基于石油化工儀表控制系統研究

石龍海 楊克讓

濮陽市雙星防腐安裝有限公司

基于石油化工儀表控制系統研究

石龍海 楊克讓

濮陽市雙星防腐安裝有限公司

在我國工業產業經濟發展的過程中，石油化工產業在其中有著十分重要的意義，它主要是生產石油、天然氣、有機化工材料等石化產品的。然而，隨著時代的不斷進步，傳統的石油化工生產技術也已經無法滿足人們的生活和生產的相關要求，因此就將自動化技術應用到其中，從而對其控制技術和生產工藝進行相應的優化。從而使得石油化工產品生產的質量和效率得到有效的提高。本文主要介紹了我國石油化工儀表的控制系統、新型自動檢測與分析儀的應用及對石油化工企業先進控制方法的探索，僅供參考。

石油化工；儀表控制系統；質量控制

一、石油化工儀表控制系統的應用

1、新型分析儀與自動檢測的應用。為適應現場總線控制系統要求，現場總線型變送器獲得了迅速發展。此變送器是全數字式，結構簡單，分辨力和穩定性都高于一般智能型變送器。由于現場總線數字儀表產品日趨完善，并具有可靠性高、可互操作性（即可將不同品牌產品集成組態）等特點，在石化過程控制領域將會得到更多應用。國內外商業貿易的發展，要求提高商品交割計量精確度，石化出廠計量應用的質量流量計精確度為±0.1%或更高。石化企業為加強產品質量管理，也促進了在線分析儀表的應用。它會直接影響到石化企業產品質量及先進控制應用的水平，因此得到了石化系統的積極推廣，主要包括在線油品質量分析儀，在線氣相或液相色譜儀及其他物理特性分析儀等。由于環境保護要求越來越高，環保儀表應用也增多，如在線煙氣分析、綜合水質分析儀、在線COD分析儀、DO分析儀及PH分析儀等。石化對工廠維護工作越來越重視，特別是對預測維護保養問題更感興趣。有些公司要求提供在線聯機和實時傳感系統，用于監控熱交換器和加熱爐的效率，振動和腐蝕及評估“健康“狀況的指示器。采用具有診斷和預測維護保養能力的儀表與系統，可使現有設備的生產潛力增長1%～3%，同時非計劃的維護保養費用可降低10%～30%。

2、先進控制的應用。選用先進控制作為石化企業生產裝置，不僅可以對裝置運作的穩定性、安全性進行有效提升，還可以起到產品質量及收益提升的作用。同時先進控制的應用可以達到運作成本降低及實現企業經濟效益最大化的目的。現階段石化企業化工儀表控制系統內部分先進控制技術已經日漸完善，如多變量預測控制技術等。其特點主要體現在以下幾點：首先，基于模型的控制策略。如模型預測控制與推斷控制等。現階段智能控制與模糊控制主要為知識控制的范疇，這也是今后先進控制發展的主要趨勢。其次，一般情況下先進控制都是用于復雜多變量過程控制問題處理中。最后，實現先進控制必須具備較為強硬的支持平臺，如計算能力。其主要實現工具為上位機、DCS、FCS。目前我國石化系統和美國Honeywell公司合作，實現了催化裂化裝置先進控制的應用。

3、FCS與DCS共存。FCS是在DCS的基礎上發展起來的，代表潮流與發展方向，國內有的大型項目已采用FCS，今后會有更多的項目采用FCS。在現階段，FCS尚沒有統一的國際標準，而DCS應用很廣，技術成熟，發展很快，因此，DCS仍占有不可替代的地位，預計在今后很長一個時期，DCS與FCS將相互兼容、并存。另外，也有的大型工程項目采取FCS和DCS混用方式，以發揮各自的優勢。國內外大公司的DCS應用領域廣，已具有完備的功能并不斷采用新技術，向開放性、網絡化方向發展。

4、制造執行系統（MES）。近年來，石化企業采用ERP/MES/PCS三層管理與控制系統，這已是自動化技術的發展趨勢。從石化企業推廣應用ERP的經驗可知：只上ERP沒有配套的MES，很難取得預期的效果。因此，現已開發了MES并加大MES應用的力度，采用MES技術使企業信息系統取得了較好的效果。據美國ARC公司調查統計，如果應用MES，產品質量可以提高19.2%，勞動生產率提高13.5%，產量提高11.5%。石化企業生產與經營過程，大致可分為三層：操作控制層是裝置DCS/FCS、實時數據庫；生產管理層是生產調度、油品儲運等；經營管理層是ERP等三個層面。ERP系統需要MES提供的成本、制造周期和預計產出時間等實時生產數據，生產裝置所有投入、產出數據都需在MES系統平衡處理基礎上才能導入到ERP系統中。因此，石化行業ERP是否能取得效果，將取決于制造執行系統（MES）實施的水平和數據源質量以及處理的效率。

二、石油化工儀表控制系統的質量控制

1、安裝就位變送器后，為確保儀表系統導壓管線的質量符合相關規定，應選用2.5到5倍的工作壓力用水對一次閥后的儀表導壓管線進行試壓作業，這樣可以防止使用過程中因焊接不牢及安裝不正確等原因，導致泄漏等問題的出現。

2、檢查儀表接線。在確保端子接線符合相關規定后，必須對線路電阻進行準確測量，并對各線末端標記情況進行詳細檢查。導線屏蔽接地線必須連接到計算機房一側，同時確保中間端子箱的防爆接頭等不存在損壞情況。

3、檢查與確認計算機系統送電前的相關條件。作為整個安裝過程的中心環節，計算機系統送電前檢查結果是否真實將直接影響到未來的使用狀況。基于此，相關部門必須組織設計單位、施工單位等相關工作人員對其實際情況進行檢查。其檢查內容主要含有：檢查中央空調、UPS不間斷電源與計算機接地系統等。

4、計算機硬件的性能測試及軟件組態。遵循相關設計要求，檢查其基本功能測試內容，組態任務主要由設計代表和軟件組態單位一起完成。自控儀表設計交底和圖紙會審由監理組織設計人員與施工技術人員完成。在對設計圖紙與設計文件認真審核的基礎上，進行儀表安裝作業。在安裝前期應進行技術交底工作，要以會議紀要為主要依據。安裝過程中如發現問題，應及時改正，盡可能降低失誤與危害。同時校驗儀表單機，對儀表元件進行測試檢查。

三、結束語

綜上所述，近年來，隨著社會主義市場經濟發展速度的不斷加快及科學技術水平的提高，我國化工儀表自動化設備及控制系統也得到了極大的發展。石油化工儀表越來越趨向于多樣化、精密化及智能化與數字化的方向發展。在工業生產過程中，石油化工儀表是檢測、顯示、記錄及控制工藝參數的基礎。隨著自動化工業發展速度的不斷提升，要求加大儀表控制系統的力度，實現數字化電動儀表的目標。

［1］譚一鳴；孫紅紅；石油化工裝置中自控儀表工程施工流程的質量控制［J］；中國石油和化工標準與質量；2012年05期

［2］于楠；淺析現代控制技術在石油化工儀表中的應用和發展［J］；科技創新與應用；2012年19期