石油化工行业自动化仪表特点与控制技术分析

[摘要]自动化技术属于未来工业的主要发展趋势，尤其是在石油化工行业中全面实现设备的自动化。利用使用自动化控制技术，不仅能够有效提高石油化工行业生产效率，还能够使企业生产成本得到降低，促进化工产品质量及企业经济效益的提高。

[关键词]石油化工 自动化 控制技术

一、石油化工行业自动化仪表的概述

目前我国石油化工行业自动化仪表的实际情况，其主要包括以下三个阶段：设计、施工和调试，无论是哪个阶段都必须根据国家相关标准要求进行，同时设计、施工以及安装工作人员，必须具备较强的专业技能和知识，确保自动化仪表能够安全、稳定运行，进而使其能够充分发挥出自身的作用和价值。

根据功能、性质的不同，我们可以将自动化仪表分成以下五种类型：一是，根据仪表本身性质的不同，可以分为三种类型，即液动、气动以及电动这三种形式的仪表：二是，根据仪表结构的不同，可以将其分为基地式仪表、综合控制式装置以及单兀组合式仪表这三种：三是，根据工作人员对其安装的方式不同，可以将其分为现场型仪表、架装型仪表以及盘装型的仪表：四是，根据其功能的不同，可以将其分为智能型的仪表和非智能型的仪表；五是，根据其信号表现形式的不同，可以将其分为模拟型仪表和数字型仪表两种。由此可以看出，自动化仪表的种类是非常多的，这也是其能够在各个行业中得到广泛应用的一个重要前提。

二、石油化工行业自动化工业仪表的特点

石油化工行业自动化控制仪表主要特点是采用先进的微电脑芯片及技术，减小了体积，并提高了可靠性及抗干扰性能概括起来，主要包括以下几点：

（一）自动化工业仪表的可编程功能

在控制电路的过程中，硬件软化可以通过一些接口芯片的位控特来进行一个比较复杂的功能控制，它的软件编程就是以储存控制程序代替往常的顺序控制如果在这个过程中用硬件代替，则需要一个完备的定时和控制电路所以，总的来说，如果可以利用软件置入仪器仪表来代替常规的逻辑电路，则可以极大地简化了硬件的结构。

（二）自动化工业仪表的记忆功能

往常，仪表采用的形式一般都是时序电路和组合逻辑电路，它们只可以在一定的时刻里记忆一些简单的状态，但是一当下一状态到来之后，前面记忆到的状态就完全消失掉了但自从吧微机引入到儀表的应用之后，它的随机存储器本来就可以记忆前一状态中的信息，所以只要一充上电，这些记忆便可以一直被保存下来，同时还可以记忆其它状态的信息，再进行信息的重现和处理。

（三）自动化工业仪表的计算功能

由于微型计算机是自动配置在自动化仪表中的，因此可以实现高精度的多种复杂计算在自动化仪表的计算中，我们还可以进行确定极大和极小、被测量的给定先检测和乘除一个常数等各方面的比较和运算。

（四）自动化工业仪表的数据处理功能

在测量中，我们往往会遇到很多问题，例如自检自校、线性化处理、抗干扰和测量值和工程值的转换等待但是因为有了微处理器和软件，我们都可以很方便地用软件来处理这些问题第一，可以极大地减轻软件的负担，第二，丰富了处理功能除此之外，自动化仪表在检索和优化等方面也是存在极大的功能的。

三、石油化工行业自动化工业仪表的控制技术

（一）常规控制

石化工业自动化的顺序控制、批量控制和连续控制等这些基本控制策略是依然不变的，这些我们都可以从电动单元组合仪表、启东单元组合仪表、常规DCS和新一代DCS的变化中观察出来这些控制主要包括很多方面的内容，例如比率调节、均有调节、前馈调节、自动选择调节、分成调节、串级调节、单同路控制、连续控制、分成调节、非线性调节和自动选择调节等但是，PID调节依然是最基础的具体来说，就是控制算法和功能块基本没有什么变化，而组态能力和控制方案的变化则是最大的。

（二）先进控制和优化

在现代化的控制论推动之下，各种各样的智能化算法旱多样化。其实除了智能PID控制器之外的其他多变量控制都已经在石化行业和炼油行业实现了生产实践阶段的运用虽然它的基础是DCS，但是它既可以是一个软件包，也是一个独立的个体多变量动态过程软测量技术和模型辨识技术都是和它有着极大的联系的，多数都是采用PID串级控制和测控相结合的方式单一油源在炼油厂中的成功率最高，尤其是在卡边控制上，它的平稳操作基础的增效效果是最明显的。

（三）人机界面

目前，石业化企业的形式已经不再是一对一的装置和控制室，而是发展到多个装置对应一个控制室的形式，并且它们的最终表现是以LCD和CRT显示屏为主的，偶尔辅以一些显示仪表和指示灯。鼠标和键盘操作为主，触摸屏和少数旋钮与按钮则是辅助工具。工业电视的摄像头画面也实现了以DCS代替专用屏幕的目标。

在DCS的组态过程中，人机界面的操作策略是和控制策略紧紧相伴的在工位号操作的过程中，细目画面、趋势画面和分组画面等这类典型的“仪表棒图”都是可以相伴的，可以快速实现“组态”但是模拟图的制作则需要比较谨慎，需要我们按照工艺要求来实现，这些都是关系到报警、优化操作、事故判断和信息处理能力等人机界面是否能够取得友好相处的问题一方面，我们需要提高DCS和HM工等软件产品的性能，另一方面，我们除了需要控制方案等指标的实现之外，还需要注意控制在系统集成过程中的硬指标的实现，在人机界面这些软指标方面也需要尽到百分之一百的努力，更加需要工作人员树立无私的服务思想，和工艺操作人员之间进行密切的配合，从而在工艺装置中实现最完美的操作。

（四）安全仪表系统

石化装置的安全性要求如今越来越备受各方面的关注，主要都是由于连续化和大型化以及工艺过程中易燃易爆等原因引起的。以往的单纯由DCS设备来实现安全连锁保护的方法如今己经不能再满足企业的需求，所以紧急停车系统的加入显得尤其重要。

四、结束语

化工生产自动化性能的提升有利于加快生产效率，并提升设备利用率，实现生产效益的最大化。仪表设备复杂程度较高，管理工作难度也不断上升。自动化仪表可开展各类工艺参数的系统化检测、统计及控制工作，可维持较高的生产效率，不断推动着现代化建设事业进程。石油化工仪表中的自动化控制技术主要包括自动化检测与修复技术、监测模型分析技术、实时仪表监控技术等，未来石油化工仪表自动控制首要发展目标是安全特性，结合自动化控制技术的优化提升不断促进石油化工行业的发展。

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