基于自動調節控制方法的石油化工儀表應用

趙 勇，王 齊

（中國石油撫順石化公司工程建設有限公司，遼寧撫順 113001）

以信息化、自動化帶動工業化是當前工業發展的基本策略之一，也是工業化向著現代化發展的必要途徑。石油化工產業的信息化和自動化的含量逐漸提高，而石油化工儀表也逐漸向著智能化、自動化、微型化的方向發展，在一定程度上促進石油化工產業的快速發展，從中也可以看出自動化對石油化工發展的推動作用[1]。雖然目前石油化工儀表在控制方面取得了一定的成績，但仍然存在控制精度較低、自動化程度不高、人員干預程度高等問題，因此本文針對以上幾方面的問題，對基于自動調節控制方法的石油化工儀表應用進行探究，實現石油化工儀表控制精度高、同步率高的自動化控制。

1 石油化工儀表的自動調節控制方法

1.1 建立石油化工儀表自動調節控制機制

實現石油化工儀表的自動調節控制，首先要建立石油化工儀表自動調節控制機制，控制機制結構組成如圖1所示。

圖1 控制機制結構組成

根據圖1中各個設備構成的控制機制可以看出，本文控制方法中采用了三層的控制框架，其中包含管理層、自動調節控制層以及數據存儲層[2]。在每一層中都有具體的職能，通過三層控制結構對整個控制機制進行綜合的調節。管理層主要用于實現對石油化工儀表的自動化管理，其中具體包含了對調節信息的服務、對調節控制操作的存檔、對控制指令識別以及對石油化工儀表在工作過程中的故障監督，為石油化工儀表的自動調節控制提供更加多元化的數據信息管理。自動調節控制層是控制機制中的核心部分，主要用于實現石油化工儀表的自動化運行，具體包括控制指令的傳遞、控制指令的存儲，控制指令的復制[3]。通過不斷地重復控制，控制機制自動形成在固定位置上的控制指令識別，實現石油化工儀表的自動化調節控制。數據存儲層是對石油化工儀表調節數據、自動控制數據等進行存儲。在自動化調節控制中可能會出現由于對儀表運行時的監督不及時造成儀表故障且仍然處于運行狀態，此時，會嚴重影響石油化工儀表及其他設備的正常運行，導致最終的工業生產出現嚴重問題，對此，增設對儀表運行時的各類相關數據的存儲層，用于記錄儀表運行過程中以及歷史數據，通過控制機制自動并及時找出數據存儲層中存在問題的數據，當石油化工儀表出現故障時，可以第一時間實現自動化處理。

1.2 確定自動控制調節目標

針對本文建立的石油化工儀表自動調節控制機制，開展確定自動控制調節目標的方式，實現石油化工儀表的自動化控制調節[4]。首先根據石油化工儀表不同的運行模式，劃分為不同范圍閾值的設定。其次，通過機制中的管理層實現對控制指令的獲取，并對其指令的閾值進行自動化劃分。最后利用自動調節控制器對控制指令的輸送功率進行控制。通過控制輸送功率量，確定不同閾值內，石油化工儀表的自動化調節控制。輸送功率量計算公式為：

公式中，ΔW表示為輸送功率的增加量；W表示為石油化工儀表控制前輸出的功率；τ表示為不同調節控制指令的對應增加量。通過上述公式，實現對石油化工儀表在工作中，不同的調節控制指令的自動化操作。

1.3 實現石油化工儀表自動化調節控制

通過本文建立石油化工儀表自動調節控制機制和確定自動控制調節目標，設計針對石油化工儀表的自動調節控制方法。通過控制機制對指令中存在的數據信息進行識別，結合調節目標對石油化工儀表的調節操作進行自動化選擇和映射[5]。通過控制機制中的數據存儲層對儀表各運行參數進行監督，實現石油化工儀表自動化控制的同時，保證儀表的平穩運行。在石油化工儀表工作過程中，通過調節其輸送功率改變其工作狀態，在對儀表進行精準的控制同時不會對儀表工作的實時性造成影響。

2 實驗論證分析

2.1 實驗準備

本次實驗選用5臺某石油化工廠的儀表設備作為實驗研究對象，分別利用本文提出的控制方法和傳統控制方法對這5臺儀表設備進行控制，保證控制指令相同的情況下，比較兩種控制方法的同步率。為了使實驗結果更加具有說服力，除選擇的控制方法不同外，其他影響石油化工儀表調節的外在條件及環境均相同的情況下，完成對比實驗。

2.2 實驗結果及分析

分別將兩種控制方法的控制結果進行記錄，并計算出兩種控制方法的同步率，繪制成如圖2所示的實驗結果對比圖。

圖2 實驗結果對比圖

從圖2可以看出，本文控制方法的同步率明顯高于傳統控制方法的同步率，且隨著控制的石油化工儀表臺數的增加，控制同步率呈現出逐步上升的趨勢，說明本文控制方法中的控制機制在實際控制應用中起到了重要作用，而傳統控制方法的同步率隨著儀表臺數的增加同步率的波動幅度較大。因此通過對比實驗證明，基于自動調節控制方法的石油化工儀表應用能夠更好地保證儀表控制的同步率，更具有實際的應用價值。

3 結束語

本文針對傳統石油化工儀表控制方法中存在的問題，對基于自動調節控制方法的石油化工儀表應用進行研究，實現了對儀表的自動化調節控制，并通過實驗進一步證明了該控制方法的可行性。在后續的研究中還將針對石油化工行業中各個設備的自動化調節控制進行更加深入的研究，從而實現石油化工行業的自動化發展。