淺談儀表自動控制系統運行中潛在的風險

沙子涵

（大慶油田天然氣分公司，黑龍江 大慶 163000）

石油化工生產的流程十分嚴密和精確，任何一個環節的故障或者疏漏都會造成嚴重的安全事故和巨大的經濟損失，為提高石油化工生產的安全性和穩定性，自動化控制技術也逐漸引入了儀表生產體系中，使得石油化工生產的安全性與可靠性得到了巨大的提升。新時期的石油化工生產也朝著精細化、自動化和智能化方向發展，但在儀表自動控制系統運行中還存在著諸多的潛在風險，影響了石油生產的效率和安全性能。本文就儀表自動控制系統運行中的潛在風險進行研究，希望對提高石油工業生產的安全性有所助益。

1 儀表自動控制系統的相關概述

石油化工產業是工業體系的核心產業，其生產效率和安全性直接影響重點行業的運行以及社會經濟的發展，提高石油化工的生產效率和質量是促進工業發展的主要舉措。新時期的社會經濟結構作出了一定的調整，但石油化工的主體地位依舊沒有改變，革新石油化工的生產技術，全面提高石油化工的生產效率也是促進社會經濟的現實要求，儀表自動控制系統作為石油化工生產體系的核心環節，其運行的狀況對于石油化工生產的效率和質量有著直接的影響。

石油化工的生產流程十分嚴密和精確，對于控制的精確度有著極高的要求標準，新時期的石油化工生產中引入了諸多的全新技術和設備，對石油化工生產的精細化控制造成了一定的影響，生產設備數量的增多以及技術的革新使得石油化工生產控制的難度也隨之上升。為適應新時期石油化工生產需求，儀表系統也朝著微型化、數字化、網絡化以及智能化的方向發展，可以對石油生產狀況進行全方位地實時監督和控制，確保石油化工生產的安全。儀表自動控制系統主要由集散控制系統（DCS）、現場總線控制系統（FCS）以及可編程控制器（PLC）、安全儀表系統（SIS）等系統構成。

（1）其中集散控制系統（DCS）是建立在20世紀70年代研發出的新型現場總線控制系統基礎上的，在石油化工生產中不斷應用和完善，經過長期的改進和變革，該系統在整個領域和行業都有了廣泛應用范圍。該技術的核心理念在于分散控制、集中操作、分級管理和風險分散，這樣的管理系統使得控制與管理相分離，布控式的網絡連接提高了控制的效率，但同時也產生了諸如系統開放性不足、非數字式信號傳輸以及控制功能分散等問題。

（2）現場總線控制系統（FCS）是建立在DCS與PLC技術基礎上的，該系統通過現場總線將現場的各個控制器和儀表設備相連接，可以進行現場控制，改變了DCS控制分散的狀況，極大地提高了現場控制的時效性和準確性，優化了整個控制系統以及各個流程，可以協調好現場的各項調度工作，實現了全數字化通信，現場的儀表設備都可以進行數字化通信，連接互聯網進行實時的數據傳輸，智能化設備的大量應用以及總線控制系統的升級革新，節省了大量的硬件設備，降低了系統的各項費用支出，有利于吸引外來的企業資金。

（3）可編程控制器（PLC）、安全儀表系統（SIS）也是儀表自動控制系統的主要構成部分，其中PLC系統的安裝較為便利，體積小的同時能耗也隨之降低，成本可以得到有效的控制，但對于大型油田以及化工生產而言，PLC的應用較少；SIS系統主要應用在化工企業的聯鎖和報警部分，可以根據自動控制系統中的檢測結果進行報警和調解以及開關閥等操作，安全等級較高。

2 儀表自動控制系統運行過程中的潛在風險

儀表自動控制系統的健康平穩運行是石油化工生產運營的重要保證，隨著新時期社會經濟結構的調整，新能源產業處于高速發展的狀態，但石油化工產業依舊占據主流的能源產業地位，為降低污染和能耗，大量的新技術和設備應用到了石油化工生產中，儀表自動控制系統也朝著微型化、自動化、智能化和數字化方向發展，在提高石油化工產能以及生產安全性方面發揮著不可替代的重要作用。但作為工業體系的核心產業，石油化工產業處于持續穩定的運行狀態，儀表自動控制系統是如此，長期處于高負荷的運轉狀態，在實際的運行過程中也暴露出了諸多的潛在風險，需要及時地進行處理和解決。

2.1 缺少應對突發事件應急機制，延遲了故障的處理周期

儀表自動控制系統是整個石油化工企業生產運行的調解、協調、監督和管理的系統總稱，通過合理的線路布局以及設備的應用，對于石油化工生產的各個環節進行協調，增強石油生產的效率和安全性。但石油作為現階段的主流能源產業，石油化工企業長期處于高效的運轉狀態，儀表自動控制系統亦然。但隨著科學技術的革新以及油田產量的變化，儀表自動控制儀器長期處于高負荷的狀態，復雜嚴密的生產流程中任何一個環節都有可能發生故障，進而影響石油化工的正常生產，造成巨大的全事故和嚴重的經濟損失。特別是缺少應對突發事件的應急機制，無法第一時間選擇正確的應對方案和措施，需要花費一定的時間，導致故障處理周期的延遲，極易造成更大經濟損失。

例如，加熱爐發生故障后，DCS系統會發出相應的報警信號，但控制站區域會存在些許故障，導致故障信號的延遲，進而錯過最佳的處理和修復時間，進而引發更大的后果，高溫和高壓條件下需要專業的維修人員和故障處理人員進行故障的分析和處理，修復故障閥門，尤其是故障應急處理的方案缺少針對性，造成了額外的經濟損失。

2.2 儀表的設備規格不夠統一，管理控制的難度系數上升

石油化工生產流程嚴密復雜，各個環節之間緊密銜接，最終達成一個協調統一的整體，保障石油化工生產的持續穩定。儀表自動控制系統在石油化工生產中的應用，使得石油化工生產管理控制難度隨之下降，企業可以通過適當的管控模式對石油生產狀況進行實時監督和管理，協調好各項資源的配置，提高石油化工生產的效率和安全性。但隨著時代的發展以及技術的進步，現階段的石油化工儀表自動控制系統已經無法滿足社會生產的現實需求。尤其是儀表設備過于老化，存在著新舊設備交替使用的狀況，缺少統一標準的儀器設備規格，使得現階段石油化工業的管理控制難度系數過大，影響了石油企業的正常運轉，一旦發生儀表設備的故障，處理和應對工作的難度系數較大，無法第一時間解決和處理好相應的故障問題。這需要及時解決，避免后續的運行中出現各種故障和潛在風險。

2.3 缺少專業化的儀表檢修人才儲備，解決故障的成本較高

儀表自動控制系統朝著微型化、自動化、智能化和數字化方向發展，所引入的技術種類眾多，且設備更新速率極快，但長期的高負荷運轉使得儀表設備的故障率隨之上升。儀表自動控制系統運行離不開各類專業人才的支持，尤其是儀表設備檢修人才儲備十分欠缺，對于各種不同類型的故障和問題，無法第一時間進行處理，導致故障的后續處理難度上升，解決故障所需要的成本也隨之上升。現階段石油企業招收的人才數量較多，但絕大多數的高校學生都缺少實踐工作經驗，將所需要的知識轉化為實踐工作經驗需要大量的時間，此時，處理故障的成本較高。

2.4 信息化和智能化水平不足，安全保護體系存在疏漏

新時期的儀表自動控制系統逐漸朝著微型化、數字化、自動化和智能化的方向發展，石油化工產品的生產需要經過多個工序和流程，提高生產管控的信息化和自動化可以借助信息數據模型進行生產的控制，提高石油化工產品的質量。這一過程需要嚴格按照生產規范進行，各個環節的生產都需要進行精準化的校正和管理，智能化的調控以及管理可以降低各個環節的誤差，解決安全保護體系中存在的各種漏洞。新時期的儀表自動控制系統可以多種途徑對石油化工生產進行監督和控制，但部分地區的石油化工企業儀表控制自動化程度不足，信息化和智能化管理的條件較差，使得安全保護體系中的各種漏洞也隨之彰顯出來。

3 應對儀表自動控制系統運行中潛在風險的對策

要想解決儀表自動控制系統運行中潛在的風險，石油化工企業可以從以下幾個方面入手，解決系統運行中的潛在風險。

首先，需要注重企業人才的培養和引進，結合企業的實際狀況和采購設備的狀況，招收相關專業的人才，尤其是電氣自動化和半自動化以及管理領域的優秀人才，為企業儲備大量的專業人才。

其次，加強操作人員的培訓，實現人機結合，及時地發現各種運行風險并進行處理和解決，管理人員和操作人員需要詳細學習，掌握各設備的具體參數和特征，選擇最優的解決方案。

最后，則是提高儀表故障處理的信息化和智能化水平，借助全新的互聯網檢測技術以及管理控制系統，對儀表自動控制系統運行中遇到的潛在風險進行及時的解決和處理，盡快恢復石油化工生產。

4 結語

儀表自動控制系統的運行對石油化工產量和質量都有直接的影響，長期高負荷的運轉使得儀表設備的故障概率較高，自動控制系統的運行關系到了石油化工生產的效益和安全性，鑒于儀表自動控制系統運行中存在諸多風險，企業應當從專業維修人員的培訓、智能化信息化的提升以及設備規格的統一和應急方案的制定等方面入手，解決儀表自動控制系統運行中的潛在風險。