石油化工儀表控制系統的應用研究

摘 要 隨著科學技術的不斷發展，特別是計算機技術的不斷成熟，使得石油化工企業在儀表控制系統上迎來了發展春天，儀表系統正朝著智能化、數字化和網絡微型化方向發展。本文基于新型自動檢測與分析儀、先進控制、MES等內容，論述了儀表控制系統的應用。

關鍵詞 石油化工 儀表控制系統 應用

中圖分類號：TQ056 文獻標識碼：A

0 前言

以信息化帶動工業化是我國的國策，是促進我國工業化建設重要指導思想。目前，我國石油化工企業正處于現代化建設階段，特別是儀表系統正朝著智能化、數字化和網絡微型化發展，體現了我國信息化帶動工業化發展已見成效。但與國外相比，我國在相關技術的研發上，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現代化建設。

1 新型自動檢測與分析儀的應用

隨著科學技術的不斷發展，儀表系統正朝著智能化、數字化和網絡微型化方向發展，石油化工企業的自動檢測儀表在應用水平上得到很大提高。特別是在適應現場總線控制系統的需求上，迅速發展了現場總線型變壓器。該變壓器實現了全數字模式，不僅結構簡單，而且穩定性和分辨力均優于一般智能型變送器。目前，現場總線數字化儀器的發展比較成熟，具備良好的可互操作性和穩定性，廣泛應用于石油化工的過程控制領域。

為切實強化產品質量管理，落實在線分析儀表在石油化工企業的應用。石化企業積極推進相關系統的應用，特別是提高先進控制應用水平。就目前來看，為確保產品質量、提高儀表應用水平，主要在線分析儀表有：在線液相色譜儀、在線油品質量分析儀等。而最新的NIR光譜分析儀已成功應用于石化企業的煉油調合系統；新一代低成本汽油質量指標快速測定儀在實際應用中取得較好效果。同時，軟測量技術也發展迅速，在解決石油化工企業分析檢測難題上，發揮了重要作用。

維護工作一直是石化企業的重要工作，尤其是對預測維護養護工作，關系到系統正常運行。就實際來看，一些企業構建有實時傳感和在線聯機系統，以對加熱爐效率、熱交換器等進行監控。并采用先進的儀表與系統，具備有診斷和預測維護保養的功能，進而實現了生產設備最優化，生產潛力增幅在1%～3%，相比非計劃維護費用減少了近20%。

2 先進控制的應用

在石油化工企業現代化發展的進程中，生產裝置采用了先進控制，不僅有效地提高了產品質量、降低運行成本，而且裝置運行可靠安全，帶來了十分明顯的經濟效益。目前，諸多先進控制技術已發展成熟，如多變測量、魯棒PID控制等的成功應用。先進控制有如下特點：（1）先進控制是以模型為策略。如當前的模型推斷控制、模型預測控制等，這些模糊智能控制已成為先進控制的重要發展方向；（2）可以應用于復雜過程的控制。如多變量耦合、大時滯等；（3）以強大的計算能力為支撐，實現先進控制，如先進控制可以在DCS/FCS中實現。目前，國外在該領域的研發比較成熟，有美國生產的控制器DMC-PLUS、日本生產的控制器SMOC等。而國內的主要研究力量是浙江大學和清華大學，并已取得一定的成功。

目前，先進控制已在中石油和中石化的幾十套裝置中運行成功。且主要有：延遲焦化、柴油加氫、催化裂化、聚丙烯等，并已取得了較為顯著的經濟效益。

3 制造執行系統

在近幾年的發展中，石油化工企業已朝著自動化技術的方向發展，并現已采用了ERP/MES/PCS的三層控制與管理系統。就ERP的實際應用來看，單純地上ERP，（下轉第187頁）（上接第177頁）而與之配套的MES不跟進，其效果不是很理想。所以，目前已開發了MES，并在應用領域上進行擴充，基于MES技術，石油化工企業信息系統取得了較為理想的效果。據相關調查而言，企業應用MES，可以提高19.2%的產品質量、13.5%的生產率和11.5%的產量。

在石油化工企業的生產經營中，主要分為三層：一是操作控制層，為實時數據庫、裝置DCS/FCS；二是生產管理層，主要負責生產調度和油品儲運；三是經營管理層，主要是ERP。對于ERP系統，需要MES提供制造周期、成本等生產數據，以及在MES系統平衡處理的急促上，對生產裝置的投入和產出數據進行處理，已導入至ERP系統之中。所以，石油化工行業的ERP有效應用，關鍵在于MES系統的實施水平，以及相關的數據源質量、處理效率等因素。從大型國有企業的MES來看，主要有如下部分組成：（1）信息數據庫的實時管理。企業可以依托信息數據庫，集成對生產計劃、調度、設備維護管理、先進控制、動態管理等系統，并實現了整體信息鏈，進而使得企業在生產經營管理中，處于一體化控制狀態；（2）優化聲場計劃及調度。這是確保企業穩定、高效生產的關鍵。而調度決策系統可以有效地將聲場計劃、調度、制作等聯系起來，以實現生產的最優化；（3）模擬工程流程。在先進技術的優化與模擬下，尋找操作的最佳條件，這樣而已滿足產品質量和安全生產的需求，是石油化工企業獲取更多效益的重要途徑；（4）模擬實時動態系統。該系統可以為煉廠提供多功能、高精準的操作環境，并在提高生產能力的過程中，將企業效益最大化。

4 結束語

石油化工企業是我國經濟發展的重要組成部分，強調先進控制技術的應用，以實現儀表系統正朝著智能化、數字化和網絡微型化方向發展。所以，在不斷的發展中，石油化工企業將廣泛應用先進控制技術、DCS/FCS等，以實現企業現代化建設。

參考文獻

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