石油化工行業自動化儀表特點與控制技術分析

崔礦慶(中海油能源發展裝備技術有限公司,天津 300451)

隨著互聯網技術與機械制造技術的發展與進步，為儀表的自動化控制提供了技術保障，實現儀表自動化控制可以大大提高石油化工設備運行的安全性和穩定性，同時還有利于減少人力成本與控制成本的投入。然而，由于我國儀表自動化起步較晚，在設計與實際應用過程中還存在一些問題。因此，需要對儀表自動化加強分析和研究，進而確保自動化儀表各項指標都達到國家相關標準要求，保障石油化工行業的健康、快速發展。

1 石油化工行業自動化儀表的闡述

目前我國石油化工行業自動化儀表的實際情況，其主要包括以下三個階段：設計、施工和調試，無論是哪個階段都必須根據國家相關標準要求進行，同時設計、施工以及安裝工作人員，必須具備較強的專業技能和知識，確保自動化儀表能夠安全、穩定運行，進而使其能夠充分發揮出自身的作用和價值。

根據功能、性質的不同，我們可以將自動化儀表分成以下五種類型：一是，根據儀表本身性質的不同，可以分為三種類型，即液動、氣動以及電動這三種形式的儀表；二是，根據儀表結構的不同，可以將其分為基地式儀表、綜合控制式裝置以及單元組合式儀表這三種；三是，根據工作人員對其安裝的方式不同，可以將其分為現場型儀表、架裝型儀表以及盤裝型的儀表；四是，根據其功能的不同，可以將其分為智能型的儀表和非智能型的儀表；五是，根據其信號表現形式的不同，可以將其分為模擬型儀表和數字型儀表兩種。由此可以看出，自動化儀表的種類是非常多的，這也是其能夠在各個行業中得到廣泛應用的一個重要前提。

2 石油化工行業自動化儀表的特點

自動化儀表能夠在石油化工行業得到廣泛應用的一個重要原因，就是其具有非常獨特的特征，下面我們就對其特點進行詳細的分析。

2.1 可編程功能

自動化儀表在對電路進行有效控制時，硬件軟化能夠憑借接口芯片的某些功能實現較為復雜的功能控制，另外，自動化儀表的軟件編程改變了傳統的順序控制方式，而是選擇了儲存控制程序的方式，另外在通過硬件來實現控制時，必須具備較為健全的控制電路，所以說，自動化儀表通過軟件代替硬件的方式來控制電路，從而在最大程度上使硬件的結構得到了簡化。

2.2 記憶功能

傳統的儀表基本上都是選擇組合邏輯電路和時序電路這兩種形式，但是這兩種形式的記憶時間有限，而且還只能對一些比較簡單的狀態進行記憶，一旦由一個狀態進入下一個狀態后，前一個狀態的記憶基本上完全消失。而自動化儀表引入了微電腦芯片技術，能夠將全部的狀態都記住，因此，只要我們將其充滿電，就可以保存下所有的記憶，進而方便人們對信息進行相應的處理。

2.3 數據處理功能

我們在實際測量過程中經常會遇到類似線性化處理、測量值和工程值之間的有效轉化以及自檢自校等比較難的問題。現在通過自動化儀表中的微處理器技術，能夠借助這些軟件來進行處理，操作簡便、準確性高，從而使得處理功能變得更加豐富。

3 石油化工行業自動化儀表控制技術的分析

3.1 常規控制技術分析

就目前實際情況來說，人們基本上還將以前的石油化工行業自動化控制策略保留下來，仍是批量控制、連續控制以及順序控制這三種控制技術。人們通過以前的控制技術來對自動選擇調節、均有調節、串級調節、比率調節、分成調節、自動選擇調節、非線性調節等方面的內容進行有效控制。在這里需要注意的是，在以上眾多調節中，最基礎的還是PID調節，即人們基本上保留了原來的功能模塊和控制算法，只是對控制方案和組態能力這兩方面內容進行了較大的改變。

3.2 先進控制技術分析

近幾年，隨著我國相關部門加大了對自動化儀表的研究，使其相關技術得到了快速發展，越來越多的新技術應用到自動化儀表中去，從而使其變得更加智能化和數字化。就目前實際情況來說，除智能PID控制器技術外，在我國石油化工行業中基本上已經將全部的多變量控制技術投入實際應用中，智能PID控制器技術雖然也是將DCS作為基礎，但是它不僅是軟件包，還可以是獨立的個體，而且絕大多數的多變量動態過程的軟測兩技術都跟其有著非常緊密的聯系，在一般情況下，人們將測控跟PID串級控制結合在一起進行綜合使用和分析，從而使其控制技術得到有效提高和完善。

3.3 人機界面

當前，我國很少還有使用一對一的控制室和裝置的石油化工企業，基本上都是使用多個裝置對應一個控制式的形式，同時都是采用CRT和LCD顯示屏主要表現形式，有時候還會使用一些指示燈或顯示儀表來進行輔助；另外基本上是以鍵盤和鼠標操作為主，少數旋鈕、觸摸屏作為輔助工具。對于DCS的組態來說，人機界面的操作方式基本上是跟控制方式緊密結合在一起的，而且在操作工位號時，對于一些具有代表性的“儀表棒圖”，例如分組畫面、細目畫面以及趨勢畫面等，基本上都能夠相伴，能夠以最快的速度實現“組態”。在這里需要注意的是，工作人員一定要謹慎制作模擬圖，嚴格按照相關工藝標準要求進行，這主要是由于模擬圖跟操作優化、報警、信息處理等方面的人機界面有著非常緊密的聯系，是人機界面取得較好相處的關鍵。因此，除了不斷創新和改革HMI、DCS相關軟件產品功能外，還要嚴格按照相關要求實現控制方案，同時還要對在系統集成中的一些硬指標的控制提高重視，要求相關工作人員一方面必須付出百分百的努力來實現人機界面的軟指標，另一方面還要具有較高的思想和覺悟，跟操作人員之間建立友好的關系，具有一定的團隊協作精神，進而能夠確保工藝裝置設計的更加完美。

4 結語

綜上所述，隨著我國相關部門加大了對自動化儀表的研究，使其相關技術得到了快速發展，越來越多的新技術應用到自動化儀表中去。因此，要求相關工作人員必須加強對自動化儀表控制技術的重視程度，嚴格按照相關工藝標準進行設置，不斷提高自動化儀表的控制技術，進而使其能夠在石油化工行業起到更加重要的作用。

[1]齊凱淺談石油化工行業自動化儀表的常見故障與處理措施[J]-《中國石油和化工標準與質量》-2013（3）.

[2]杜平先石油化工自動化控制的關鍵技術及儀表控制策略探究[J]-《科技創新與應用》-2015（22）.