基于石油化工儀表控制系統(tǒng)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(tǒng)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(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的過程中，石油化工產(chǎn)業(yè)在其中有著十分重要的意義，它主要是生產(chǎn)石油、天然氣、有機化工材料等石化產(chǎn)品的。然而，隨著時代的不斷進步，傳統(tǒng)的石油化工生產(chǎn)技術(shù)也已經(jīng)無法滿足人們的生活和生產(chǎn)的相關(guān)要求，因此就將自動化技術(shù)應(yīng)用到其中，從而對其控制技術(shù)和生產(chǎn)工藝進行相應(yīng)的優(yōu)化。從而使得石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)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(tǒng)、新型自動檢測與分析儀的應(yīng)用及對石油化工企業(yè)先進控制方法的探索，僅供參考。

石油化工；儀表控制系統(tǒng)；質(zhì)量控制

一、石油化工儀表控制系統(tǒng)的應(yīng)用

1、新型分析儀與自動檢測的應(yīng)用。為適應(yīng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)要求，現(xiàn)場總線型變送器獲得了迅速發(fā)展。此變送器是全數(shù)字式，結(jié)構(gòu)簡單，分辨力和穩(wěn)定性都高于一般智能型變送器。由于現(xiàn)場總線數(shù)字儀表產(chǎn)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(chǎn)品集成組態(tài)）等特點，在石化過程控制領(lǐng)域?qū)玫礁鄳?yīng)用。國內(nèi)外商業(yè)貿(mào)易的發(fā)展，要求提高商品交割計量精確度，石化出廠計量應(yīng)用的質(zhì)量流量計精確度為±0.1%或更高。石化企業(yè)為加強產(chǎn)品質(zhì)量管理，也促進了在線分析儀表的應(yīng)用。它會直接影響到石化企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量及先進控制應(yīng)用的水平，因此得到了石化系統(tǒng)的積極推廣，主要包括在線油品質(zhì)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(huán)境保護要求越來越高，環(huán)保儀表應(yīng)用也增多，如在線煙氣分析、綜合水質(zhì)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(yǎng)問題更感興趣。有些公司要求提供在線聯(lián)機和實時傳感系統(tǒng)，用于監(jiān)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(yǎng)能力的儀表與系統(tǒng)，可使現(xiàn)有設(shè)備的生產(chǎn)潛力增長1%～3%，同時非計劃的維護保養(yǎng)費用可降低10%～30%。

2、先進控制的應(yīng)用。選用先進控制作為石化企業(yè)生產(chǎn)裝置，不僅可以對裝置運作的穩(wěn)定性、安全性進行有效提升，還可以起到產(chǎn)品質(zhì)量及收益提升的作用。同時先進控制的應(yīng)用可以達到運作成本降低及實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益最大化的目的。現(xiàn)階段石化企業(yè)化工儀表控制系統(tǒng)內(nèi)部分先進控制技術(shù)已經(jīng)日漸完善，如多變量預測控制技術(shù)等。其特點主要體現(xiàn)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(xiàn)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(fā)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(xiàn)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(xiàn)工具為上位機、DCS、FCS。目前我國石化系統(tǒng)和美國Honeywell公司合作，實現(xiàn)了催化裂化裝置先進控制的應(yīng)用。

3、FCS與DCS共存。FCS是在DCS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，代表潮流與發(fā)展方向，國內(nèi)有的大型項目已采用FCS，今后會有更多的項目采用FCS。在現(xiàn)階段，F(xiàn)CS尚沒有統(tǒng)一的國際標準，而DCS應(yīng)用很廣，技術(shù)成熟，發(fā)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(fā)揮各自的優(yōu)勢。國內(nèi)外大公司的DCS應(yīng)用領(lǐng)域廣，已具有完備的功能并不斷采用新技術(shù)，向開放性、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

4、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）。近年來，石化企業(yè)采用ERP/MES/PCS三層管理與控制系統(tǒng)，這已是自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢。從石化企業(yè)推廣應(yīng)用ERP的經(jīng)驗可知：只上ERP沒有配套的MES，很難取得預期的效果。因此，現(xiàn)已開發(fā)了MES并加大MES應(yīng)用的力度，采用MES技術(shù)使企業(yè)信息系統(tǒng)取得了較好的效果。據(jù)美國ARC公司調(diào)查統(tǒng)計，如果應(yīng)用MES，產(chǎn)品質(zhì)量可以提高19.2%，勞動生產(chǎn)率提高13.5%，產(chǎn)量提高11.5%。石化企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營過程，大致可分為三層：操作控制層是裝置DCS/FCS、實時數(shù)據(jù)庫；生產(chǎn)管理層是生產(chǎn)調(diào)度、油品儲運等；經(jīng)營管理層是ERP等三個層面。ERP系統(tǒng)需要MES提供的成本、制造周期和預計產(chǎn)出時間等實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)，生產(chǎn)裝置所有投入、產(chǎn)出數(shù)據(jù)都需在MES系統(tǒng)平衡處理基礎(chǔ)上才能導入到ERP系統(tǒng)中。因此，石化行業(yè)ERP是否能取得效果，將取決于制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）實施的水平和數(shù)據(jù)源質(zhì)量以及處理的效率。

二、石油化工儀表控制系統(tǒng)的質(zhì)量控制

1、安裝就位變送器后，為確保儀表系統(tǒng)導壓管線的質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定，應(yīng)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(yè)，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(xiàn)。

2、檢查儀表接線。在確保端子接線符合相關(guān)規(guī)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(cè)，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(tǒng)送電前的相關(guān)條件。作為整個安裝過程的中心環(huán)節(jié)，計算機系統(tǒng)送電前檢查結(jié)果是否真實將直接影響到未來的使用狀況。基于此，相關(guān)部門必須組織設(shè)計單位、施工單位等相關(guān)工作人員對其實際情況進行檢查。其檢查內(nèi)容主要含有：檢查中央空調(diào)、UPS不間斷電源與計算機接地系統(tǒng)等。

4、計算機硬件的性能測試及軟件組態(tài)。遵循相關(guān)設(shè)計要求，檢查其基本功能測試內(nèi)容，組態(tài)任務(wù)主要由設(shè)計代表和軟件組態(tài)單位一起完成。自控儀表設(shè)計交底和圖紙會審由監(jiān)理組織設(shè)計人員與施工技術(shù)人員完成。在對設(shè)計圖紙與設(shè)計文件認真審核的基礎(chǔ)上，進行儀表安裝作業(yè)。在安裝前期應(yīng)進行技術(shù)交底工作，要以會議紀要為主要依據(jù)。安裝過程中如發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)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(jié)束語

綜上所述，近年來，隨著社會主義市場經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷加快及科學技術(shù)水平的提高，我國化工儀表自動化設(shè)備及控制系統(tǒng)也得到了極大的發(fā)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(shù)字化的方向發(fā)展。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，石油化工儀表是檢測、顯示、記錄及控制工藝參數(shù)的基礎(chǔ)。隨著自動化工業(yè)發(fā)展速度的不斷提升，要求加大儀表控制系統(tǒng)的力度，實現(xiàn)數(shù)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(zhì)量控制［J］；中國石油和化工標準與質(zhì)量；2012年05期

［2］于楠；淺析現(xiàn)代控制技術(shù)在石油化工儀表中的應(yīng)用和發(fā)展［J］；科技創(chuàng)新與應(yīng)用；2012年19期