基于儀表控制系統(tǒng)在工業(yè)管理中的作用

趙明麗 馬淑華

摘 要：在工業(yè)煉油化工生產(chǎn)過程中，自動檢測儀表與計算機(jī)等裝置配合，對主要的工藝指標(biāo)，通過儀表調(diào)節(jié)發(fā)揮作用，直接或間接的使被調(diào)量按預(yù)定的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)并達(dá)到平穩(wěn)，根據(jù)它發(fā)出的信號監(jiān)視、控制生產(chǎn)，可以使生產(chǎn)在最優(yōu)情況下進(jìn)行，達(dá)到高效率、低消耗和高質(zhì)量的目的。

關(guān)鍵詞：儀表控制系統(tǒng)；運行管理；控制

在工業(yè)煉油化工生產(chǎn)過程中，自動檢測儀表與計算機(jī)等裝置配合，可以使生產(chǎn)在最優(yōu)情況下進(jìn)行，達(dá)到高效率、低消耗和高質(zhì)量的目的。自動檢測儀表在自動控制系統(tǒng)中的作用極其重要。根據(jù)它發(fā)出的信號監(jiān)視、控制生產(chǎn)。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微處理機(jī)在自動檢測儀表中的應(yīng)用正在迅速擴(kuò)大。新型的帶有微處理機(jī)的自動檢測儀表除完成一般檢測參數(shù)功能外，還具有記憶（存儲）、分析比較、自校正、最優(yōu)化等功能。能大大提高自動檢測儀表的精度、可靠性和其他性能。

1 儀表控制系統(tǒng)在工業(yè)煉油化工裝置中的運行管理

（1）生產(chǎn)系統(tǒng)組成：人機(jī)接口站（HIS）；現(xiàn)場控制站（FCS）；工程技術(shù)處理用PC（ENG）；總線轉(zhuǎn)化器（BCV）；通信門路單元（CGW）；高級過程控制站（APCS）；通用子系統(tǒng)門路（GSGW）；Exaopc；信息系統(tǒng)PC、上位計算機(jī)；ProSaFI-RS 安全儀表系統(tǒng)；電氣控制站；V 網(wǎng)； Ethernet；現(xiàn)場總線。

（2）主要工藝操作的儀表邏輯控制及生產(chǎn)工藝：煉油化工生產(chǎn)過程中，正確使用儀表設(shè)備是保證生產(chǎn)正常安全運行的重要條件。所有工藝操作參數(shù)都從儀表指示讀數(shù)中反映出來，生產(chǎn)過程的控制都依賴于儀表設(shè)備的正確調(diào)節(jié)。因此，調(diào)節(jié)回路的正確使用非常重要。簡單調(diào)節(jié)回路原理，由調(diào)節(jié)對象，測量變送器，調(diào)節(jié)器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)四個部分組成一個調(diào)節(jié)回路，且該回路是一個調(diào)節(jié)器，一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)（調(diào)節(jié)閥），調(diào)節(jié)器的輸出直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)（調(diào)節(jié)閥），這樣所構(gòu)成的控制回路就是簡單調(diào)節(jié)回路。

2 儀表控制系統(tǒng)在煉油化工裝置運行與控制

在煉油化工生產(chǎn)過程中，對主要的工藝指標(biāo)，通過儀表的調(diào)節(jié)作用，直接或間接的使被調(diào)量按預(yù)定的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)并達(dá)到平穩(wěn)，叫儀表自動控制。由工藝設(shè)備和調(diào)節(jié)儀表根據(jù)內(nèi)在聯(lián)系，所組成的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，叫儀表控制方案。每個自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由調(diào)節(jié)對象，測量變送器，調(diào)節(jié)器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)四個部分組成。一般變送器按它們的測量參數(shù)可分為：用作流量測量的差壓變送器；用作壓力測量的壓力變送器；用作溫度測量的溫度變送器。調(diào)節(jié)器是自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的關(guān)鍵儀表，它是根據(jù)變送器輸出的PV值與給定SP值的偏差進(jìn)行比例（P）、積分（I）、微分（D）運算，得出輸出值MV去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使被調(diào)參數(shù)維持在某一設(shè)定值上，執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般是調(diào)節(jié)閥，它接受調(diào)節(jié)器輸出的信號。

石化生產(chǎn)裝置的監(jiān)視、控制和管理將采用分散型控制系統(tǒng)（DistributionControl SysTIm - DCS）及子系統(tǒng)完成，并在化工區(qū)中央控制室（CenTIrControl Room – CCR-1）進(jìn)行集中操作和管理；并采用中央控制室和裝置級現(xiàn)場機(jī)柜間（FRR）（Field Rack Room - FRR）分離設(shè)置方式。在化工區(qū)中央控制室（CCR-1）生產(chǎn)裝置操作區(qū)域分別設(shè)置分散型控制系統(tǒng)（DCS）、安全儀表系統(tǒng)（SIS）、氣體監(jiān)視系統(tǒng)（GDS）、火災(zāi)報警系統(tǒng)（FAS）、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)（CCTV）以及輔助操作臺（配有緊急停車控制按鈕及外報燈），對裝生產(chǎn)置進(jìn)行統(tǒng)一的控制、監(jiān)測、報警及報表輸出等操作。

DCS 系統(tǒng)將完成對裝置的工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視、報警和過程控制。DCS人機(jī)操作界面（操作站）還可同時監(jiān)視其它系統(tǒng)的信息，如安全儀表系統(tǒng)（SIS）、可燃和有毒氣體檢測系統(tǒng)（GDS）、壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)（CCS）、火災(zāi)報警系統(tǒng)（FAS）和閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)（CCTV）等。

安全儀表保護(hù)系統(tǒng)（SaFIty InstrumenTId SysTIm - SIS）獨立于DCS 系統(tǒng)和其它子系統(tǒng)單獨設(shè)置，SIS 系統(tǒng)和輔助操作臺的緊急停車控制按鈕，用于實現(xiàn)生產(chǎn)裝置的安全聯(lián)鎖停車的控制，以確保人員及生產(chǎn)裝置、重要機(jī)組和關(guān)鍵設(shè)備的安全。SIS 系統(tǒng)將獨立完成裝置的安全聯(lián)鎖或緊急停車。SIS系統(tǒng)中關(guān)鍵的聯(lián)鎖控制回路應(yīng)分散在不同的控制器。重要的安全聯(lián)鎖、緊急停車系統(tǒng)及關(guān)鍵設(shè)備聯(lián)鎖保護(hù)設(shè)置獨立SIS 系統(tǒng)。

可燃和有毒氣體檢測系統(tǒng)（Gas DeTIction SysTIm – GDS）、FAS 系統(tǒng)和CCTV 系統(tǒng)將對裝置區(qū)域內(nèi)的可燃?xì)怏w、有毒氣體、火災(zāi)報警、重要的被監(jiān)視區(qū)域及其消防聯(lián)動進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)視和控制。GDS 系統(tǒng)由系統(tǒng)控制站和監(jiān)視站組成，將完全獨立于其它任何控制系統(tǒng)，單獨設(shè)置，并可與DCS 系統(tǒng)進(jìn)行通訊。在化工區(qū)中央控制室集中設(shè)置GDS 系統(tǒng)控制站，在生產(chǎn)裝置的現(xiàn)場機(jī)柜間（FRR）內(nèi)設(shè)置GDS 系統(tǒng)遠(yuǎn)程I/O 機(jī)柜。

生產(chǎn)裝置的各控制系統(tǒng)控制站（或控制器）將設(shè)置在乙烯裝置區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)場機(jī)柜間（FRR）。所有現(xiàn)場儀表信號統(tǒng)一傳送到現(xiàn)場機(jī)柜間（FRR），再從現(xiàn)場機(jī)柜間（FRR）通過“一天一地” （FAS 系統(tǒng)、CCTV 系統(tǒng)的通訊光纜除外）冗余多芯光纜將各種信號傳送到化工區(qū)中央控制室（CCR-1）。FAS 系統(tǒng)的通訊光纜需獨立設(shè)置，并單獨敷設(shè)。CCTV 系統(tǒng)的通訊光纜隨全廠信息管理網(wǎng)絡(luò)單獨敷設(shè)。生產(chǎn)裝置的三機(jī)系統(tǒng)采用專用防喘振控制系統(tǒng)，同時配機(jī)組安全保護(hù)系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、超速保護(hù)系統(tǒng)、振動位移檢測系統(tǒng)（MMS）以及數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)等，以保證機(jī)組的安全、可靠、穩(wěn)定運行。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：趙明麗（1967—），女，吉林梅河口人，本科，副教授，主要從事：測控技術(shù)、儀表自動化研究。