所面臨的一系列問題進行分析和探討，并且采取一定的算法技術(shù)來進行處理和解決，從而實現(xiàn)對儀表科學(xué)合理的控制。通過此類措施不僅能夠有效地對一系列儀表維護成本進行控制和節(jié)約，同時也能夠促進我國石油化工行業(yè)能夠朝著智能化以及自動化的方向良好發(fā)展和進步。

4.3 未來發(fā)展趨勢

當(dāng)前社會發(fā)展的趨勢以及潮流就是朝著信息化以及互聯(lián)網(wǎng)的方向發(fā)展，因此大部分行業(yè)都將自身以往的技術(shù)與此類先進的計算機技術(shù)相互結(jié)合和應(yīng)用，從而在提高工作效率的同時也推動了自身技術(shù)的發(fā)展。目前互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)已經(jīng)深入各個行業(yè)之中，對于我國非常重要的石油化工行業(yè)來說同樣也是如此，其對石油化工儀表的自動化技術(shù)進行優(yōu)化和完善，以此來確保在實際的運行過程中此類儀表設(shè)備能夠更加有效的檢測到系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)，從而在現(xiàn)有的基礎(chǔ)之上來進行更為全面優(yōu)化以及提升，促進整體行業(yè)以及技術(shù)水平能夠朝著智能化的方向發(fā)展。隨著DCS系統(tǒng)方式的創(chuàng)新，化工生產(chǎn)控制系統(tǒng)也將會變得越來越網(wǎng)絡(luò)化以及智能化，相比較于以往所使用的控制系統(tǒng)，此類得到發(fā)展的控制系統(tǒng)不僅可以為后期系統(tǒng)安裝以及維護提供相應(yīng)的工作支持，同時也能夠確保相關(guān)石油化工企業(yè)的經(jīng)濟效益得到提升和維護。但是此類技術(shù)在當(dāng)前的環(huán)境中進行應(yīng)用顯然還是存在一定的缺陷和問題，為了防止受到其他一系列多元化因素的影響和限制，在未來的發(fā)展過程中應(yīng)當(dāng)進行創(chuàng)新，以此來確保技術(shù)應(yīng)用效果有效發(fā)揮，從而最大化地發(fā)揮技術(shù)應(yīng)用的效果和作用。

5 結(jié)束語

在當(dāng)前的石油化工行業(yè)之中，儀表控制系統(tǒng)是其中非常重要的一個組成部分。為了能夠確保此類系統(tǒng)在未來發(fā)展過程中擁有更為良好的應(yīng)用前景，相關(guān)人員需要應(yīng)用更為良好的DCS技術(shù)，以此來不斷完善系統(tǒng)，進而推動社會與行業(yè)的共同發(fā)展。