[工程設(shè)計,石油化工]石油化工自控工程設(shè)計淺談

1、石油化工自控工程設(shè)計淺談【摘要】隨著自動化控制技術(shù)的發(fā)展，我國石油化工自控工程設(shè)計迅速發(fā)展起來，水準(zhǔn) 也在不斷提升。石油化工工藝工作量大，具有一定的復(fù)雜性。本文從設(shè)計要求、發(fā)展現(xiàn)狀等 方而，闡述了作者的觀點，最后給出了建設(shè)性的建議?！娟P(guān)鍵詞】石油化工：自控工程：設(shè)計特點：現(xiàn)狀：趨勢1石油化工自控設(shè)計概述1.1石油化工自控設(shè)計的目標(biāo)石油化工生產(chǎn)企業(yè)的公用工程及其輔助設(shè)施、生產(chǎn)裝置的操作全面實現(xiàn)自動化，網(wǎng)絡(luò)化、 數(shù)字化、安全化，管理信息化。為生產(chǎn)裝置運行的高效、平衡、安全、持久提供保障，市場 達(dá)到最優(yōu)化。用作石油化工自控系統(tǒng)的儀表材料必須具有防腐、防爆、耐超高溫、耐超高壓的特性。 儀表要能對不同物

2、態(tài)的物體進行測量，適用于微/高物位、微/大流量。整個自控系統(tǒng)要滿足 功能多、參數(shù)多、冗余多、精度高、能耗低等要求。1.3石油化工自控設(shè)計策略設(shè)計過程中要嚴(yán)格按照ICE、ISA、GB、HG等行業(yè)或國家標(biāo)準(zhǔn)進行；建立企業(yè)信息管理和 監(jiān)控一體化的數(shù)據(jù)平臺，集成信息、共享資源：采用設(shè)計招投標(biāo)制、從多個設(shè)計方案中選取 性能高的作為最終的設(shè)計方案,選擇的標(biāo)準(zhǔn)既要滿足技術(shù)性的需要，又要滿足經(jīng)濟性的需要， 同時還要對環(huán)境保護、人員健康和安全生產(chǎn)有益;控制系統(tǒng)和主控儀表集成實現(xiàn)一體化采購， 確保投資的經(jīng)濟性和安全性。2我國石油化工自控設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀2.1過程檢測儀表設(shè)計更加智能、更加精密、更加多樣工業(yè)生產(chǎn)過程中

3、，用來顯示、檢測、控制和記錄工藝參數(shù)的基礎(chǔ)，就是過程測量儀表。 石油化工的不斷發(fā)展，對儀表控制系統(tǒng)設(shè)計的要求也越來越高。電動儀表日益智能化、數(shù)字 化，計算機系統(tǒng)越來越開放化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化自然就成為了新一代檢測儀表的標(biāo) 志。這些檢測儀表的核心是微型計算機，具有線性化、自動補償環(huán)境因素變化以及自動校零 等功能,綜合利用微波、超聲波、激光等新技術(shù)的一次檢測技術(shù)，大大提高了自動控制的精 密度。同時，在過程檢測儀表的設(shè)計中更注意新型傳感器和激光、核磁共振等新技術(shù)的應(yīng)用， 傳感器的集成化程度越來越高。在儀表調(diào)節(jié)回路的設(shè)計中充分利用傳統(tǒng)的積分、比例以及微 分調(diào)節(jié)規(guī)律以外，還嘗試使用大滯后、前饋計算

4、值調(diào)行等技術(shù)，為自控系統(tǒng)的多回路開辟道 路。石油化工自控系統(tǒng)的設(shè)計者廣泛采用ASIC （專用集成電路），這在很大程度上促進了執(zhí) 行器和傳感器的智能化和多功能化，為現(xiàn)場控制子系統(tǒng)/回路以及儀表的安裝調(diào)試帶來極大 的便捷。2. 2過程控制裝置逐漸發(fā)展成開放的分布式監(jiān)控系統(tǒng)隨著通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微處理技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，PLC （可編程序控制器）、DCS （分散 型控制系統(tǒng)）以及PCA （以個人微機為基礎(chǔ)的自動化系統(tǒng)）正日益標(biāo)準(zhǔn)化、開放化，其軟件和 硬件的使用也逐漸向市場通用的產(chǎn)品靠攏，同時它們還彼此融合，朝著0-DSC （開放的分布 監(jiān)控系統(tǒng)分散型控制系統(tǒng)）的方向發(fā)展。目前，在石油化工自控設(shè)計中，采

5、用較多的開放的分布式控制系統(tǒng)是FCS （基于現(xiàn)場總 線的控制系統(tǒng)）。FCS用開放協(xié)議取代了封閉協(xié)議，為系統(tǒng)實現(xiàn)完全的數(shù)字通信和數(shù)字計算提 供了可能。FCS采用的全分布式結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場享有徹底的控制功能，系統(tǒng)的可靠性和靈活性大 大提高。FCS不采用專用網(wǎng)絡(luò)，所以它可以彌補了 DCS （集散控制系統(tǒng)）的缺陷，它為研究現(xiàn) 場總線的工業(yè)控制系統(tǒng)提供了依據(jù)°2.3控制系統(tǒng)設(shè)計更加先進石油化工自動控制系統(tǒng)逐漸融合化學(xué)工程。計算機、工程控制和計算機、儀表技術(shù)，越 來越先進?？刂葡到y(tǒng)的升級后，系統(tǒng)的控制適應(yīng)能力自然也有了提高，不僅很好的克服了系 統(tǒng)自身的非線性、時變形、隨機性，還有效的解決不可檢測和外部

6、擾動的隨機性帶來的諸多 問題。組分推斷控制、預(yù)估算控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、故障診斷以及模糊控制等先進控制 方法通過生產(chǎn)實踐，取得了良好的效果。3存在于我國石油化工自控工程設(shè)計中的主要問題（1） DCS不能進行集成控制，很少用于工藝全過程和多裝置的控制，而大多用于控制單 套裝置或部分工段。我國自行設(shè)計的DCS在軟硬件配套和可靠性方面和國際先進水平還存在 較大差距，還不能充分滿足實際生產(chǎn)的需要，所以對于大型裝置的DCS仍然主要依賴進口。（2）我國自行設(shè)計的控制軟件，盡管縱向比較有了較大提高，但是因為在商品化、標(biāo)準(zhǔn) 化和性價比等方面的缺陷，推廣起來具有很大的難度。（3）我國自行設(shè)計的儀表主要用于記錄

7、，而引進的國外儀表也不是最新產(chǎn)品，仍停留在 上個世紀(jì)中后期的水平。（4）國內(nèi)配套的登記表缺口較多，品種也不齊全。高精度的流量計、高位液位計、特種 調(diào)節(jié)閥等仍然主要依賴進口。（5）計算機在我國石油化工自控工程設(shè)計中的應(yīng)用依然是裝置級的，部分石化企業(yè)盡管 設(shè)計出了計算機綜合生產(chǎn)系統(tǒng)和信息系統(tǒng)，但是由于諸多原因，投入了大量資金，收效卻甚 微。4關(guān)于石油化工自控工程設(shè)計的幾點建議4.1 綜合利用各種技術(shù)大型的化工和石油生產(chǎn)企業(yè)，應(yīng)充分利用計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信 息技術(shù)，加大企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計投入，全面提高管控一體化和信息集成化的程度，降 低成本、能耗和原材料的消耗，通過提高產(chǎn)品質(zhì)

8、量和數(shù)量提高企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益，增 強企業(yè)核心競爭力。4.2 融入全方位、全層次、全生命周期服務(wù)的理念全方位服務(wù)，就是在競爭激烈的市場經(jīng)濟中，石油化工企業(yè)以信息技術(shù)和自動化技術(shù)為 推手，把各部門的業(yè)務(wù)有效的橫向關(guān)聯(lián)起來，便于在市場變化時做出靈活、快速、有效的響 應(yīng)。作業(yè)調(diào)度、編制計劃、銷售訂貨、貯運原材料、管理庫存和生產(chǎn)以及發(fā)送成品等方面都 涉及到全方位服務(wù)。全層次服務(wù)指的是石油化工企業(yè)對生產(chǎn)各層進行自動化管理的工作，涉及到調(diào)行基礎(chǔ)回 路、控制單元、優(yōu)化裝置操作以及有效管理和有序管理等方面。生命周期服務(wù)就是裝置設(shè)備的整個設(shè)備整個使用周期內(nèi)，將信息技術(shù)和自動化技術(shù)等方 面的服務(wù)和支持進行到底，涉及到裝置設(shè)備的運行、建設(shè)、改擴建、維護以及停止運行和再 運行等方而。4.3 提高自控系統(tǒng)的使用率一個好的系統(tǒng)只有經(jīng)常使用才能充分發(fā)揮其作用，反過來，只有好的系統(tǒng)才會被經(jīng)常使 用。所以在實際工作中，必須努力提高自控系統(tǒng)的使用率，這樣才能提高經(jīng)濟效益。同時， 設(shè)計者應(yīng)不斷給控制系統(tǒng)升級，讓裝置發(fā)揮更大的經(jīng)濟效益。5結(jié)束語石油化工自控設(shè)計人員必須加強學(xué)習(xí)，拓展自己的知識面，自覺的向人工智能、計算機 科學(xué)以及化學(xué)工程和過程控制等方面的專家請教，并將這些知識運用到設(shè)計實踐中去，我國 石