化工裝置建設中的儀表自動化工程探析

陳為金

（新疆中泰化學（集團）股份有限公司，新疆 烏魯木齊 830009）

儀表的智能化不僅僅可以改變儀表本身的基本性能，還會給其他的控制網絡體系帶來一定影響。儀表智能化具有很強的適應性，功能豐富化，它已經不再是單一性的固定結構。筆者根據自己實踐中的工作經驗，針對化工裝置中檢測的儀表及相關控制進行闡述。

1 檢測執行儀表

1.1 溫度儀表

在化工企業的相關設備或管道內溫度的控制在－200 ℃到1 800 ℃，對這個溫度的控制主要采取了接觸式測量。同時在現場指示的水銀溫度計被雙金屬的溫度計所替代，在替代品中最為常見的就是熱電偶和熱電阻，通過這些設備把相應的溫度數據傳輸到儀表中，一體化的溫度變送器等因現場總線技術興起而逐漸普及。

1.2 壓力儀表

壓力儀表和工程的安全相關，所以在各方面都給予足夠的重視。壓力儀表的自動化能夠更好地預防安全事故的發生，不僅能提高安全性，還可以為企業帶來更大的經濟效益。

1.3 物位儀表

在化工行業中通常以液位測量為主，一般采取浮力式儀表，同時還有物料儀表。測量形式很多，如直讀式、電接觸式、電容式、浮力式等，物位儀表正在化工行業得到普及。

1.4 流量儀表

流量儀表是化工行業溫、壓、液、流四大參數中內容及方式最為豐富的一個門類。這一控制主要是看穩定和優化，儀表自動化可以更好地提高流量表的穩定性。

1.5 分析儀器和在線過程分析儀

化工行業智能儀表的運用可以保證溫度、壓力、流量、液位等工藝參數的正確性，可以間接地保障化工產品的質量。儀表自動化可以更好地對排放的物質成分進行分析和檢測。隨著化工行業的不斷發展，化工行業對儀表自動化的需求極其迫切。同時儀表自動化可以更好地給化工行業帶來穩定生產和經濟效益。

1.6 執行器

化工行業的執行器主要有調節機構和執行機構兩部分，經常使用的是氣動執行器和液動執行器，各種執行器運用智能儀表，可以更好地改善執行器的性能，讓其在化工行業內更好地發揮作用，通過智能化的運用可以更好地調節執行器的特性計算、測試驗證和標準制定。

2 控制策略分析

2.1 常規控制

化工裝置建設中的儀表自動化主要通過氣動元組合學儀表、常規DCS、電動單元組合儀表、新一代DCS，可以更好地實現自動化的連續控制、批量控制和回路控制，這在其中回路控制與連續控制中占據重要位置。主要有單回路調節，比率調節、串級調節、均勻調節、分程調節、自動選擇調節、前饋調節、非線性調節等，這其中仍以PID調節作為基礎，功能塊或控制算法的變化并不是特別大，變化比較大的主要是組態能力和控制方案，在功能塊之間我們可以通過并聯、串聯、選擇性鏈接等方式，把多配方自動化參數或者功能塊進行鏈接。

2.2 先進控制和優化

在科技的發展和智能技術的不斷進步，各種智能化的技術正在各行各業中廣泛運用，在這其中最為常見的就是多變量控制，它已在化工行業進入了實踐階段，這種技術是以DCS為基礎的，并且可以是一種獨立的形式，也可以是軟件包的形式，它與多變量動態軟測量技術和過程模型辨別技術有著很大的關系，當前在化工行業中應用比較多的是單一油源，它增加了相關操作的平穩性。

2.3 人機界面

當前在化工企業裝置建設中正在由一個裝置一個控制室轉變為數個裝置一個控制室或有一個總控制室，在總控制室通過LCD大屏幕可以了解各個節點的情況，同時通過顯示儀表及指示燈等控制相應設備。在自動化裝置中可以通過電腦進行操作，把工業電視攝像頭攝取的畫面也由專用屏幕逐步納入以 DCS操作站的屏幕。

分布式控制在組態時，同控制策略相伴的人機界面的操作策略相符，在組態上我們可以通過儀表棒圖、分組畫面、趨勢畫面及細目畫面等來完成。但是工藝要求可以組成模擬圖，這對人機界面處理問題至關重要；同時在系統集成方面，我們要注意一些硬性指標外，還要注意對軟性指標的判斷，在自動化過程中要精益求精，更要樹立為工藝操作人員服務的思想，讓相關工藝人員參與流程工藝的設置，提高其相關人員的控制能力，把DCS、HMI的能力在對應工藝裝置中充分發揮出來，讓工藝人員能夠更好地操作相關儀器設備。

2.4 安全儀表系統

在化工企業里裝置建設由于存在大型化、連續化等特點會對周圍環境帶來環境破壞和潛在危險，對環境保護要求較高，同時安全性也非常重要，通常由分散式控制等設備來完成連鎖保護。當前的自動化儀表的興起主要是基于IEC6l508和EC6l5l1的安全儀表系統（SIS），不但更好地滿足了化工企業的基本需求，而且進一步滿足了石化企業的需求。戰略信息系統是這些問題的解決之道，它具有連續性，在預測到安全隱患時，它能采取措施，減少由于事故帶來的各項損失，為企業帶來經濟效益。

3 結束語

我國在化工裝置建設中儀表自動化取得了很大進步，但是在看到成績的同時，也要發現存在的不足，我們在大力發展儀表自動化的同時，還要積極借鑒國外一些先進技術和經驗，不斷完善我國自動化管理水平，讓自動化儀表得到更好地發展。

[1]陸德民.石油化工自動控制設計手冊（第三版）[M].北京：化學工業出版社，2000.

[2]解懷仁，楊彬彥.石油化工儀表控制系統選用手冊[M].北京：中國石化出版社，2004.