史川　曹山輝　王博

[摘要]自動(dòng)化技術(shù)屬于未來工業(yè)的主要發(fā)展趨勢(shì)，尤其是在石油化工行業(yè)中全面實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)化。利用使用自動(dòng)化控制技術(shù)，不僅能夠有效提高石油化工行業(yè)生產(chǎn)效率，還能夠使企業(yè)生產(chǎn)成本得到降低，促進(jìn)化工產(chǎn)品質(zhì)量及企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。

[關(guān)鍵詞]石油化工 自動(dòng)化 控制技術(shù)

一、石油化工行業(yè)自動(dòng)化儀表的概述

目前我國(guó)石油化工行業(yè)自動(dòng)化儀表的實(shí)際情況，其主要包括以下三個(gè)階段：設(shè)計(jì)、施工和調(diào)試，無論是哪個(gè)階段都必須根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，同時(shí)設(shè)計(jì)、施工以及安裝工作人員，必須具備較強(qiáng)的專業(yè)技能和知識(shí)，確保自動(dòng)化儀表能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而使其能夠充分發(fā)揮出自身的作用和價(jià)值。

根據(jù)功能、性質(zhì)的不同，我們可以將自動(dòng)化儀表分成以下五種類型：一是，根據(jù)儀表本身性質(zhì)的不同，可以分為三種類型，即液動(dòng)、氣動(dòng)以及電動(dòng)這三種形式的儀表：二是，根據(jù)儀表結(jié)構(gòu)的不同，可以將其分為基地式儀表、綜合控制式裝置以及單兀組合式儀表這三種：三是，根據(jù)工作人員對(duì)其安裝的方式不同，可以將其分為現(xiàn)場(chǎng)型儀表、架裝型儀表以及盤裝型的儀表：四是，根據(jù)其功能的不同，可以將其分為智能型的儀表和非智能型的儀表；五是，根據(jù)其信號(hào)表現(xiàn)形式的不同，可以將其分為模擬型儀表和數(shù)字型儀表兩種。由此可以看出，自動(dòng)化儀表的種類是非常多的，這也是其能夠在各個(gè)行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要前提。

二、石油化工行業(yè)自動(dòng)化工業(yè)儀表的特點(diǎn)

石油化工行業(yè)自動(dòng)化控制儀表主要特點(diǎn)是采用先進(jìn)的微電腦芯片及技術(shù)，減小了體積，并提高了可靠性及抗干擾性能概括起來，主要包括以下幾點(diǎn)：

（一）自動(dòng)化工業(yè)儀表的可編程功能

在控制電路的過程中，硬件軟化可以通過一些接口芯片的位控特來進(jìn)行一個(gè)比較復(fù)雜的功能控制，它的軟件編程就是以儲(chǔ)存控制程序代替往常的順序控制如果在這個(gè)過程中用硬件代替，則需要一個(gè)完備的定時(shí)和控制電路所以，總的來說，如果可以利用軟件置入儀器儀表來代替常規(guī)的邏輯電路，則可以極大地簡(jiǎn)化了硬件的結(jié)構(gòu)。

（二）自動(dòng)化工業(yè)儀表的記憶功能

往常，儀表采用的形式一般都是時(shí)序電路和組合邏輯電路，它們只可以在一定的時(shí)刻里記憶一些簡(jiǎn)單的狀態(tài)，但是一當(dāng)下一狀態(tài)到來之后，前面記憶到的狀態(tài)就完全消失掉了但自從吧微機(jī)引入到儀表的應(yīng)用之后，它的隨機(jī)存儲(chǔ)器本來就可以記憶前一狀態(tài)中的信息，所以只要一充上電，這些記憶便可以一直被保存下來，同時(shí)還可以記憶其它狀態(tài)的信息，再進(jìn)行信息的重現(xiàn)和處理。

（三）自動(dòng)化工業(yè)儀表的計(jì)算功能

由于微型計(jì)算機(jī)是自動(dòng)配置在自動(dòng)化儀表中的，因此可以實(shí)現(xiàn)高精度的多種復(fù)雜計(jì)算在自動(dòng)化儀表的計(jì)算中，我們還可以進(jìn)行確定極大和極小、被測(cè)量的給定先檢測(cè)和乘除一個(gè)常數(shù)等各方面的比較和運(yùn)算。

（四）自動(dòng)化工業(yè)儀表的數(shù)據(jù)處理功能

在測(cè)量中，我們往往會(huì)遇到很多問題，例如自檢自校、線性化處理、抗干擾和測(cè)量值和工程值的轉(zhuǎn)換等待但是因?yàn)橛辛宋⑻幚砥骱蛙浖?，我們都可以很方便地用軟件來處理這些問題第一，可以極大地減輕軟件的負(fù)擔(dān)，第二，豐富了處理功能除此之外，自動(dòng)化儀表在檢索和優(yōu)化等方面也是存在極大的功能的。

三、石油化工行業(yè)自動(dòng)化工業(yè)儀表的控制技術(shù)

（一）常規(guī)控制

石化工業(yè)自動(dòng)化的順序控制、批量控制和連續(xù)控制等這些基本控制策略是依然不變的，這些我們都可以從電動(dòng)單元組合儀表、啟東單元組合儀表、常規(guī)DCS和新一代DCS的變化中觀察出來這些控制主要包括很多方面的內(nèi)容，例如比率調(diào)節(jié)、均有調(diào)節(jié)、前饋調(diào)節(jié)、自動(dòng)選擇調(diào)節(jié)、分成調(diào)節(jié)、串級(jí)調(diào)節(jié)、單同路控制、連續(xù)控制、分成調(diào)節(jié)、非線性調(diào)節(jié)和自動(dòng)選擇調(diào)節(jié)等但是，PID調(diào)節(jié)依然是最基礎(chǔ)的具體來說，就是控制算法和功能塊基本沒有什么變化，而組態(tài)能力和控制方案的變化則是最大的。

（二）先進(jìn)控制和優(yōu)化

在現(xiàn)代化的控制論推動(dòng)之下，各種各樣的智能化算法旱多樣化。其實(shí)除了智能PID控制器之外的其他多變量控制都已經(jīng)在石化行業(yè)和煉油行業(yè)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)實(shí)踐階段的運(yùn)用雖然它的基礎(chǔ)是DCS，但是它既可以是一個(gè)軟件包，也是一個(gè)獨(dú)立的個(gè)體多變量動(dòng)態(tài)過程軟測(cè)量技術(shù)和模型辨識(shí)技術(shù)都是和它有著極大的聯(lián)系的，多數(shù)都是采用PID串級(jí)控制和測(cè)控相結(jié)合的方式單一油源在煉油廠中的成功率最高，尤其是在卡邊控制上，它的平穩(wěn)操作基礎(chǔ)的增效效果是最明顯的。

（三）人機(jī)界面

目前，石業(yè)化企業(yè)的形式已經(jīng)不再是一對(duì)一的裝置和控制室，而是發(fā)展到多個(gè)裝置對(duì)應(yīng)一個(gè)控制室的形式，并且它們的最終表現(xiàn)是以LCD和CRT顯示屏為主的，偶爾輔以一些顯示儀表和指示燈。鼠標(biāo)和鍵盤操作為主，觸摸屏和少數(shù)旋鈕與按鈕則是輔助工具。工業(yè)電視的攝像頭畫面也實(shí)現(xiàn)了以DCS代替專用屏幕的目標(biāo)。

在DCS的組態(tài)過程中，人機(jī)界面的操作策略是和控制策略緊緊相伴的在工位號(hào)操作的過程中，細(xì)目畫面、趨勢(shì)畫面和分組畫面等這類典型的“儀表棒圖”都是可以相伴的，可以快速實(shí)現(xiàn)“組態(tài)”但是模擬圖的制作則需要比較謹(jǐn)慎，需要我們按照工藝要求來實(shí)現(xiàn)，這些都是關(guān)系到報(bào)警、優(yōu)化操作、事故判斷和信息處理能力等人機(jī)界面是否能夠取得友好相處的問題一方面，我們需要提高DCS和HM工等軟件產(chǎn)品的性能，另一方面，我們除了需要控制方案等指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)之外，還需要注意控制在系統(tǒng)集成過程中的硬指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，在人機(jī)界面這些軟指標(biāo)方面也需要盡到百分之一百的努力，更加需要工作人員樹立無私的服務(wù)思想，和工藝操作人員之間進(jìn)行密切的配合，從而在工藝裝置中實(shí)現(xiàn)最完美的操作。

（四）安全儀表系統(tǒng)

石化裝置的安全性要求如今越來越備受各方面的關(guān)注，主要都是由于連續(xù)化和大型化以及工藝過程中易燃易爆等原因引起的。以往的單純由DCS設(shè)備來實(shí)現(xiàn)安全連鎖保護(hù)的方法如今己經(jīng)不能再滿足企業(yè)的需求，所以緊急停車系統(tǒng)的加入顯得尤其重要。

四、結(jié)束語

化工生產(chǎn)自動(dòng)化性能的提升有利于加快生產(chǎn)效率，并提升設(shè)備利用率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益的最大化。儀表設(shè)備復(fù)雜程度較高，管理工作難度也不斷上升。自動(dòng)化儀表可開展各類工藝參數(shù)的系統(tǒng)化檢測(cè)、統(tǒng)計(jì)及控制工作，可維持較高的生產(chǎn)效率，不斷推動(dòng)著現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)進(jìn)程。石油化工儀表中的自動(dòng)化控制技術(shù)主要包括自動(dòng)化檢測(cè)與修復(fù)技術(shù)、監(jiān)測(cè)模型分析技術(shù)、實(shí)時(shí)儀表監(jiān)控技術(shù)等，未來石油化工儀表自動(dòng)控制首要發(fā)展目標(biāo)是安全特性，結(jié)合自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)化提升不斷促進(jìn)石油化工行業(yè)的發(fā)展。