石油化工仪表自动化控制技术
郝金波
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郝金波,. 石油化工仪表自动化控制技术[J]. 石油科学研究,20217. DOI:10.12721/ccn.2021.158104.
摘要: 随着科学技术的进步,石油化工生产得以实现自动化,对产品效率和质量具有一定的保障。本文分析了现阶段的石油化工企业自动化仪表控制技术在生产过程中的应用,并探讨了这项技术在智能化、信息化、精确性方面的优化,为实现高水平高质量的石油化工企业自动化系统提供参考依据。
关键词: 石油化工企业;自动化仪表;控制技术
DOI:10.12721/ccn.2021.158104
基金资助:

引言

化工仪表是对化工过程工艺参数实现检测和控制的自动化技术工具,能够准确而及时地检测出各种工艺参数的变化,并控制其中的主要参数,保持给定的数值或规律,从而有效地进行生产操作和实现生产过程自动化。随着自动控制技术的更新发展,化工仪表控制逐步向着自动化的方向发展,促使化工仪表的工作效率与质量提升。因此,探究化工仪表自动化控制技术具有极高的现实价值。

1化工仪表自动化控制的主要流程
1.1仪表的选择与控制技术

仪表选取的合理程度直接关系着化工仪表自动化控制的效率效果。例如在需要严格控制温度的化工生产实践中,必须引入温度仪表进行生产温度数据的测量,避免由于温度过高/过低所导致生产安全事故、化学反应不完全等问题的发生。在这样的情况下,应当选用精准程度更高的双金属温度计,保证温度数据采集的准确性。在进行物位测量时,要参考生产中的物料状态完成测量机的选定,还要加设不同功能的物位仪表。例如当在化工生产中需要测定固体与液体交界面具体位置的情况下,必须要纳入物位仪表,以此维护化工生产的安全性以及效率效果。

1.2现场自动化线路布设

化工生产中应用的自动化控制系统需要现场自动化线路的支持,布设过程中不仅要敷设实体线路,还要完成信息化网络线路的规划。现场自动化线路布设的要点如下:着重确保自动化线路可以实现所有化工仪表运行数据信息的采集,且能够与人机界面、计算机系统保持畅通连接状态;若引入FCS现场总线控制系统,则可以在现场总线控制系统以及控制回路中加入化工仪表以及化工生产仪器。通过这样的方式,能够促使化工仪表运行数据迅速、准确地传递至人机界面中,提升相应数据信息的利用率,并保证化工仪表自动化控制的科学性与实效性。
1.3人机界面处理系统

利用人机界面处理系统,能够更为全面地处理现场总线采集到的所有化工仪表运行数据,并结合编程系统所发出的指令完成数据反映。例如当现场总线中提供的温度信号存在过高问题时,在人机界面中编写程序的支持下,可以迅速完成温度信号的接收与控制,向相关工作人员发出高温报警。同时,依托系统中包含的降温设备,自动完成高温问题处理,使得温度在较短时间内自动恢复至正常水平。
2石油化工企业自动化仪表控制技术
2.1 DCS自动化控制技术

DCS自动化控制技术作为石油化工仪表控制系统内的常规自控技术,其原理为,基于BCS系统以及有关技术,通过对电动单元组合仪表灯的应用,通过动态操控的模式来实现对石油化工整个正常作业流程的全方位管控,将监督与管理工作分布到每一处生产细节中,从而达成对整个石化产品进行批量控制的目的,从而确保生产的方法和措施具有足够的安全性、稳定性以及均衡性,以此为石油化工行业高效高质地进行批量化生产作业提供一定的物质与技术基础。从技术角度方面的优点来看优,DCS自动化控制系统通常利用计算机自控及显示技术、通信、大数据等先进技术,实现对相关数据的深度探索采集,同时,对数据进行多角度分析处理,按照生产作业的实际需求进行运作参数的调整,进而显著增大生产监督的有效范围。在操作界面上,系统操作流程便捷,方便操作者对石油化工生产的各个环节进行直接的管控,不断改造升级DCS自动化控制技术和石油化工生产的具体特点,确保系统具有足够的可靠性应对因恶劣环境引发的系统模块损坏故障,基于系统冗余容错的配置模块达成对DCS自控系统的故障问题的自行处理,从而使得其安全故障发生的风险大大降低,在不久的将来,多层开放式数据接口会发挥极为重要的作用。

2.2自动化检测和修复技术

化工企业在化工生产阶段,不可避免会应用自动化检测和修复技术,这类技术在精准性、安全性和可靠性方面,优势较为明显,生产阶段在运行和安全方面,都能有效保障。当前社会背景下,科技发展速度较快,自动化控制系统中的自动化检测和修复技术,可以令设备出现的故障得到有效解决,也可以达到修复故障的目的,辅助工作人员解决各类问题。
2.3分散式生产控制

分散式控制技术在化工仪表中,同样较为常见,该控制方式不但可以保证较好的生产环境,而且还能有效减少生产阶段出现的能源和材料损耗,这也是当前分散式控制,在化工企业日常生产中,应用程度较为先进的一个原因。但是,相应存在的弊端也较为明显,在应用时应当随时对系统运行功能的更新,引起足够的重视。对化工企业而言,在化工仪表中应用分散控制系统,其必要性不容忽视,可以保证控制系统整体的完整性。随着科技水平的逐渐提升,数字化操控系统应运而生,这个系统的应用,可以很大程度上提升化工生产精准度,减少化工生产中成本投入。
2.4人机界面技术

在国内石化市场内,当前需求远大于生产,人们对石油产品的质量要求也不断提高,对于石油化工成品及其半成品的分离要求更加精确。新型分散控制系统逐渐发展成熟,人机界面处理系统与其共同发展,新型的分散控制系统满足市场需求,人机界面处理系统主要是处理现场总线收集到的数据,并根据相应的编程系统的编写指令进行相应的数据反映,进行仪表设备的良好人机互动,远程操控石油化工仪表,进一步提高自动化监控和控制仪表的灵活性,有效减少了人力资源的投入。国内许多大规模的石化企业在其分站中都逐渐开始增加人机界面的服务项目的数量,并优化升级了仪表系统的管理,形成了石油化工企业生产运营的监督新格局。人机界面系统的出现有利于操作人员可以及时对仪表设备进行操控,如现场总线的温度信号过高时,操作人员可以通过人机界面编写的相关程序接收和控制温度信号,及时将温度过高的信号发给现场工人,或通过自动化系统启动降温设备,在第一时间有效降低仪表设备的温度。
2.5现场总线控制系统

化工生产阶段,现场总控系统具备较强开放性和实操性,在未来控制系统的发展方面,具备主导性作用,发展前景相对广阔。现阶段现场总线智能仪表,在表现上主要呈现分散度良好的特点,这也有效增强了化工仪表的功能性。现场总线控制系统除了具备较好的适应性,控制功能和运行水平同样较强等普通仪表不具备的优势,该控制系统可以起到分散控制的作用,可以在不同仪表中连接总线,这种方式不但降低了电线使用量,还为后续仪器的检修和调试,带来了较大便利性,促进了化工企业经济效益的提升。
结束语

在明确化工仪表自动化控制主要流程的基础上,通过分散式控制技术、PID先进控制技术、基于微机的局部优化控制技术、人机界面控制技术、程序化控制技术、自动化检测与修复技术、在线自动监测技术的应用,推动了化工仪表控制不断向着自动化、智能化的方向发展,提升了化工生产以及化工仪表控制的效率效果,更好地维护了化工生产的安全性与可靠性,实现了化工生产的升级。
参考文献

[1]耿宏亮.石油化工仪表中的自动化控制技术应用分析[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2020(2):191-192.

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