化工儀表與自動化過程控制問題探索

殷亮

摘要：石油化工企業要保障施工的安全性和高效性，就必須利用石油化工儀表，在實時數據信息的支持之下開展生產工作。當前石油化工企業的儀表控制技術，在智能化和自動化上取得了巨大的進展，石油化工企業實現自動化生產已經具有可能，該措施將進一步提高石油化工企業的經濟效益和社會效益。本文主要分析了石油化工企業儀表控制自動化技術的具體形式及其未來應用方向，以期為石油化工企業的進一步發展作出貢獻。

關鍵詞：石油化工;儀表;自動化控制

1石油化工儀表自動化控制技術基本概述

1.1石油化工儀表自動化控制技術重要性

石油化工生產包含許多步驟，化工生產企業必須高效管控各個生產流程，如果采用人工管控手段一方面費時費力，另一方面無法保障生產的安全性和有效性。而企業將自動化控制系統引入石油化工的生產過程中，可以提高生產的安全性和可控性，從而促進石油化工產品批量進行生產。監控中樞是石油化工自動化控制系統的中心，其反映了石油生產過程當中的各個方面，因此是化工企業必須加強對儀表的自動化控制，提高生產的整體安全，促進企業經濟效益和社會效益的進一步提升。

1.2石油化工儀表自動化控制技術主要特征

1.2.1自動化控制技術具備多元化

石油化工的生產具有一定危險，生產過程具有高溫高壓、易燃易爆等顯著特征，必須將安全控制作為生產的首要目標，以此為依據提高生產效率。自動化控制系統也必須在安全控制的前提下開展生產工作。當前所使用的石油化工儀表自動化控制技術，在DCS控制系統的基礎之上不斷發展，滿足了石油化工生產的具體需求，使自動化控制系統更為多樣，更為方便。與舊有控制系統相比，石油生產自動化控制系統的界面豐富，多樣人性化操作模塊數量增加，集成化程度相應提高，儀器表面可視化能力更強等。

1.2.2自動化控制系統彰顯綜合性及智能化

當前石油化工儀表控制化系統的智能化越來越強，尤其在儀表及系統分散性控制這一領域。就實際應用來看，石油化工自動控制化系統，將分散控制與系統控制相結合，擴大了使用范圍，并提高了具體的控制能力，進一步增強了石油化工產品的性能。除此之外石油化工儀表的分散性控制，可以幫助企業節約資源，簡化操作，優化生產工藝流程。

2化工儀表自動化的現狀分析

2.1可以進行計算

自動化的化工儀表與傳統的化工儀表最大的不同，是其中裝入了微型的計算機。正因如此，可以進行自動化的計算，也成為了自動化的化工儀表最顯著的特點。眾所周知，在化工工業的日常工作中，總會涉及到大量的運算，其中一些運算過程繁瑣且復雜，倘若沒有自動化技術的接入，那么這些運算便都要依靠人工來進行，這不僅要耗費大量的時間和精力，并且就運算精確度而言，也無法做到充足的保障。故而從這個層面上來看，化工儀表進行自動化的接入是很有必要的，也是很方便快捷的。

2.2強大的記憶功能

自動化的化工儀表中，裝入了微型的計算機，故而這類儀表，也擁有了一部分計算機的特性。能夠進行精密而復雜的計算，是它的特性之一，擁有強大的記憶功能，也是其一大具有代表性的特點。在傳統的化工儀表進行工作時，雖然也能有短暫的記憶功能，但這種記憶是依靠時序以及組合邏輯電路的共同作用來完成的。故而雖然能夠對數據進行短時間的記憶但時間一長，后面的記憶便會覆蓋掉前面的記憶。對于化工儀表每日繁復的工作程度來說，這樣短暫的記憶是遠遠不夠的，所幸自動化技術的接入，令化工儀表擁有了計算機的記憶功能，從此擺脫了短暫記憶的桎梏，擁有了強大的記憶功能，就使得這種自動化的化工儀表有了規避風險的能力，當化工儀表在運行過程中檢測到了潛在風險時，可以憑借類似數據進行比對，從而進行自動的風險排查，這是傳統的化工儀表無法做到的。

2.3進行自動編程

仍然是由于自動化技術的引入，導致化工儀表內裝載了微型的計算機，使得自動化的儀表裝置中包含了一些與計算機有關的特性。除了前文中所提到的計算功能以及強大的記憶功能，自動化的儀表裝置中還可以載入電腦軟件，令其來代替一部分邏輯電路的運行，在日常的運作中發揮應有的功效。這其實相當于對化工工業的日常運作進行自動的程序編輯，這樣一來，化工程序逐漸簡化，所需的硬件設施也進行了不斷的簡化，不僅能夠降低日常化工儀表運作是的錯誤率，還能夠提高工作效率。

3措施研究

3.1加強日常的維護和修理

由于化工儀表的自動化技術接入，使得其代替了相當大一部分的人力勞動，變成了化工行業日常生產的“主力軍”。故而對于其專屬設備日常的檢測與維護顯得尤為重要。因為一旦設備出現了問題，那么在自動化技術改進下，在生產活動中占比重越來越大的設備本身，就無法進行工作。這樣一來，很可能會影響整個化工工業日常的生產活動。由于設備受外界條件的影響較大，極端天氣以及惡劣的環境氣候都可能會使得自動化的化工儀表進入“罷工”狀態，故而日常的維護和修理顯得相當的重要。更值得注意的是，由于任何機械設備都是有使用壽命的，在不停的參與日常的生產活動的過程中，機械設備很可能會受損，老化乃至無法繼續進行使用。這就需要加強日常的維護與進行預防性維修，以便在設備有可能出現問題之前便做好預防的準備，避免不必要的慌亂。

3.2注重網絡安全問題

前文已說到過，自動化程序的接入，最主要的特點，是在化工儀表上增添了微型計算機。既然有微型計算機的存在，那么日后倘若要進行不同區域內或不同功能類的化工儀表的數據共享和交互，就一定會用到無線傳感器技術。這就表明，在化工工業進行日常生產的活動中，可能會有網絡安全的問題存在。倘若相關的工作人員，不注重網絡安全問題的維護，沒有為化工廠建設專有的虛擬專用網絡，也沒有在進行數據交互和傳輸的過程中，進行密鑰技術的處理，那么就極易使得內部的信息遭到非法分子的入侵和攔截。故而在未來的化工設備自動化技術的建設中，有關網絡安全的問題，是非常需要重視的工作。

4現階段石油化工儀表自動化控制技術的主要類型

4.1DCS自動化控制技術的應用和改進

DCS自動化控制系統是石油化工儀表控制系統的基礎，在此之上石油化工自動控制系統，采用電動單元組合的模式，對石油化工的具體生產過程進行動態控制。DCS自動化控制系統，可以監督石油化工生產的各個環節，從而保證石油生產的安全穩定性，為石油化工產品的批量化生產提供物質基礎，從技術特點上看，DCS自動化控制系統，大量利用了計算機等先進技術，可以實現數據的迅速處理，在操作界面上，該系統操作流程便捷，可以方便工作人員直接管控石油化工生產的各個生產環節。DCS自動化控制系統以及石油化工生產的具體特點不斷進行改造升級，提高了其運行可靠性，應對了可能存在的安全隱患。通過系統化的配置模塊，DCS自動化控制系統實現了故障的自我清理，可以一定程度上降低事故發生的可能。多層開放型數據接口在未來技術擴展上將發揮重要作用。

4.2PID先進控制技術的應用

隨著我國科技社會的不斷發展，當前已經出現了更加先進的石油化工儀表控制體系，其中以PID多項變量控制技術為代表。PID控制技術當中的P所指的是比例控制，I所指的是積分作用，D指的是微分輸出。在此過程中，比例控制是PID控制系統中的基礎發揮重要的主導作用，如果石油化工生產系統中的儀表存在誤差，比例控制者可以進行針對性調整降低誤差對石油化工生產產生的影響。PID自動控制系統的控制效果直接決定于比例系數，積分作用的引入會導致設備和儀表的響應速度變慢，但可以消除余差的影響，進一步提高儀表的控制精度。微分輸出調節補償比例控制，調節時間，減小系統波動，從而穩定石油化工生產的整體系統。PID控制系統，在石油化工的生產過程當中，可以動態測量生產的各個環節，增強儀表的識別能力，從原理上看PID技術以及DCS自動控制技術為基礎，更新了控制系統，保證了PID自動控制系統的獨立性，從而實現了生產過程的多變量，流動化監測。PID控制系統采用串級控制措施，可以有效提高石油化工儀表的準確度，并且幫助石油化工相關人員及時識別設備及其關聯性，提高生產的具體效率。

4.3人機界面技術的發展及應用

隨著我國石油化工行業的不斷發展，我國石油化工產品需求不斷上漲，因此化工企業必須進一步分離成品以及半成品，該過程可以利用當前系統的分散控制體系得以實現，自動化儀表設備內部的分散控制系統，可以提高人機互動效率，降低操控難度，降低人工成本，提高石油化工儀表的操控效率。許多大企業的內部系統體系當中，人機界面的服務項目逐漸增多，導致整個儀表的管理體系更加復雜，從常規的點對點和人對人變化為利用儀表進行遠程操控及服務，實現了人力資源的高效利用，進一步提高了石油化工生產的安全性和可行性。

5 結語

隨著我國經濟社會的不斷發展，我國石油化工行業不斷進行變革，當前我國石油化工產品的缺口越來越大，但對產品質量的要求越來越高，因此石油化工企業，必須將自動化控制系統應用于日常生產過程當中，并且在實踐過程中不斷進行改革，積累經驗，提高石油化工產品的質量以及服務效率。

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