石油化工過程控制自動化及其發展

劉　昕（中石化洛陽工程有限公司，河南洛陽471003）

石油化工過程控制自動化及其發展

劉昕（中石化洛陽工程有限公司，河南洛陽471003）

隨著我國社會經濟的飛速發展，科學技術的不斷進步，工業自動化在石油化工行業不斷擴大了應用范圍，并且重要性逐年凸顯；石化行業中的自動化控制已由原來的僅僅方便操作慢慢轉向為更簡易、更安全、更可靠、更高效。本文首先簡述了石油化工行業自動化技術的應用情況，進而探討了石油化工自動化技術的發展趨勢。

石油化工；過程控制；自動化；發展

近年來，我國石油天然氣化工行業中自動化技術被不斷擴大應用，與之相配套的相關自動化設備、儀表、控制系統、網絡通信技術和設備、安防技術和設備等等也都在不斷的發展和改善。這樣不僅僅是給人們的生活工作提供了方便，也在某些程度上提升了人工智能化，從而人們能夠越來越精確的把握和控制生產環節上使用的各種各樣的生產設備和種類繁多的儀表。自動化已經成為了各個企業的核心競爭優勢的體現，為企業提供了更加廣闊的發展和生存空間。當前自動化技術在石油化工行業中的應用，不僅保障了石油化工企業的安全生產，也極大了提高了其生產效率，圖1為我國石化產業固定資產投資圖。

1　簡述自動化技術與石油化工自動化控制技術

1.1自動化技術

自動化主要講的是指機器或者設備裝置在沒有人干預的情況下按照規定的程序或者指令自動進行操作或者控制的過程。自動化應用領域一般來說主要有：辦公自動化，機械自動化，信息自動化，工業自動化，污水處理自動化等等。在數據信息化技術的影響下，與自動化工程相關的技術有了長足的進步。自動化技術更廣泛地與現代化技術相結合，尤其是與計算機技術以及控制論相互結合，從物理活動的自動化向信息化方向發展。使用自動化技術可以將以往的需要重復并且復雜勞累的人力勞動、在高危環境或者極端環境下操作的勞動或是經常需要違背正常生活作息規律的勞動轉換為相對輕松、安全、高效的普通勞動。簡單地說，自動化就是盡量在不需要人的情況下，用各種元件和儀表執行控制，以減少勞力活動，使得人們從繁重的勞動中解脫出來。

圖1

1.2石油化工自動化控制技術

石油化工行業比較危險，安全生產尤為重要，運用自動化技術對整個生產過程進行監控及調節保證了石化裝置的安全生產。應該高度重視自動化控制技術，做好生產過程中的監控與檢查，準確掌握其生產狀況，以便及時發現問題，及時解決問題，將安全隱患消除在萌芽狀態。常見的石油化工自動化控制技術主要有：儀表實時監控技術；檢測模型的分析技術；自動化的檢測與修復技術。

2　石油化工過程控制自動化應用的現狀

近年來，我國石油天然氣化工工業自動化技術隨著工藝和裝備技術的不斷發展而發展，已經由現場手工操作發展到自動控制，由原始的單回路控制發展到高級復雜系統控制，直到管控一體化。自動化技術水平、控制規模、安全等級等方面都有了很大提高，隨著測量技術和控制器技術不斷的更新升級，生產企業使用的控制工具從早期的氣動單元組合儀表逐漸發展為電動單元組合儀表以至到現在被廣泛應用的DCS及PLC系統。

2.1自動化儀表系統

在我國石油化工行業，大力發展綜合自動化整體解決方案以及集成技術是提升石化工業企業經濟效益、增強企業競爭力的關鍵。自動化技術智能化需求的增加，參與自動化相關設備及產品生產企業的增多，產品結構及優化方案的不斷完善，這些都成為自動化儀表系統能夠在石化行業中地位上升的主要功臣。由于石化行業的生產和操作一般都是易燃、易爆等工況的環境下進行，工藝設備的調試、使用往往要盡量避免人員的頻繁進入，以免造成人身安全傷害。因此自動化儀表和控制系統往往用來代替人工操作。隨著石化行業的裝置規模的不斷擴大，裝置處理量的不斷提升，對安全性要求也日益提高。根據以往使用的經驗和歸納，人們將現場儀表、智能儀表、控制方案及硬件控制系統DCS、SIS、PLC等急性一體化規整，并依托現代的計算機系統，構成石化企業的自動化解決方案，圖2為自動化儀表綜合校驗系統圖。

圖2

2.2自動化應用現狀

自動化將控制論與工程系統結合在一起，研究控制科學和系統科學，了解被控對象和環境的特性，通過能動地采集和運用信息施加控制作用而使系統正常運行并具有預定的功能。在這個過程中，被控對象一般是指生產過程中需要進行控制的工作機械、裝置或生產過程，比如油品質量或燃氣質量；通過測量元件——即各種智能儀表，檢測被控量或輸出量，作為反饋信號（一般為模擬量或數字量）經過控制系統的邏輯處理元件，比較產生偏差，最后經由執行機構來響應以完成控制。石化行業應用的自動化產品主要包括過程控制儀表、執行機構、控制系統、傳動系統等，其中過程控制儀表的市場應用規模最大，包括壓力、溫度、液位、流量、分析等等。我國作為能源大國，對于自動化的需求是非常大的。以大中型石化相關企業來講，在其生產過程中就已經實現了不同程度的自動化控制，并因此實現相應的經濟效益，而小型的石化企業則通過主流程的自動化控制從而實現了相關信息在車間的集成。自動化技術因其在生產操作過程中巨大的優勢，已經成為石化行業中的“必需品”。雖然自動化技術的智能性越來越高，人們也在不斷的優化這計算處理方式，但是，由于石油天然氣化工行業的特殊性——工藝復雜、產品不穩定，也對自動化產品的質量提出了更高的要求，我們需要的摸索中謹慎前進，尋求生產效率進一步提高。

3　石油化工過程控制自動化的發展趨勢

目前我國石油天然氣化工行業自動化水平雖然就以前有了不少的進步，但是放眼全球其他發達國家，依舊有較大發展空間。歷史遺留的那些無法解決的問題，造成石化企業自動化總體效率低、自動化規模和技術水平不均衡。雖然部分國有企業對傳統煉油和化工裝置的自動化水平相對較高，但是有些方面也有較為明顯的落后，比如控制信息的管理和數據共享技術與國外相比尚有不小差距。

3.1自動化硬件的發展趨勢

現如今，自動化硬件向著集成化、數字化、網絡化、智能化的方向發展的步伐是堅定的。微電子技術、計算機技術、網絡通信技術和信息處理技術等逐漸新興起的高新技術給自動化相關硬件的發展與升級為傳統儀表檢測及控制系統更新帶來了新鮮的血液，已經成為石油化工行業中自動化硬件發展的新的推動力，突破了傳統技術的壁壘，以更加高速、可靠、安全、簡易的方式，走向未來。智能化的處理，不單單可以處理信號，還可以自我診斷與調整來分散。總線化的系統，提供高精度、高穩定、高可靠、高適應、低消耗的信息共享平臺。網絡化的體系，使控制網絡能夠實時連接并且方便擴展。開放性的核心，實現了多種智能設備的開放互聯。

3.2自動化控制的發展趨勢

目前我國石油天然氣化工企業的生產規模越來越大，其生產程序逐漸變得大型、連續、復雜，因此，對于石油化工行業生產中過程控制方法也提出了更高的要求。經過多年的實踐證明，自動化已成為現代企業提高效率的有效手段之一。然而，在實際的生產過程中，控制方式和經濟效益之間有著不可規避的矛盾，為此，就需要更加先進的控制方式和控制方法。隨著信息技術的應用和發展，現代自動化的概念已不單是生產過程的自動化，還包括企業信息管理的綜合自動化，將信息化技術充分應用到企業決策、產品設計、工藝管理、銷售、物流及客戶管理上，才能在未來的路上走得更高和更遠。發展是硬道理，對于整個石化行業是這樣，對于自動化技術也是這樣。只有不斷的發展，不斷的改進，才能夠在國民經濟中起到健康積極地作用，才能夠滿足市場競爭的需求，才能夠給石化行業的發展帶來足夠的動力。

4　結束語

總而言之，石油化工行業自動化技術的應用，對于滿足各項生產需求，是不可或缺的。隨著石化工業規模的逐年擴展，裝置快速反應、臨界條件下的穩定工藝技術、能量綜合平衡等工藝的開發逐漸成功，對自動化技術都提出了更高的控制要求。另外，激烈的市場競爭也對自動化提出了新的目標與要求。我們應該相信，隨著科技的不斷進步，自動化技術的不斷創新和優化，在未來的石油化工行業中，自動化作為其發展趨勢，仍然會大有作為，進而為我國石油化工行業做出相應的貢獻。

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TE968

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2095-2066（2016）31-0260-02

2016-10-23