煤化工企業(yè)儀表自動化系統(tǒng)工程設(shè)計研究

趙東凱

摘 要：知識經(jīng)濟時代的到來，科學(xué)技術(shù)信息化水平不斷提高，光電技術(shù)、計算機技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)已經(jīng)被廣泛普及到各個行業(yè)。在化工行業(yè)中自動化控制技術(shù)也已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在煤化工行業(yè)自動化控制技術(shù)的實際意義更加明顯。自動化控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)煤化工行業(yè)生產(chǎn)效率的提高，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的理念，緩解人與自然的矛盾，為煤化工行業(yè)順利健康發(fā)展起到了積極作用。文章主要闡述煤化工企業(yè)儀表自動化工程設(shè)計以及其應(yīng)用，以期為煤化工行業(yè)的自動化控制技術(shù)應(yīng)用起到一定的輔助作用。

關(guān)鍵詞：煤化工行業(yè) 自動化控制 儀表自動化

中圖分類號：TQ050 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0047-01

我國是一個煤炭資源極其豐富的國家，而煤炭作為國民經(jīng)濟發(fā)展基礎(chǔ)其安全生產(chǎn)和順利進(jìn)行也是保證經(jīng)濟持續(xù)快速增長的重要前提。醫(yī)藥行業(yè)、軍事行業(yè)、化工行業(yè)等眾多行業(yè)的發(fā)展都不能缺少煤炭資源。知識經(jīng)濟時代企業(yè)要穩(wěn)定健康的在激烈的市場競爭中發(fā)展就應(yīng)該使用科學(xué)合理的管理模式和設(shè)備，使得企業(yè)實現(xiàn)管理和控制一體化，從而保證企業(yè)生產(chǎn)安全順利實現(xiàn)。在煤炭化工行業(yè)應(yīng)用先進(jìn)科學(xué)的管理模式與設(shè)備能夠提高煤炭企業(yè)的工作效率，增強其核心競爭力，并且有效改善了煤化工企業(yè)環(huán)境污染嚴(yán)重、資源浪費嚴(yán)重的現(xiàn)象，對煤化工企業(yè)的健康發(fā)展有著重大的積極作用和現(xiàn)實意義。

1 煤化工行業(yè)自動化儀表與系統(tǒng)

1.1 煤化工行業(yè)自動化儀表

自動化儀表是由多種自動化元件構(gòu)成的自動化技術(shù)設(shè)備，其一般都具有測量、顯示、報警等多項綜合功能。自動化控制系統(tǒng)中自動化儀表是將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換展現(xiàn)的平臺，將信號或數(shù)據(jù)實現(xiàn)輸入或轉(zhuǎn)出。當(dāng)前自動化儀表的主要發(fā)展目標(biāo)就是實現(xiàn)最優(yōu)化控制，通過數(shù)字開環(huán)預(yù)測式控制、PID調(diào)節(jié)器發(fā)展為數(shù)字調(diào)節(jié)器。在煤化工行業(yè)中自動化儀表得到了普及應(yīng)用，其給煤化工行業(yè)帶來的巨變，也為煤化工行業(yè)提高經(jīng)濟效益與核心競爭力奠定了基礎(chǔ)[1]。

1.2 煤化工行業(yè)儀表自動化系統(tǒng)

自動化控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各個行業(yè)中，為行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步帶來的了明顯的積極作用，已經(jīng)成為了行業(yè)發(fā)展不可或缺的重要部分。煤化工是社會經(jīng)濟發(fā)展的重要的基礎(chǔ)和前提條件，自動化儀表能夠顯著提升煤化工行業(yè)的工作效率，其中包括自動化儀表設(shè)計、施工以及相關(guān)調(diào)試。煤化工企業(yè)對自動化儀表的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)較為嚴(yán)格，不單單要求儀表具有專業(yè)的實用性還要求其要有副屬性[2]。而煤化工行業(yè)儀表設(shè)計人員也要有高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新意識，可以對當(dāng)前自動化技術(shù)進(jìn)行透徹的分析，并且與其他學(xué)科知識緊密聯(lián)合，形成系統(tǒng)化專業(yè)化實用化的設(shè)計方案。由此可見，儀表自動化系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用是一項內(nèi)容豐富、復(fù)雜的工程項目。

2 煤化工企業(yè)儀表自動化系統(tǒng)設(shè)計

2.1 煤化工企業(yè)儀表自動化系統(tǒng)設(shè)計的原則

要進(jìn)一步實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)效率的提高就應(yīng)該最大程度的簡化企業(yè)生產(chǎn)過程，降低人工操作的比例。首先，煤化工企業(yè)在生產(chǎn)運營過程中具有多樣性與繁雜性等特點，這就要求儀表自動化系統(tǒng)應(yīng)該操作簡便、直觀簡單，進(jìn)而增強儀表自動化的操作效率與實際作用；再次，煤化工企業(yè)儀表自動化系統(tǒng)還應(yīng)該滿足智能自動化需求，在煤化工的生產(chǎn)中會涉及煤氣、化學(xué)品回收等信息和數(shù)據(jù)，智能自動化儀表就會主動對其進(jìn)行識別、追蹤、分析與管理。用戶要利用自動化儀表實現(xiàn)各項功能僅僅只需要進(jìn)行最為基本的操作，就可以運用多線程的測試、監(jiān)督、控制，并且在系統(tǒng)內(nèi)與其他儀表工作相互協(xié)調(diào)。

2.2 煤化工企業(yè)儀表自動化系統(tǒng)設(shè)計

煤化工企業(yè)儀表自動化系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)該實現(xiàn)分層次、結(jié)構(gòu)化。全部的數(shù)據(jù)和信息都要進(jìn)行加工處理，并且將其分類，給煤化工企業(yè)各個部門提供相關(guān)信息資源與數(shù)據(jù)。煤化工企業(yè)儀表自動化系統(tǒng)主要以DSC為主網(wǎng)，其他系統(tǒng)為子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)機構(gòu)。將數(shù)據(jù)和信息整合為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息平臺用來滿足日常生產(chǎn)需求，還能夠給企業(yè)的信息管理與決策提供數(shù)據(jù)支持[3]。在編制控制系統(tǒng)規(guī)格書時應(yīng)該盡量保證使用同一廠商的同一型號產(chǎn)品。煤化工企業(yè)儀表自動化系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：（1）中央控制室，中央控制室應(yīng)該摒棄以往單一的功能，規(guī)劃建成企業(yè)控制、調(diào)度、化驗等具有綜合功能的控制室。（2）機柜室，是否設(shè)置機柜室要考慮到裝置單元與控制室之間的距離以及現(xiàn)場的實際情況。在設(shè)計機柜室時應(yīng)該考慮到布置空間、防火間距等問題，應(yīng)當(dāng)采取隔爆、正壓通風(fēng)等措施來保證期安全。（3）控制系統(tǒng)信號制方案。當(dāng)前煤化工企業(yè)一般都是采用4-20 mA配合HART通訊來作為系統(tǒng)儀表信號模式。HART通訊的主要功能就是收集儀表設(shè)備的信息數(shù)據(jù)，在AMS系統(tǒng)上對儀表進(jìn)行日常運營的維護(hù)、診斷與監(jiān)管，實現(xiàn)了設(shè)備儀表故障的遠(yuǎn)程診斷[4]。（4）生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，一般生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)可設(shè)立在中央控制室，系統(tǒng)主要包括攝像監(jiān)控顯示與數(shù)據(jù)采集矩陣，給中央控制室進(jìn)行生產(chǎn)運行實時監(jiān)測、管理控制提供了條件。（5）安全儀表系統(tǒng)，首先需要對一切可能發(fā)生的安全事故以及導(dǎo)致的損失和相應(yīng)的處理措施進(jìn)行安全性能與處理方式評估，保證企業(yè)運營的安全性能。系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)采用單項通訊模式，SIS數(shù)據(jù)可上傳系統(tǒng)進(jìn)行報警、顯示等。（6）中央控制室布置，該控制室為企業(yè)生產(chǎn)運行的總指揮部，控制內(nèi)內(nèi)部存在多種類型的系統(tǒng)，因此，在布置中央控制室時應(yīng)該考慮到各個系統(tǒng)的操作臺、機柜等設(shè)備在顏色、外形、尺寸上要盡快量配套。中央控制室內(nèi)部可以采用弧形布置來提高空間利用率，使其整潔美觀。（圖1為DSC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖）。

3 結(jié)語

儀表自動化系統(tǒng)在煤化工企業(yè)日常生產(chǎn)過程中的地位十分重要，其優(yōu)越的整體性和先進(jìn)性能夠推動煤化工企業(yè)創(chuàng)新穩(wěn)定發(fā)展的進(jìn)程。在儀表自動化的設(shè)計過程中應(yīng)該充分考慮到企業(yè)的實際需求，兼顧系統(tǒng)設(shè)計的適用性，設(shè)計出符合煤化工企業(yè)生產(chǎn)管理與能夠滿足后期發(fā)展需求的自動化控制系統(tǒng)，為煤化工企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展提供有利條件。

參考文獻(xiàn)

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[4] 智軍，石景彪，吳治平.試論石油化工企業(yè)儀表自動化設(shè)備的故障預(yù)防與維護(hù)措施[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量， 2011（10）：48，151.