石油化工儀表中自動化控制技術的應用分析

何宇宸

摘 要 自動化控制技術的融合使用，證明了此項技術具有普遍性的技術特征，在石油化工儀表的控制應用中，得益于芯片體積的縮小，以及對參數控制方向的細分，使得化工儀表與自動化控制技術的融合應用現已成為生產常態。與之相對，此項技術的效率提升以及成本投入的約束，也成為了技術分析上的高頻詞匯。自動化技術與化工儀表的結合，引起了化工生產結構的改變，需要在PID技術、DCS系統的分類研究中，提出更高的使用需求。

關鍵詞 石油化工 化工儀表 自動化控制 PID技術 人機交互

中圖分類號：TP2;F42 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）05-0020-02

眼下的化工生產模式，主要源于早期技術的加持，而化工儀表與自動化控制技術的結合，使得化工生產領域正在經歷技術及產業結構上的變遷，使整個程序控制流程朝向更加智能化的方向發展，這使得化工儀表在生產中的應用規模更大，其所涉及的控制領域也更廣，對化工生產及控制的持續時間更長。可見，自動化技術與化工儀表的結合，引起了化工生產結構的改變，需要在PID技術、DCS系統的分類研究中，滿足更高的使用需求。

1 化工儀表自動化控制技術的組成

得益于半導體領域的技術發展，使得自動化控制技術能夠滿足更多的控制要求，這對化工生產的行業拓展，以及化工儀表的控制應用，產生了重要影響。化工儀表的控制精度提升，往往需要在實際生產流程中，投入更多的資源進行質量相關的把控，但在一些重要項目的生產中，對質量及精度通常提出了更高的標準要求，而自動化控制技術與化工儀表的結合應用是數字領域完成拓展的必然，具體來看，自動化控制技術解決了化工生產的精度問題，在控制程序的執行中，完成了產品測量、問題存儲、參數調整以及產線控制的目標。也因此，自動化控制技術對化工儀表當下的控制范圍，進行了擴展，傳統的儀器控制方法，其對產品生產的控制周期相對較長，此項工作的資源投入相對較大，不僅難于帶動生產水平的增長，更無法在精讀條件下，保障化工生產的質量。可見，自動化控制技術取代傳統控制方法，現已成為化工儀表的生產應用常態，以控制過程、網絡技術以及自動化元件等內容為技術分析角度，易于在常規的生產條件下，根據自動化控制的預警及數據處理機制的差異，拓寬此項技術的影響效果。

2 石油化工儀表中自動化控制技術的應用特點

2.1 生產安全度的提升

自動化控制技術與儀表的結合應用，究其原因，在于其能夠對化工生產數據以及產線的完整度加以檢測，根據短期的數據參數變化，決定是否暫停化工生產過程，是自動化控制技術得以細分的一項組成部分，也是提升化工生產安全度的頭部影響因素。比如，在化工生產的流程檢測方面，單靠儀表進行生產條件的組織通常表現不佳，而將自動化控制技術融入產品生產的流程之中，有利于生產設備帶來更多的改變，長期來看，自動化控制技術的融入，可減少實際生產中的壓力，這對石油化工企業的行業發展有著極大的利好。也因此，自動化控制技術會根據每個生產環節的流程不同，按照自動監測程序，對波動的生產參數進行重新組織，繼而按照數據庫的參數組成，對當前的生產條件以及生產安全度加以初期判斷。

2.2 生產控制水平的加強

自動化控制技術的主流應用方法是，利用其與化工儀表的結合，適度提升對化工產品生產的控制水平，以便更好地促進整個行業的發展。在其中需要明確自動化控制技術的系統支持，以便按照產品生產的批量，以及產品生產的質量，對生產條件以及生產流程加以串級控制，以此獲得更高的收益。其次，化工生產過程具有高風險的特征，而在自動化控制技術的加持下，對于大多數化工產品的生產而言，產線質量問題的發生只是小概率事件，這主要得益于DCS系統平臺能夠與儀表控制實現有效的結合。利用DCS系統平臺的簡單交互邏輯，支撐化工生產的控制流程，并按照操作平臺的參數輸入流程，對控制系統輸出的質量加以細分，可完成生產條件的重新組織。隨之，PID技術對控制技術的優化，也擴大了控制編程的影響范圍，逐級完成生產環節的控制外，增加了控制參數的密集程度。

2.3 控制交互頁面的應用

自動化控制技術應用效果的提升，主要由于相關人員對人機交互界面進行了一定的簡化，按照人機交互邏輯，增加化工儀表對產線控制的可選條件，有利于保持產品生產的節奏外，維持化工儀表的控制效果。同時，交互頁面的應用，同樣保持了較高的參數控制水平，以此提升自動化控制技術在化工生產過程中的使用頻次，易于使化工儀器對產線控制的時間拉長。同時，圍繞當前化工生產控制的參數調整問題，解決進行化工儀表操控需要數據實時把控的弊端情況，并在生產設備的參數調整環節，使用GPU、PID軟件等控制工具，調整交互頁面的參數配置，有利于簡化相關人員對化工儀表進行生產把控的難度，利用實時交互的頁面，融入數字技術的多終端平臺，進行化工生產控制的優化。

2.4 技術類型的多元化提供

利用化工儀表與自動化控制技術的結合，介入產線流程之中，除了能夠增加產線控制效果外，還能完成安全生產的階段性目標。當前時代，化工儀表的控制階段正在不斷變化，所以一方面為了避免出現控制成效不足的情況發生，使得人機交互頁面的組織流程，會對技術類型的提供進行一定的考量;另一方面為了增加對不同技術類型應用層級的可控性，還會在人機交互頁面的功能選擇上加以整體布局。這樣的發展方向，加快了化工儀表的迭代與升級，但究其根源，其控制系統通常基于DCS系統所構建。這是在化工儀表中應用自動化控制技術帶來的系統性紅利，在此過程中，按照化工生產的實際需求，改變人機交互頁面，整合DCS系統的深層控制邏輯，提供比之前更多的技術類型，可使化工生產的流程越來越順暢。

3 石油化工儀表中自動化控制技術的應用

3.1 自動化檢測與修復技術的應用

當下，化工儀表與自動化控制技術的結合，能夠對生產設備進行定向的檢測，這是支持化工生產企業解決不同生產環節安全問題、設備故障問題的有效工具。自動化檢測技術能夠圍繞設備產生所需的正常參數條件，進行故障檢測與故障定位，這是應用此項技術的重點所在。同時，此項技術能夠按照當前的生產條件，對生產設備的數據波動加以篩選，在生產設備層面把好質量關，做好數據檢測與設備修復工作，可支持化工生產企業進行生產條件的核查，為化工產品的質量提升提供一定的技術保障[1]。更重的是，在數字化的浪潮推動下，自動化檢測與修復技術能夠為化工生產企業提供新的契機，在產品生產端解決營收下降的問題，并在生產設備的現實應用端，對設備參數的變化以及設備的故障進行修復與調整。

3.2 PID控制技術的應用

以智能芯片為代表的自動化控制技術在化工儀表的結合應用中，能夠得到長效的發展，主要是由于此項技術能夠跨越生產周期的影響，并利用PID控制系統完成技術上的突破，實現多項生產數據獨立管理的目標。其次，PID控制技術能夠利用動態監測的優勢，處理化工生產流程中龐大的數據構成，繼而對化工生產產出的數據加以實時的監控。上文提及，PID控制系統的交互界面調整，通常需要基于DIS系統為主要架構，進行一定的技術調整，這就使得PID控制技術，能夠通過軟件包的形式，對DIS控制架構的基礎功能加以改良，繼而增加對化工儀器的關聯性識別效果[2]。除此之外，PID控制技術能夠按照化工生產設備的差異進行控制功能的戲份，比如對生產變量進行動態調整、增加化工生產設備的協同屬性。

3.3 人機交互界面的控制應用

對人機交互界面進行布局，將分系統的控制信息，集成在一個界面的多項控制分支之中，可以簡化化工儀表在化工生產過程中的控制周期。可見，自動化控制系統的兩大分支有對生產數據的采集，為相關人員提供一定的數據支撐。還有對各種信號的集成與處理功能，利用總系統對控制功能的整合，不斷地進行生產方向的調整，包括生產設備的早期應用、編程系統多元化的技術類型支撐。在其中，將數字信號作為實現生產環節調整的條件，將人機交互頁面作為傳輸數字信息指令的平臺，可以在大規模的生產流程之中，簡化人員控制條件，完成生產設備的溫度控制。可以見得，交互頁面的設計初中，在于對相關設備生產參數的實時調取，不斷對自動化生產流程的參數進行調整外，保持較高的控制頻次，繼而降低化工生產隱患的發生頻率。

3.4 實時儀表監控技術的應用

當下，化工生產數字化、自動化控制發展方向的整體討論熱度較高，這主要得益于儀表自動化控制，對生產環境以及產品質量的調整所致，按照化工生產的層級，記錄化工生產流程中的數據組成，是未來化工生產結構重組的趨向。同時，實時儀表監控技術的應用，可提升對生產數據的處理速度，對不同生產環境下的生產效率加以記錄外，根據生產條件的變化，調整自身的控制節奏，并在數據報告的生成以及相關人員對監控范圍加以調整后，提升自身的監控覆蓋度。近年來，相關企業逐步對自動化控制技術進行了優化，在其中化工儀表的可控制屬性強，對化工生產有著較高的控制效果，是帶動產業升級的核心。

4 結語

站在控制過程、網絡技術以及自動化元件等角度，展開化工儀表與自動化控制技術的結合分析，能夠在常規的生產條件下，根據自動化預警機制以及數據處理機制的差異，拓寬此項技術的影響效果。這使得化工儀表在生產中的應用規模更大，其所涉及的控制領域也更廣，對化工生產及控制的持續時間更長。可見，自動化技術與化工儀表的結合，易帶動化工生產質量和效率的雙提高。

參考文獻：

[1] 顧文海.自動化控制在石油化工企業中的應用及發展闡述[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2021（05）：140-141.

[2] 張澤.石油化工生產裝置中儀表維護的常見問題及應對措施[J].中國設備工程，2021（06）：59-60.