石油化工儀表控制系統的應用分析

許麗娟

摘 要：在科學技術飛速發展的今天，自動化技術已經成為人們日常生活中最常見的一種科學技術，同時隨著自動化技術的不斷發展，自動化儀表的發展也越來越快，并且在工業、農業、日常生活等各個領域中得到極其廣泛的應用，自動化儀表是工業生產中十分重要的一種設備，只有確保自動化儀表的正常運行，才能為工業生產的穩定性提供保障，因此，加強對自動化儀表的研究有很高的現實意義。

關鍵詞：石油化工;儀表控制;系統應用

以信息化帶動工業化是我國的國策，是促進我國工業化建設重要指導思想。目前，我國石油化工企業正處于現代化建設階段，特別是儀表系統正朝著智能化、數字化和網絡微型化發展，體現了我國信息化帶動工業化發展已見成效。但與國外相比，我國在相關技術的研發上，仍存在諸多的不足，需要投入更多的人力和物力，以推動石油化工企業現代化建設。

1 新型自動檢測與分析儀的應用

隨著我國科技的迅猛發展，儀表系統逐步走向智能化、數字化及網絡微型化的軌道，石油化工企業引進自動檢測儀表后，其應用水平也得到較大提升。尤其是自動檢測儀表在適應了現場總線的控制系統的相應需求，迅速出現了現場總線型的變壓器。此變壓器能做到全數字模式，還具備結構簡單、穩定性好、分辨力強等優點，比常規的智能型變送器具有更大的市場優勢?，F階段，現場總線數字化儀器已經得到廣泛的應用，其可互操作性及穩定性較強，技術比較成熟，非常適合用于石油化工過程的控制領域中。

為了強化石油化工產品的質量管理，將在線分析儀表直接用于石油化工企業，石化企業必須積極開展相關系統類的應用，提高先進的控制應用水平?，F階段，為了保證產品質量，提高儀表的應用水平，主要采取的儀器包括：在線液相色譜儀和在線油品質量分析儀等在線分析儀表。新出現的NIR光譜分析儀在石化企業煉油調合的系統中已經得到廣泛應用。而較新的、成本較低的汽油質量指標快速測定儀，也在實際的應用中獲得較好的效果。在石油化工企業中，維護工作，特別是預測的維護養護工作，是比較重要的，它直接影響到系統的正常運行。目前石油化工企業采取建構實時傳感及在線聯機的系統，實現監控加熱爐效率和熱交換器等。同時應用先進儀表和系統，來實現診斷、預測等的維護保養，使生產設備達到最優化，生產潛力的增幅提高，最終減少了維護費用[1]。

2 先進控制的應用

隨著石油化工企業的發展，對生產裝置實施了先進控制，在有效提高產品的質量和降低運行的成本的基礎上，還能確保裝置運行過程中的安全性，從而為企業帶來可觀的經濟效益?，F階段，很多先進的控制技術都已經得到較好的發展，不斷走向成熟。先進控制具備以下幾個特點：⑴先進控制主要以模型為策略：當前已經出現的模型推斷控制和模型預測控制等，此類模糊的智能控制逐步成為我國先進控制中的發展主流;⑵以強大計算力為支撐，達到先進控制的目的：先進控制能夠在DCS/FCS上得到實現，國外在這個領域的開發較早，成果比較成熟，出現控制器如DMC-PLUS、SMOC;比如我公司在催化、蒸餾裝置上運用的先進的智能內模控制技術可以在控制閉環的情況下，采用NLJ優化算法在線辨識過程模型，收斂速度快，能夠縮短計算速度，所得到的模型準確精度高，無需測試實驗，對裝置沒有任何干擾。⑶能應用在復雜的過程控制中：像多變量的耦合和大時滯等?，F在先進控制在中石油及中石化等企業的幾十套裝置內得到成功的運行，為技術進步提供了實踐經驗，并取得較好的經濟效益[2]。如我公司的智能非線性區域控制技術多適用于液位-流量非線性區域控制系統，充分發揮液位的緩沖作用，盡可能使流量穩定，減少對后續工序的影響。在投運智能內?？刂葡到y后，回路控制快速平穩，兼顧魯棒性和控制精度的優點，全面保證了裝置的平穩運行，提升裝置的控制品質，降低了操作人員的工作強度和精神壓力。

3 石油化工儀表與控制系統現狀

（1）現場總線控制系統?，F場總線已經在對工業控制技術中造成明顯的影響，它本身就是開放性系統的一種，在使用過程中能和現場網絡、控制儀器直接連接，在操作使還能進行相互操作，從而在使用使可進行分散分布的操作，還能提高其控制性。因此，在石油化工儀表的控制系統中，現場總線控制系統被廣泛用于主要系統中，同時在使用和實踐的過程中，它為提高儀表控制系統的性能而指明了更好的發展方向。

（2）FCS與DCS共存。DCS產生于上世紀七十年代的系統，目前，DCS系統的已經處于成熟階段，其使用時具備技術性好、可靠性高的優點，因此，在實際使用中得到廣泛推廣和發展。FCS則還處在發展階段，其系統還不夠成熟，但是它與DCS比較，功能上卻更完善，盡管還存在很多的缺陷。未來在石油化工企業中，DCS和FCS共存是主要的發展趨勢，而隨著FCS系統的逐步完善和發展，DCS系統將會被完全取代。

（3）現場總線和DCS結合運用。現場總線與DCS相結合，就能把現場總線智能儀表直接與DCS連接，從而能充分發揮出DCS優勢，還能將現場總線應用進一步推廣，實現降低成本和充分發揮出兩種系統各自的優勢這一目的?，F場總線被廣泛推廣時，就能進一步實現一體化的功能，并可以進一步對現場設備實施優化控制及管理。

（4）先進控制及其優化應用?，F階段，我國可以熟練掌握和應用部分控制技術，將先進的控制技術應用于實際，使系統裝置具備更好的穩定，運行中更安全，還能提高企業的產品質量，確保收率，并降低成本，從而增加企業的收益，取得更好的經濟效益。如我公司在催化、蒸餾裝置上運用的先進的智能內模控制技術，該系統是嵌在DCS中的，只要它投入運行，該系統就可以長期運行，不會發生由于通信問題而導致的系統中斷，因此它不會給系統維護帶來新的問題，免維護。

（5）安全控制系統應用。由于現代化的石化企業中裝置規模出現不斷擴大、制作過程更加復雜、運用的材料多為易燃和易爆物質等特點，因此，就要求設備具備更高的安全性，從而為設備的安全運行提供更多的保障。石化企業會加大在儀表控制系統中安全控制技術的應用力度，從而為避免工業的災難，減少工業的事故損失等方面發揮重大作用。為企業的經濟發展提供安全保證[3]。

比如我公司的智能多變量協調控制技術可以有效協調COT溫度、爐膛負壓、氧含量、支路溫度均衡及負荷控制系統之間的關系，消除系統間的耦合影響，在保證各個控制回路平穩的基礎上，全面實現了加熱爐的安全平穩操作。

4 結束語

在石油化工儀表控制系統發展的過程中，把現場總線技術與信息化技術實施綜合，可以實現石油與化工業一起發展和共同進步的目的。從而為推廣綜合的自動化系統，進一步完善石油化工儀表控制系統應用，提高企業的控制系統水平等打下堅實的基礎。

參考文獻

[1]葉松林.淺談石油化工儀表控制系統的應用[J].科技資訊，2011（14）：26-27.

[2]苗雨，鄭鑫博.石油化工儀表控制系統的應用及發展[J].中國石油和化工標準與質量，2012，33（13）：252.