劉　昕（中石化洛陽工程有限公司，河南洛陽471003）

石油化工過程控制自動化及其發(fā)展

劉昕（中石化洛陽工程有限公司，河南洛陽471003）

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，工業(yè)自動化在石油化工行業(yè)不斷擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，并且重要性逐年凸顯；石化行業(yè)中的自動化控制已由原來的僅僅方便操作慢慢轉(zhuǎn)向?yàn)楦喴?、更安全、更可靠、更高效。本文首先簡述了石油化工行業(yè)自動化技術(shù)的應(yīng)用情況，進(jìn)而探討了石油化工自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢。

石油化工；過程控制；自動化；發(fā)展

近年來，我國石油天然氣化工行業(yè)中自動化技術(shù)被不斷擴(kuò)大應(yīng)用，與之相配套的相關(guān)自動化設(shè)備、儀表、控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和設(shè)備、安防技術(shù)和設(shè)備等等也都在不斷的發(fā)展和改善。這樣不僅僅是給人們的生活工作提供了方便，也在某些程度上提升了人工智能化，從而人們能夠越來越精確的把握和控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)上使用的各種各樣的生產(chǎn)設(shè)備和種類繁多的儀表。自動化已經(jīng)成為了各個(gè)企業(yè)的核心競爭優(yōu)勢的體現(xiàn)，為企業(yè)提供了更加廣闊的發(fā)展和生存空間。當(dāng)前自動化技術(shù)在石油化工行業(yè)中的應(yīng)用，不僅保障了石油化工企業(yè)的安全生產(chǎn)，也極大了提高了其生產(chǎn)效率，圖1為我國石化產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資圖。

1　簡述自動化技術(shù)與石油化工自動化控制技術(shù)

1.1自動化技術(shù)

自動化主要講的是指機(jī)器或者設(shè)備裝置在沒有人干預(yù)的情況下按照規(guī)定的程序或者指令自動進(jìn)行操作或者控制的過程。自動化應(yīng)用領(lǐng)域一般來說主要有：辦公自動化，機(jī)械自動化，信息自動化，工業(yè)自動化，污水處理自動化等等。在數(shù)據(jù)信息化技術(shù)的影響下，與自動化工程相關(guān)的技術(shù)有了長足的進(jìn)步。自動化技術(shù)更廣泛地與現(xiàn)代化技術(shù)相結(jié)合，尤其是與計(jì)算機(jī)技術(shù)以及控制論相互結(jié)合，從物理活動的自動化向信息化方向發(fā)展。使用自動化技術(shù)可以將以往的需要重復(fù)并且復(fù)雜勞累的人力勞動、在高危環(huán)境或者極端環(huán)境下操作的勞動或是經(jīng)常需要違背正常生活作息規(guī)律的勞動轉(zhuǎn)換為相對輕松、安全、高效的普通勞動。簡單地說，自動化就是盡量在不需要人的情況下，用各種元件和儀表執(zhí)行控制，以減少勞力活動，使得人們從繁重的勞動中解脫出來。

圖1

1.2石油化工自動化控制技術(shù)

石油化工行業(yè)比較危險(xiǎn)，安全生產(chǎn)尤為重要，運(yùn)用自動化技術(shù)對整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控及調(diào)節(jié)保證了石化裝置的安全生產(chǎn)。應(yīng)該高度重視自動化控制技術(shù)，做好生產(chǎn)過程中的監(jiān)控與檢查，準(zhǔn)確掌握其生產(chǎn)狀況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決問題，將安全隱患消除在萌芽狀態(tài)。常見的石油化工自動化控制技術(shù)主要有：儀表實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)；檢測模型的分析技術(shù)；自動化的檢測與修復(fù)技術(shù)。

2　石油化工過程控制自動化應(yīng)用的現(xiàn)狀

近年來，我國石油天然氣化工工業(yè)自動化技術(shù)隨著工藝和裝備技術(shù)的不斷發(fā)展而發(fā)展，已經(jīng)由現(xiàn)場手工操作發(fā)展到自動控制，由原始的單回路控制發(fā)展到高級復(fù)雜系統(tǒng)控制，直到管控一體化。自動化技術(shù)水平、控制規(guī)模、安全等級等方面都有了很大提高，隨著測量技術(shù)和控制器技術(shù)不斷的更新升級，生產(chǎn)企業(yè)使用的控制工具從早期的氣動單元組合儀表逐漸發(fā)展為電動單元組合儀表以至到現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用的DCS及PLC系統(tǒng)。

2.1自動化儀表系統(tǒng)

在我國石油化工行業(yè)，大力發(fā)展綜合自動化整體解決方案以及集成技術(shù)是提升石化工業(yè)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、增強(qiáng)企業(yè)競爭力的關(guān)鍵。自動化技術(shù)智能化需求的增加，參與自動化相關(guān)設(shè)備及產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的增多，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及優(yōu)化方案的不斷完善，這些都成為自動化儀表系統(tǒng)能夠在石化行業(yè)中地位上升的主要功臣。由于石化行業(yè)的生產(chǎn)和操作一般都是易燃、易爆等工況的環(huán)境下進(jìn)行，工藝設(shè)備的調(diào)試、使用往往要盡量避免人員的頻繁進(jìn)入，以免造成人身安全傷害。因此自動化儀表和控制系統(tǒng)往往用來代替人工操作。隨著石化行業(yè)的裝置規(guī)模的不斷擴(kuò)大，裝置處理量的不斷提升，對安全性要求也日益提高。根據(jù)以往使用的經(jīng)驗(yàn)和歸納，人們將現(xiàn)場儀表、智能儀表、控制方案及硬件控制系統(tǒng)DCS、SIS、PLC等急性一體化規(guī)整，并依托現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，構(gòu)成石化企業(yè)的自動化解決方案，圖2為自動化儀表綜合校驗(yàn)系統(tǒng)圖。

圖2

2.2自動化應(yīng)用現(xiàn)狀

自動化將控制論與工程系統(tǒng)結(jié)合在一起，研究控制科學(xué)和系統(tǒng)科學(xué)，了解被控對象和環(huán)境的特性，通過能動地采集和運(yùn)用信息施加控制作用而使系統(tǒng)正常運(yùn)行并具有預(yù)定的功能。在這個(gè)過程中，被控對象一般是指生產(chǎn)過程中需要進(jìn)行控制的工作機(jī)械、裝置或生產(chǎn)過程，比如油品質(zhì)量或燃?xì)赓|(zhì)量；通過測量元件——即各種智能儀表，檢測被控量或輸出量，作為反饋信號（一般為模擬量或數(shù)字量）經(jīng)過控制系統(tǒng)的邏輯處理元件，比較產(chǎn)生偏差，最后經(jīng)由執(zhí)行機(jī)構(gòu)來響應(yīng)以完成控制。石化行業(yè)應(yīng)用的自動化產(chǎn)品主要包括過程控制儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)等，其中過程控制儀表的市場應(yīng)用規(guī)模最大，包括壓力、溫度、液位、流量、分析等等。我國作為能源大國，對于自動化的需求是非常大的。以大中型石化相關(guān)企業(yè)來講，在其生產(chǎn)過程中就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了不同程度的自動化控制，并因此實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益，而小型的石化企業(yè)則通過主流程的自動化控制從而實(shí)現(xiàn)了相關(guān)信息在車間的集成。自動化技術(shù)因其在生產(chǎn)操作過程中巨大的優(yōu)勢，已經(jīng)成為石化行業(yè)中的“必需品”。雖然自動化技術(shù)的智能性越來越高，人們也在不斷的優(yōu)化這計(jì)算處理方式，但是，由于石油天然氣化工行業(yè)的特殊性——工藝復(fù)雜、產(chǎn)品不穩(wěn)定，也對自動化產(chǎn)品的質(zhì)量提出了更高的要求，我們需要的摸索中謹(jǐn)慎前進(jìn)，尋求生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高。

3　石油化工過程控制自動化的發(fā)展趨勢

目前我國石油天然氣化工行業(yè)自動化水平雖然就以前有了不少的進(jìn)步，但是放眼全球其他發(fā)達(dá)國家，依舊有較大發(fā)展空間。歷史遺留的那些無法解決的問題，造成石化企業(yè)自動化總體效率低、自動化規(guī)模和技術(shù)水平不均衡。雖然部分國有企業(yè)對傳統(tǒng)煉油和化工裝置的自動化水平相對較高，但是有些方面也有較為明顯的落后，比如控制信息的管理和數(shù)據(jù)共享技術(shù)與國外相比尚有不小差距。

3.1自動化硬件的發(fā)展趨勢

現(xiàn)如今，自動化硬件向著集成化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展的步伐是堅(jiān)定的。微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等逐漸新興起的高新技術(shù)給自動化相關(guān)硬件的發(fā)展與升級為傳統(tǒng)儀表檢測及控制系統(tǒng)更新帶來了新鮮的血液，已經(jīng)成為石油化工行業(yè)中自動化硬件發(fā)展的新的推動力，突破了傳統(tǒng)技術(shù)的壁壘，以更加高速、可靠、安全、簡易的方式，走向未來。智能化的處理，不單單可以處理信號，還可以自我診斷與調(diào)整來分散?？偩€化的系統(tǒng)，提供高精度、高穩(wěn)定、高可靠、高適應(yīng)、低消耗的信息共享平臺。網(wǎng)絡(luò)化的體系，使控制網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崟r(shí)連接并且方便擴(kuò)展。開放性的核心，實(shí)現(xiàn)了多種智能設(shè)備的開放互聯(lián)。

3.2自動化控制的發(fā)展趨勢

目前我國石油天然氣化工企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模越來越大，其生產(chǎn)程序逐漸變得大型、連續(xù)、復(fù)雜，因此，對于石油化工行業(yè)生產(chǎn)中過程控制方法也提出了更高的要求。經(jīng)過多年的實(shí)踐證明，自動化已成為現(xiàn)代企業(yè)提高效率的有效手段之一。然而，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，控制方式和經(jīng)濟(jì)效益之間有著不可規(guī)避的矛盾，為此，就需要更加先進(jìn)的控制方式和控制方法。隨著信息技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，現(xiàn)代自動化的概念已不單是生產(chǎn)過程的自動化，還包括企業(yè)信息管理的綜合自動化，將信息化技術(shù)充分應(yīng)用到企業(yè)決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝管理、銷售、物流及客戶管理上，才能在未來的路上走得更高和更遠(yuǎn)。發(fā)展是硬道理，對于整個(gè)石化行業(yè)是這樣，對于自動化技術(shù)也是這樣。只有不斷的發(fā)展，不斷的改進(jìn)，才能夠在國民經(jīng)濟(jì)中起到健康積極地作用，才能夠滿足市場競爭的需求，才能夠給石化行業(yè)的發(fā)展帶來足夠的動力。

4　結(jié)束語

總而言之，石油化工行業(yè)自動化技術(shù)的應(yīng)用，對于滿足各項(xiàng)生產(chǎn)需求，是不可或缺的。隨著石化工業(yè)規(guī)模的逐年擴(kuò)展，裝置快速反應(yīng)、臨界條件下的穩(wěn)定工藝技術(shù)、能量綜合平衡等工藝的開發(fā)逐漸成功，對自動化技術(shù)都提出了更高的控制要求。另外，激烈的市場競爭也對自動化提出了新的目標(biāo)與要求。我們應(yīng)該相信，隨著科技的不斷進(jìn)步，自動化技術(shù)的不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，在未來的石油化工行業(yè)中，自動化作為其發(fā)展趨勢，仍然會大有作為，進(jìn)而為我國石油化工行業(yè)做出相應(yīng)的貢獻(xiàn)。

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TE968

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2095-2066（2016）31-0260-02

2016-10-23