當代石油化工自動化儀表的性能評價和發展趨勢

王洋

摘 要 文章介紹了自動化儀表控制系統的發展方向，并就自動化儀表性能評價和發展方向進行論述。

關鍵詞 石油化工；自動化儀表；性能；發展

中圖分類號：TP29 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）08-0012-01

改革開放以來，我國的石油化工業快速發展，從簡單的無機化工產業逐漸向石油化工產業過渡，石油化工產業成為發展最快、效果最顯著、影響力最大的基礎性產業，取得了令人驚喜的成效。石油化工的生產環境一般都是深冷、高溫、真空和高壓等，其生產工藝普遍都具有毒有害、易燃易爆等特點，因此需要嚴格控制各項技術參數，并將其設置在最佳運行狀態，以保證生產的效率和安全。隨著現代信息技術的進步，自動化儀表被廣泛運用于石油化工產業中，因其計算存儲能力強大、數據控制處理精確、適應性越來越強、功能越來越豐富，與傳統的儀表相比更具有廣闊的發展前景。但是目前我國的自動化儀表與世界先進水平相比，還存在一定的差距，我們只有不斷創新新技術，才能使我國的自動化儀表發展更好更快。

1 自動化儀表控制系統的發展方向

伴隨石油化工產業的快速發展，監控其生產的系統和儀器儀表也隨之取得了十分驚人的成就。為了充分的提高生產效率、減輕人工勞動強度、全面實現石化工廠的信息化管理，引入自動化儀表是必然的選擇。從目前我國自動化技術的認可度和技術成熟度來講，傳統的自動化控制系統在實際應用中具有穩定可靠、價格適中的特點。為了推動技術的步伐和商業利益的驅使，新型自動化控制技術將不斷的應用到新一代控制系統，使其得到較大的發展。

1）發展中小型DCS。分散控制系統（DCS）因具有體積小、價格低、功能強等優點備受用戶的青睞。隨著科學技術的進步，DCS采用了性能更強大的微處理器，大大增強了CPU的控制處理能力。中小型DCS獨立性比較強，布置方法靈活，使用范圍十分廣。隨著化工生產運行時間延長，DCS不僅可以滿足生產控制的需求，還可以使每個小系統分別控制各個生產環節，切出檢修也比較方便快捷。近年來，隨著DCS聯網技術的發展，多套中小型的DCS通過網絡構成了較大規模的DCS，滿足整個工藝裝置的控制要求，使工廠投資周期短，收益速度更快。

2）發展先進高效安全的通信技術。通信網絡技術的DCS十分重要的組成部分，若要保證DCS系統的先進性，就必須研究開發先進、高效安全的通信網絡技術。我國DCS通常由大規模集成電路構成，受靜電、雜波的影響比較敏感，導致故障發生頻率較高，嚴重影響著生產過程的控制。為了確保DCS的安全，必須不斷開發新一代通信網絡技術，提高DCS的整體質量和

性能。

3）發展嵌入式人工智能技術。在自動化控制系統中采用智能控制算法和軟儀表技術，形成具有人工智能的控制模塊及網絡系統，使得系統全面提高了控制水平。但是由于人工神經網絡自學習、組織和處理能力并不是特別強，需要經過訓練對DCS全面的監控和檢測，提高系統工作的可靠和安全性。

2 自動化儀表性能評價和發展方向

近年來，我國自動化儀表在石油化工產業取得了十分驚人的成就，但是與發達國家相比，仍然存在很大的差距。因此我們必須不斷的研究和改進儀表的信息化、智能化性能，提高自動化儀表控制處理能力，促進我國石油化工產業的快速發展。

2.1 電磁閥和氣動元件的性能和發展方向

1）電磁閥和氣動元件是自動化儀表安全控制系統最重要的部分，是用來控制流體的自動化基礎元件，電磁閥可以配合不同的電路來實現預期的控制，并具有一定的靈活性和精確性。在石油化工自動化控制系統中，利用電磁閥控制系統中調整介質的方向、流量和速度。由于石油化工生產環境比較惡劣，需要對電磁閥進行日常的維護和保養，在安裝前，需要注意氣體流動的方向和接管是否正確、氣壓是否符合要求等，同時要注意電磁閥的防塵工作，提高其工作性能。

2）在電磁閥發展過程中，應該盡量簡化控制回路以往的執行器，在電磁閥內利用工作介質形成自身的控制回路。目前我國電磁閥通徑已擴展到300 mm，介質溫度范圍在-200℃-450℃，時間從幾十秒到幾毫秒，減少了生產成本，大大的增加了電磁閥和氣動元件的工作性能。

2.2 溫度變送器的性能與發展方向

溫度變送器是自動化儀表控制系統中重要的部分之一，廣泛的運用于各個領域中，它能將物理測量信號或者普通電信號轉化為標準電信號輸出，是溫度變量轉換為可傳送標準化輸出的重要儀表。

1）一般情況下，石油化工企業的生產設備都是有指示控制的，溫度一般控制在-200℃-1800℃范圍內。溫度電流變送器可以把溫度傳感器的信號轉變為電流信號，連接到儀表上，從而顯示出相應的溫度，這樣可以比較簡單、直觀地觀察石油化工生產中的實時溫度，較好的控制生產過程。

2）溫度變送器傳輸距離遠、抗干擾能力強、測量精度高、具有較好的穩定性。在石油化工自動化控制系統中，可采油熱電偶溫變，可免用補償導線，降低成本。同時，對溫度變送器的功能不斷的研究和完善，更好的將信號傳遞給其他相關的溫度采集儀表，實現石油化工自動化控制的發展方向。

2.3 控制系統電源的性能和發展方向

1）控制系統使用交流電源采用三相四線制380 V和兩相220 V，直流電源以24 V為主，使得石化工現場生產供電系統大為簡化。隨著DCS，SIS控制系統的發展，直流電源在自動化儀表的應用越來越廣泛，電源系統集成性比較好，設計可靠性高，對自動化儀表的控制和處理能力有較好的提高。在控制系統中，可以使用變頻器進行調速，并降低啟動電流。變頻器可以利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能，可以進行交流和直流電的轉化，同時，變頻器的軟啟動可以使啟動電流從零開始，減輕了對電網的沖擊，延長其使用壽命，可以達到省電的目的，從而減少了企業在設備維護和電能資源方面的費用。

2）電源技術必須向著標準化、集成化和智能化水平發展，按照國家的相關標準設計直流電源系統；將分散的電源部件、電壓表、電流表和電池安裝早標準的機柜箱內，便于操作高性能產品。同時，對整個電源系統都有智能監控功能和調節功能，方便運行電流、電壓的讀取。

3 總結

總而言之，若想更加準確、迅速的檢測工藝的參數，并及時對石化工生產進行監控、分析，引入智能化、系統化、集成化的自動化儀表是現代石化工生產的必經之路，生產的需求和商業的競爭將不斷推動自動化儀表的快速發展。

參考文獻

[1]常蘋莉.自動化儀表在石油化工發展中的作用[J].科技與企業，2013（02）：261.

[2]張文全.試述石油化工自動化儀表技術的應用[J].中國新技術新產品，2013（03）：168.endprint