石油化工儀表控制系統(tǒng)的應用分析

許麗娟

摘 要：在科學技術飛速發(fā)展的今天，自動化技術已經(jīng)成為人們日常生活中最常見的一種科學技術，同時隨著自動化技術的不斷發(fā)展，自動化儀表的發(fā)展也越來越快，并且在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活等各個領域中得到極其廣泛的應用，自動化儀表是工業(yè)生產(chǎn)中十分重要的一種設備，只有確保自動化儀表的正常運行，才能為工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性提供保障，因此，加強對自動化儀表的研究有很高的現(xiàn)實意義。

關鍵詞：石油化工;儀表控制;系統(tǒng)應用

以信息化帶動工業(yè)化是我國的國策，是促進我國工業(yè)化建設重要指導思想。目前，我國石油化工企業(yè)正處于現(xiàn)代化建設階段，特別是儀表系統(tǒng)正朝著智能化、數(shù)字化和網(wǎng)絡微型化發(fā)展，體現(xiàn)了我國信息化帶動工業(yè)化發(fā)展已見成效。但與國外相比，我國在相關技術的研發(fā)上，仍存在諸多的不足，需要投入更多的人力和物力，以推動石油化工企業(yè)現(xiàn)代化建設。

1 新型自動檢測與分析儀的應用

隨著我國科技的迅猛發(fā)展，儀表系統(tǒng)逐步走向智能化、數(shù)字化及網(wǎng)絡微型化的軌道，石油化工企業(yè)引進自動檢測儀表后，其應用水平也得到較大提升。尤其是自動檢測儀表在適應了現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)的相應需求，迅速出現(xiàn)了現(xiàn)場總線型的變壓器。此變壓器能做到全數(shù)字模式，還具備結構簡單、穩(wěn)定性好、分辨力強等優(yōu)點，比常規(guī)的智能型變送器具有更大的市場優(yōu)勢。現(xiàn)階段，現(xiàn)場總線數(shù)字化儀器已經(jīng)得到廣泛的應用，其可互操作性及穩(wěn)定性較強，技術比較成熟，非常適合用于石油化工過程的控制領域中。

為了強化石油化工產(chǎn)品的質量管理，將在線分析儀表直接用于石油化工企業(yè)，石化企業(yè)必須積極開展相關系統(tǒng)類的應用，提高先進的控制應用水平?，F(xiàn)階段，為了保證產(chǎn)品質量，提高儀表的應用水平，主要采取的儀器包括：在線液相色譜儀和在線油品質量分析儀等在線分析儀表。新出現(xiàn)的NIR光譜分析儀在石化企業(yè)煉油調合的系統(tǒng)中已經(jīng)得到廣泛應用。而較新的、成本較低的汽油質量指標快速測定儀，也在實際的應用中獲得較好的效果。在石油化工企業(yè)中，維護工作，特別是預測的維護養(yǎng)護工作，是比較重要的，它直接影響到系統(tǒng)的正常運行。目前石油化工企業(yè)采取建構實時傳感及在線聯(lián)機的系統(tǒng)，實現(xiàn)監(jiān)控加熱爐效率和熱交換器等。同時應用先進儀表和系統(tǒng)，來實現(xiàn)診斷、預測等的維護保養(yǎng)，使生產(chǎn)設備達到最優(yōu)化，生產(chǎn)潛力的增幅提高，最終減少了維護費用[1]。

2 先進控制的應用

隨著石油化工企業(yè)的發(fā)展，對生產(chǎn)裝置實施了先進控制，在有效提高產(chǎn)品的質量和降低運行的成本的基礎上，還能確保裝置運行過程中的安全性，從而為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益?，F(xiàn)階段，很多先進的控制技術都已經(jīng)得到較好的發(fā)展，不斷走向成熟。先進控制具備以下幾個特點：⑴先進控制主要以模型為策略：當前已經(jīng)出現(xiàn)的模型推斷控制和模型預測控制等，此類模糊的智能控制逐步成為我國先進控制中的發(fā)展主流;⑵以強大計算力為支撐，達到先進控制的目的：先進控制能夠在DCS/FCS上得到實現(xiàn)，國外在這個領域的開發(fā)較早，成果比較成熟，出現(xiàn)控制器如DMC-PLUS、SMOC;比如我公司在催化、蒸餾裝置上運用的先進的智能內?？刂萍夹g可以在控制閉環(huán)的情況下，采用NLJ優(yōu)化算法在線辨識過程模型，收斂速度快，能夠縮短計算速度，所得到的模型準確精度高，無需測試實驗，對裝置沒有任何干擾。⑶能應用在復雜的過程控制中：像多變量的耦合和大時滯等?，F(xiàn)在先進控制在中石油及中石化等企業(yè)的幾十套裝置內得到成功的運行，為技術進步提供了實踐經(jīng)驗，并取得較好的經(jīng)濟效益[2]。如我公司的智能非線性區(qū)域控制技術多適用于液位-流量非線性區(qū)域控制系統(tǒng)，充分發(fā)揮液位的緩沖作用，盡可能使流量穩(wěn)定，減少對后續(xù)工序的影響。在投運智能內?？刂葡到y(tǒng)后，回路控制快速平穩(wěn)，兼顧魯棒性和控制精度的優(yōu)點，全面保證了裝置的平穩(wěn)運行，提升裝置的控制品質，降低了操作人員的工作強度和精神壓力。

3 石油化工儀表與控制系統(tǒng)現(xiàn)狀

（1）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。現(xiàn)場總線已經(jīng)在對工業(yè)控制技術中造成明顯的影響，它本身就是開放性系統(tǒng)的一種，在使用過程中能和現(xiàn)場網(wǎng)絡、控制儀器直接連接，在操作使還能進行相互操作，從而在使用使可進行分散分布的操作，還能提高其控制性。因此，在石油化工儀表的控制系統(tǒng)中，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)被廣泛用于主要系統(tǒng)中，同時在使用和實踐的過程中，它為提高儀表控制系統(tǒng)的性能而指明了更好的發(fā)展方向。

（2）FCS與DCS共存。DCS產(chǎn)生于上世紀七十年代的系統(tǒng)，目前，DCS系統(tǒng)的已經(jīng)處于成熟階段，其使用時具備技術性好、可靠性高的優(yōu)點，因此，在實際使用中得到廣泛推廣和發(fā)展。FCS則還處在發(fā)展階段，其系統(tǒng)還不夠成熟，但是它與DCS比較，功能上卻更完善，盡管還存在很多的缺陷。未來在石油化工企業(yè)中，DCS和FCS共存是主要的發(fā)展趨勢，而隨著FCS系統(tǒng)的逐步完善和發(fā)展，DCS系統(tǒng)將會被完全取代。

（3）現(xiàn)場總線和DCS結合運用?，F(xiàn)場總線與DCS相結合，就能把現(xiàn)場總線智能儀表直接與DCS連接，從而能充分發(fā)揮出DCS優(yōu)勢，還能將現(xiàn)場總線應用進一步推廣，實現(xiàn)降低成本和充分發(fā)揮出兩種系統(tǒng)各自的優(yōu)勢這一目的。現(xiàn)場總線被廣泛推廣時，就能進一步實現(xiàn)一體化的功能，并可以進一步對現(xiàn)場設備實施優(yōu)化控制及管理。

（4）先進控制及其優(yōu)化應用?，F(xiàn)階段，我國可以熟練掌握和應用部分控制技術，將先進的控制技術應用于實際，使系統(tǒng)裝置具備更好的穩(wěn)定，運行中更安全，還能提高企業(yè)的產(chǎn)品質量，確保收率，并降低成本，從而增加企業(yè)的收益，取得更好的經(jīng)濟效益。如我公司在催化、蒸餾裝置上運用的先進的智能內模控制技術，該系統(tǒng)是嵌在DCS中的，只要它投入運行，該系統(tǒng)就可以長期運行，不會發(fā)生由于通信問題而導致的系統(tǒng)中斷，因此它不會給系統(tǒng)維護帶來新的問題，免維護。

（5）安全控制系統(tǒng)應用。由于現(xiàn)代化的石化企業(yè)中裝置規(guī)模出現(xiàn)不斷擴大、制作過程更加復雜、運用的材料多為易燃和易爆物質等特點，因此，就要求設備具備更高的安全性，從而為設備的安全運行提供更多的保障。石化企業(yè)會加大在儀表控制系統(tǒng)中安全控制技術的應用力度，從而為避免工業(yè)的災難，減少工業(yè)的事故損失等方面發(fā)揮重大作用。為企業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展提供安全保證[3]。

比如我公司的智能多變量協(xié)調控制技術可以有效協(xié)調COT溫度、爐膛負壓、氧含量、支路溫度均衡及負荷控制系統(tǒng)之間的關系，消除系統(tǒng)間的耦合影響，在保證各個控制回路平穩(wěn)的基礎上，全面實現(xiàn)了加熱爐的安全平穩(wěn)操作。

4 結束語

在石油化工儀表控制系統(tǒng)發(fā)展的過程中，把現(xiàn)場總線技術與信息化技術實施綜合，可以實現(xiàn)石油與化工業(yè)一起發(fā)展和共同進步的目的。從而為推廣綜合的自動化系統(tǒng)，進一步完善石油化工儀表控制系統(tǒng)應用，提高企業(yè)的控制系統(tǒng)水平等打下堅實的基礎。

參考文獻

[1]葉松林.淺談石油化工儀表控制系統(tǒng)的應用[J].科技資訊，2011（14）：26-27.

[2]苗雨，鄭鑫博.石油化工儀表控制系統(tǒng)的應用及發(fā)展[J].中國石油和化工標準與質量，2012，33（13）：252.