石油化工自動化檢測儀表的控制策略

孫隆宇(大慶油田有限責任公司天然氣分公司油氣加工十大隊)

隨著社會經濟的不斷向前發展，我國對工業生產提出了更高的要求，尤其是在石油化工工業，如何有效的提高石油化工工業的工作水平和工作質量是新時期賦予石油化工工業的新課題和新使命。為了保證石油化工工業在生產過程中能夠更加方便、快捷、準確，近年來，自動化檢測儀表逐漸引起了石油化工工業的關注，并得到了廣泛的運用。通過使用自動化檢測儀表能夠保證生產的精確度，從而保證產品質量，同時還可以減少傳統人工操作的誤差，降低生產過程中的難度。筆者根據多年的實踐工作經驗，下面將對自動化檢測儀表以及控制策略進行淺析，以能夠為讀者提供些許幫助。

一、石油化工中常用的自動化檢測儀表

1.溫度顯示控制儀表

石油化工現場設備以及管道一般都需要對其溫度進行檢測與控制，因此，溫度顯示控制儀表是一種必不可少的自動化控制儀表。溫度范圍在-200℃-1800℃之間，一般情況下采用接觸式測量，最常見也是使用最普遍的現場測溫儀表是熱電偶和熱電阻。熱電偶根據自身性質的不同又可以分為帶有油罐平均溫度計的特殊熱電偶和具有很好耐磨性能的熱電偶；表面熱電偶；多點式熱電偶和防爆熱電偶，這些熱電偶根據自身的功能分別被用在不同溫度測量上。此外，熱電阻與熱電偶的信號一般都是直接進入DCS或者是其他溫度采集儀表，現場總線技術的快速發展也使一體化溫度變送器得到了廣泛運用。

2.壓力檢測儀表

對現場設備以及管道內的壓力進行測試也是石油化工整個過程中重要一環。因為設備或者管道內壓力的大小將會直接關系到石油化工工業的安全問題，只有合適的壓力才能夠保證整個工業的安全性，因此對其壓力進行測試也是十分有必要的。高壓為33MPa左右，那么對于壓力測試儀表的要求就很高，要求其傳感器、傳輸材料以及顯示表盤都是特質材料制成的。在壓力測試方面比較常見的壓力檢測儀表有液柱式和彈簧式兩種。

3.流量檢測儀表

檢測與控制現場設備與管道內液體流量情況也是石油化工工業的重要工作環節，因此流量檢測儀表在石油化工工業中使用也比較頻繁。流量檢測儀表種類多種多樣，可以滿足不同需求的流量檢測。控制系統是否穩定、運行是否正常都是通過流量參數來確定的，流量參數在測試過程中與液體的類別以及管道的性能有著密切聯系，因此要選擇符合要求的流量檢測儀表，這樣才能夠保證檢測數據的準確度。

4.執行器

執行器主要由執行與調節兩個部分構成。在石油化工工業比較常用的是氣動式執行器，有時候也會使用液動執行器，但是使用頻率一般都比較小。普遍使用的調節閥是薄膜式氣動調節閥，少數情況下使用啟動活塞式調節閥。

二、石油化工自動化檢測儀表控制策略分析

1.常規控制

根據氣動單元組合儀表、電動單元組合儀表、常規dcs以及新型dcs的發展情況來看，石油化工的基本控制策略沒有發生改變，主要包括：連續控制、批量控制和順序控制，其中起主要作用的是連續控制和回路控制，其控制內容主要包括單回路調節、串級調節、比率調節、均勻調節、前饋調節、自動選擇調節、分程調節和非線性調節等。這些調節都是以pid調節為基礎，具體而言，功能塊和控制算法沒有發生明顯變化，而變化比較顯著的是組態能力與控制方案。功能塊與功能塊之間的連接方式主要有多重串接、并聯、選擇性連接、自動補償跟蹤等，也可以使用無擾切換，同時還可以多配方自動改變參數與功能塊的連接方式。采用Knao How應用模板，這種模板具有透明和使用方面的特點，它既能夠保證系統的穩定性能不變，還能夠達到復雜參數計算、綜合指標的顯示與控制等，從而幫助操作人員實現單元、回路操作。此外，面對不同類型的燃料、原料的變化，達到石油化工的生產目標和節能指標，既能夠做到環保又能夠創造較大的經濟效益。

2.具有先進性控制與優化

隨著現代控制理論的不斷運用與推廣，產生了多種具有智能化特點的算法，除智能pid控制器外，多變量控制在石油化工的生產實踐環節得到了大量的使用，它是在dcs的基礎上發展而來的，可以是一個獨立個體也可以是一個軟件包，與多變量動態過程識別技術、軟測量技術有著很大的關聯，一般普遍使用的是測控與pid串級控制相結合方式，這種方式在煉油廠中應用較多，特別是在單一油源上更易成功。

3.人機界面

傳統的石油化工企業采用的是一個裝置一個控制室的方式，而在當前已經發展成為多個裝置一個控制室的形式，還有企業在全廠建立一個中央控制室。其顯示屏主要運用的是crt或lcd，也適用顯示儀表和指示燈作為輔助，其主要的操作工具是鼠標和鍵盤，也有觸摸屏和按鈕來幫助操作。工業電視的攝像畫面從屏幕逐漸納入到dcs操作系統，dcs在組態時，與控制策略有著密切聯系的是人機界面。在對工位號進行操作時，可以有細目畫面、分組畫面和趨勢畫面等，而在對模擬圖進行制作時一定要按照相關工藝規范完成，模擬圖制作是否標準，關系到人機界面的信息處理能力，操作能力以及報警和事故判斷能力。因此，這就要求采用性價比比較高的dcs軟件產品，同時除了要有合理、科學、可行的控制方案之外，還要要求自控人員具有專業的操作業務水平，從而提高工作效率。

4.安全儀表系統控制

由于石油裝置一般都比較龐大且裝置具有連續性，工藝過程也比較復雜，具有易燃、易爆特點，隨時會對環境產生危害，因此安全性問題也是石油化工中需要考慮的一個重要問題，一般采用的dcs設備來保證石油化工過程的安全性。當前，安全已經成為石油化工工業發展的首要問題，出了有dcs系統，還要對緊急停車系統進行進行單獨設置，此外還要有火災和可燃氣體監測系統、轉動設備管理系統、壓縮機組綜合控制系統等，要保證有可能會對安全造成威脅的各個細節都要做好控制，這樣才能夠保證石油化工的安全性。

結語：

近年來，自動化檢測儀表在石油化工領域得到了廣泛應用，在提高石油化工質量和水平方面有著不可替代的作用。但是我國對于自動化檢測儀表的使用還處于初級階段，在發展過程中，必須要不斷的對其進行探索研究，使之功能發揮到最大，以便更好的為石油化工服務。

[1]賈振華.淺析化工裝置建設中的儀表自動化工程[J],中國化工貿易,2012,4(9):45.

[2]呂永峰.淺析石油化工自動化儀表[J],大陸橋視野,2012,(4):89.

[3]李文振,趙興娜.淺議化工自動化儀表的應用[J],科技致富向導,2011,(12)：101.