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DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.057
自动化控制技术在推动我国石油化工行业发展中发挥着重要作用,充分发挥自动化控制技术的作用,是石油化工行业发展的必然要求和发展趋势。加强自动化控制,不仅有利于提高我国石油化工企业的经营管理能力与技术水平,提高企业的生产效率,而且有助于降低石油化工企业的生产成本,为石油化工行业的发展创造良好条件。
1 石油化工自动化控制的主要方面
1.1 实时仪表监控
实时仪表监控,是石油化工生产中自动化控制最为基础性的一个环节。缺少了实时仪表监控,其他的自动化控制都无从谈起。开展实时仪表监控,就要在相关系统软件的基础上,实时掌握仪表上所显示的生产工艺参数,帮助生产人员和技术人员及时了解最新的生产情况,帮助其更好的进行生产判断。
1.2 自动化检测与修复
自动化检测与修复是确保时候化工生产准确、安全、可靠的一个关键环节。在现代信息技术飞速发展的背景下,自动化检测与修复已经不单单是对石油化工生产过程中的问题进行检测,发现故障位置,而且能够实现自动化的处置和修复,有效的减少了发现故障和排除故障的时间,极大的提高了工程人员对日常设备的维护效率。
1.3 监测模型分析
监控模型分析是石油化工生产中自动化控制中的一个重要的环节。利用监控模型分析,能够在整体上预先掌控石油化工的生产情况,了解可能发生的问题和已经发生的问题,对于隐患及r加以解决,降低生产的安全风险,进而保障石油化工生产的安全性。
2 石油化工自动化控制中仪表控制的重要意义
近年来,我国经济高速发展,人们对于石油化工产品的需求也是日益增加,导致了石油化工市场出现了供不应求的局面,这就推动了石油化工产品生产的发展。而在石油化工生产中,仪表控制可以说是最为重要的环节,它是石油化工自动化控制的基础。目前,在石油化工生产中,仪表控制具备了更多的特点,如网络化、数字化、智能化等,利用这些先进的信息技术,为石油化工自动化控制提供了基础的存储、分析和预测能力。
虽然石油生产效率在计算机技术、网络技术及数据信息技术的基础上有所提高,但在石油生产过程中仍然会有大量的有毒、易燃易爆等有害物质排出,所以石油生产过程中要对有害物质的排放进行严重控制,这要求相关技术人员要利用石油化工自动化控制仪表,严格控制石油生产技术参数,以此提高石油化工生产的安全性和可靠性。与此同时,相关生产部门要对石油化工生产进行信息化管理,以此提高石油化工行业的生产效率,降低石油化工生产人员的劳动强度,最终实现产品质量和经济效益的提高。因此,可以看出石油化工自动化控制中仪表控制的重要意义。
3 石油化工自动化控制中仪表控制的策略
3.1 科学的设计石油化工自动化仪表的测量
计算机的快速测量,不但有利于仪表设备空间及体积的降低,还有利于仪表设备运行功能及控制技术的改善,实现石油化工自动化仪表控制精确度的提高,具体测量方法,一是要在对石油化工相关自动化仪表进行设置时,应用计算机编程技术,使得仪表能够更好的实现同各类软件系统的结合,提升软件对仪表电路、芯片的控制水平。二是要在计算机编程的基础上,应用存储控制程序来控制相关的自动化仪表,从而对仪表的综合电路进行控制。三是要充分发挥随机存储器的作用,来对仪表测量数据进行记忆和基本的计算,为后期的数据处理和相关的工作程序打好基础。
3.2 强化石油化工自动化仪表的数据收集与分析
要强化石油化工自动化仪表相关数据的有效收集及处理,一是要应用信息技术,强化计算机对自动控制仪表中心的信息化控制。二是要在实现信息化控制的基础上,把数据收集相关的软件系统内嵌在实施控制的计算机上,利用快速的、重复的测量,来提高仪表数据的准确性。三是要在确保数据收集准确的基础上,利用计算机上相关数据分析然间来对收集到的数据进行分析处理,计算出相关的数据分析结果,通过反馈更好的服务于石油化工的生产。
3.3 建立石油化工自动化仪表的误差纠正体系
要建立石油化工自动化仪表的误差纠正体系,第一要利用计算机系统收集、处理和分析化工生产优势数据、生产资料及工艺参数,并建立相应的数据模型。第二要在化工生产优势数据、生产资料及工艺参数被处理和分析的基础上,利用仪表或计算机数据系统中的微处理器及数据模型,排除测量值误差,提高石油化工主动化仪表的控精密度,实现对石油化工生产全过程的有效控制。
4 结语
自动化控制在石油化工产业中有着十分重要的地位。它能够通过实时仪表监控、自动化检测与修复和监测模型分析等手段,在实现更高的生产效率的同时,提升生产过程中的安全性与可靠性。而仪表控制可以说是石油化工生产自动化控制的基础,因此必须采取科学的仪表控制策略来更好的为自动化控制服务,如科学设计自动化仪表的测量、完善仪表的数据收集与分析、建立误差纠正体系等,这些都是能够有效提升仪表控制水平的策略。这样就可以更好的推进石油化工自动化控制,为我国经济发展提供助力。
参考文献:
[1]熊耀华.石油化工自动化控制的关键技术及仪表控制策略探究[J].化工管理,2016(03):10+12.
[2]姜淼.浅析石油化工仪表中的自动化控制技术[J].化学工程与装备,2016(06):172-173.
【关键词】石油化工 经济 自动化 关键技术
中图分类号: F407.22文献标识码:A 文章编号:
虽然,目前我国的石油化工业的整体产品质量、生产工艺、以及管理水准、自动化技术、信息化工作进程水平等方面与国外发达国家相比还有着不小差距。但我国高度重视石油化工自动化技术的发展。目前我国在石油化工业自动化技术研究与发展所取得的长足进展也说明了石油化工业综合自动化的应用前景非常广阔。
1 石油化工能源性产业关键技术的结构构成
一般而言,大型石油化工集团企业或相关行业都非常注重自动化发展水准以及实践应用成效的优化体现。因此,这些企业无不具备先进规模化的信息集成系统。如,美国、日本、英国等的上百家炼油企业、化工产业都已经实施过了CIMS计划。而其目的就是进一步提升自动化应用管理水平,促进产业化经济迅猛发展。常规而言,石油化工业在引入自动化应用技术时一般都会考虑以下几点。
其一,安全。所谓安全则是为自动化控制系统、检测板块、以及设备的运作装置等提供安全运行保障,具体的保障举措则是对装置系统、控制系统、检测系统等进行定期检查故障或阶段性维护等。
其二,成本。显然,成本问题则是考虑投入自动化技术应用研究所用的总体投资,这种投资一般需要先进技术工艺、技术指标权重等的分析与测评,以此才能衡量出具体的建模技术、控制技术等的最高输出作业效率,最终分析出降低生产物料能耗、资源耗损等的投资比重,保证最大化成产效益。
其三,运作效率。通过有组织、有规划的计划调度与先进工艺流程模拟技术等来加强设备的生产效率以及实际作业利用率等。其四,核心竞争力。这种核心竞争力的体现显然与自动化应用技术有着直接重要联系,一般会通过诸如ERP、SCM、CRM,电子商务,以及价值链等技术进行辅助,从而才能确保企业价值增值,在原有的技术硬件基础上提高自身综合实力。具体而言,结合国内外先进自动化技术的发展形势去看待自动化关键技术结构,可将其主要划分为三层结构。
PCS(过程控制系统)为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统(DCS)、现场控制系统(FCS)、多总线网络化控制系统、传感器技术、特种执行机构等。这是最基础的一层,是过程控制层,即按照生产计划,使用尽可能低的消耗,稳定的生产出更为优质的产品;
以MES(生产过程制造执行系统)为代表的生产过程运行优化层。主要内容包括先进建模与流程模拟技术、先进计划与调度技术、数据挖掘与数据校正技术、动态质量控制与管理技术等。中间一层是数据处理及工厂管理层,是由管理网及网上的服务设备构成的;
(3)以ERP(企业资源管理)为代表的企业生产经营优化层。主要内容包括企业资源管理(ERP)、供应链管理(SCM)、客户关系管理(CRM)、产品质量数据管理(PqDM)、数据仓库技术、企业电子商务平台等等。这是决策层,生产是由计算机自动管理的按公司决策、市场分析、经济利益进行的。
2 石油化工业自动化的关键技术
2.1 数据库信息集成
石油化工业自动化技术的主要载体是信息集成,而数据库管理则是确保信息集成得以实现的必要基础。由于石油化工行业有着自身行业特性,它往往需求庞大的海量数据加以处理、同时能够对数据进行开发与应用,以此才能体现数据库管理系统的强大功能与实用价值,促进石油化工业实现管理系统的各项经济指标控制。所以,数据库管理系统基于此种海量信息需求处理的形态下,就要实时对数据的产生加工过程进行监督与控制。而负责监督与控制的数据库运用载体则为关系数据库与实时数据库。这两种数据库能够作为系统信息的集散地,并可独立完成相应操作,且能相互协调进行。这样,通过信息集成化的数据库后台数据加工处理,就能把各种信息加以充分运用,并实现信息集成共享,以此保障了信息的增值与充分利用。
2.2 决策支持
(1)经营决策分析。石油化工业生产经营过程同样与其他企业一样需求决策支持,即经营决策是指导石油化工业生产经营活动的执行准则,同时也是一项重点执行内容。但是,由于传统管理模式下的决策支持往往缺乏相应的经验积累、决策质量不高、随意性幅度较大等缺点。而当前结合信息产业技术下的ERP、CRM、SCM等信息系统的出现,使得各项决策与同行业信息、数据等能够加以整合并实现优化,从而利于当前石油化工业的经营生产决策部署,提高自动化应用水准。
(2)成本效益分析。成本效益分析的本质目的在于提高各项业绩指标的利润最大化。一般而言,石油化工业自动化生产经营过程中,所必须加以进行盈亏生产方案分析的一项工作就是实际成本投入与计划成本之间的对照工作。即分析好这一过程的经济指标并进行及时调整,能够利于企业决策质量上升一个档次,更贴近企业生产经营实际情况。
2.3 流程模拟运用技术
简单说,流程模拟就是对石油化工自动化经营生产过程加以模拟,即建立出反映生产原貌形态的过程模型。我们知道,炼油生产直至后续的原料油品经营过程所涉及到的内容非常多,并且过程复杂,因此,当前在石油化工业运用综合自动化技术中的流程模拟加以充分运用,将生产工艺机理与整个系统化炼油生产过程加以紧密结合开来,势必会提高石油化工生产过程的结构优化能力。而除此之外,在石油化工业中还有着测量、机械故障诊断等技术都是自动化领域研究的重点问题。
2.4自动化技术未来增长点
以低碳能源系统、低碳技术体系和低碳产业结构为基础建立低排放、低能耗、低污染的新经济发展模式促进了自动化技术的发展。我国二氧化碳排放量、工业能耗普遍偏高。其中,原油加工、乙烯加工、大型合成氨平均能耗水平均高于国际领先水平。为实现到 2020年单位 GDP 二氧化碳排放比 2005 年下降 40%~45%,需要探索一条适合我国国情的低碳经济发展途径,石油化工行业是重要行业之一。而发展新经济无疑将促进自动化技术的发展,风能、核能、太阳能综合利用,市政、楼宇、环保等自动化技术将成为未来自动化市场的增长点。黄步余总结说:“石油化工行业从未放弃对新技术的开拓和追求,这促进了石油化工自动化技术的不断发展,另一方面,自动化技术的不断创新也同时推进了石油化工行业的发展转型。”
结束语
总之,在当前石油化工行业中努力开发自动化工作建设进程应用技术非常重要。一方面,提高石油化工业的自动化水准能够提高产业价值、降低生产经营成本,提高产品质量;另一方面,随着当前市场经济需求的愈发强劲,自动化应用技术的前景也愈发广泛,各行各业中也必然脱离不开自动化应用技术。为此,石油化工业加强自动化技术的研究与应用并最终再次做出突破,势必会提高自身产业核心竞争能力,在国内市场中占据主导地位。
参考文献
[1] 王晓光,王厉,厉励. 石油化学工业信息化和自动化控制技术的现状及发展[J]. 河南化工, 2004,(03) .
[2] 李志阳,胡晓亮. 论石油化工自动化技术的发展现状及关键所在[J]. 民营科技,2009,(10) .
关键词:自动化控制系统;配电自动化技术:石油化工;应用
中图分类号: F407 文献标识码: A
随着我国经济的发展,科技水平也不断提高。石油化工产业作为我国经济发展的支柱产业之一,其自动化技术越来越受到人们的重视,对其研究也日益增多。本文以石油化工的配电自动化技术为主要研究对象,对其进行了具体分析。
一、石油化工的自动化技术要求
(1)安全控制要求。应对关键设备、关键部位进行定期专业化故障诊断、检测、维修,认真保证其安全。(2)效率控制要求。对于效率的控制要求主要通过先进的科学理论、合理的计划调度和相应的模拟流程技术来提高设备和有关装置的生产效率,这样也能够提高原材料的使用率,保证资源的合理利用。(3)成本控制要求。成本控制就是要在先进技术的基础上,实现能源的最小化使用,尽可能降低能源和原材料的消耗,通过建模、控制以及优化等技术来提高相关产品的利用率和合格率,进而降低相应的成本。
二、配电自动化技术发展现状
配电自动化技术从总体上来说是一个集成的系统,这项技术主要是用在配电网上面的多种设备,通过远程进行实时监控和协调工作。配电自动化是近几年来我们发现的新技术领域,也是计算机网络技术、通信技术与配电网络监控方面很好相结合的一个例子,可以说是电气自动化技术发展使用的典型案例。目前,电气自动化技术中的配电自动化技术在我国以及一些发达国家已经得到了广泛使用和大力推广。就发达国家来说,欧美等包括日本在内的发达国家已经开始了对配电自动化技术的使用和推广,并且通过大量实践证明了这项技术的优越性,表明了这项技术能在很大程度上有效地提高配电网运行的可靠性,并且能够进一步保证效率的最大化。配电自动化技术在石油化工业作业中应用的主要目的是要提高电能供应的高质量,从而减少人员的工作强度。在充分利用和发挥电气自动化技术的各种先进设备的优势前提下,为石油化工企业工程以及电力公司双方都带来可观的经济效益,能够最大限度地提高劳动效率。另一方面,我国在配电技术方面的应用也有一定的发展过程,主要经历了 3 个特殊的发展阶段,即柱上自动化、依靠遥控控制检测自动化及靠计算机辅助的自动化,截至目前,国内的自动化配电网技术都是依靠这 3 种方式来实现的。
2.1 柱上设备自动化
自动化技术在这方面的运用主要是考虑到了要使自动化配电的开关设备之间能够有效的配合,其中主要的设备就是重和器分段以及对故障进行检测的故障检测器。通过多种设备的配合使得故障得到隔离,从而进一步恢复区域的供电。这种技术的主要特点是:工程量相对较小,工程的投资较小,不需要为了工程的需要配备相关通讯网络,同时现有的配电网中也能够进行方便的改造而不影响其他方面的工作。但是这种技术也有其缺点,那就是重和器在工作过程中需要很多次地进行重组操作,并且必须通过正确的判断后才能对发生故障的区域进行清除解决,然而这样频繁的操作会严重冲击电网,有可能导致停电现象,同时,用电设备也可能损坏。
2.2 遥控遥测自动化
自动化技术在这方面的应用主要是取决于 FTU 和相应的通信网络,需要的设备主要是 FTU、通讯网络以及计算机网络系统,通过这 3 个方面技术的配合使用来进一步实现远程的、实时实效的监控。遥控遥测自动化技术是柱上设备自动化技术在一定程度上的升级,这项技术可以通过人工来实施遥控、遥调以及遥信,这样就能及时地对电网的负荷进行切换。但是遥控遥测设备自动化技术工程量相对较大,同时投资的金额也相对较大,所以在改造现有的配电网上面有很大的难度,可行度比较小。
2.3 计算机辅助自动化
计算机网络辅助设备自动化技术可以说是比较高级的自动化应用技术,这种技术的主要使用设备是 FTU、计算机网络系统、通讯网络系统以及高级的应用型软件等技术。通过这种自动化技术能够实现配电方面的管理系统以及包括人工智能技术在内的技术的混合应用,这种自动化技术不仅能够进行远程的检测遥控,同时还对原有的配电管等进行管理系统的完善,使得配电系统能够在很大程度上实现相对自动化的运行,而不影响其他工作。但是这种自动化技术相对于上面两种自动化技术来说,需要的投资和工程量都是空前巨大的。
三、配电自动化技术在石油化工应用中存在的问题
石油化工方面为了能够相对可靠地提供电力,相关的电力部门先后经过了大幅度的检查维修,对以前存在的线路进行了一定的改造,大大提高了化工企业的供电质量。另一方面,我们需要看到的是,我国在利用配电的供电方面还存在着很大的问题。就拿 21 世纪前 7 年来说,故障出现次数仍较为频繁。表 1是这几年由于这方面问题而出现的故障次数。
从表 1 中可以看出,故障出现次数正逐年下降,这说明供电可靠性有所提高。但是我们还应看到,因为石油化工企业以及相关工作的特殊性,配电需要大量的线路,且线路距离非常长。加之石油化工工作的环境相对较差,另有自然因素带来的大风、大雨等,就使得该趋势很难得到有效保障。就像表 1 中所示,2004 年以后故障减少的幅度相对前几年有所降低,减少次数也逐年降低,所以降低相应故障出现次数也是很有难度的。
四、配电自动化技术在石油化工中的实际运用
目前电气自动化技术在石油化工中的应用主要体现在配电网自动化供电技术的应用上。这项技术的应用主要是保证石油化工企业在工作时,油田的工作能够不受其他因素的影响。这种技术的应用能够使电网在进行工作时,发生故障的区间实现相应的隔离,从而在某些区间发生故障的情况下,其他区间还能正常工作,不影响其他环节的工作进程。配电设备自动化主要通过两个方式进行工作的:
4.1 就地进行控制
就地控制在这方面主要表现在,不需要通信方式就能够将故障进行隔离,这是因为,配电设备自动化只要能够检测到电压的加时限,经过多次重合后就可以将故障进行隔离。配电设备自动化的工作原理其实很简单,当馈线出现了无法挽回的故障时,重和器会合不上闸,一旦重和器合不上闸,就会发生跳闸现象,这样的话,发生故障的两头就会因为两端的负荷开关断开、没有电压的支持,从而分开,无法工作。分开之后,重和器会再次进行合闸,而此时负荷开关在进行设定后就会自动地关上,经过这样一个简单的过程之后,故障就会被轻松隔离,之后可以再将重和器进行调度,重新连接上开关之后就可以恢复电力,正常地输送电力了。
4.2 远程进行遥控
配电设备自动化在远程遥控上的应用主要是,灵活应用一定的通讯手段,进而实现远程遥控。包括可以进行电动操作的负荷开关、远程通讯的馈线远程终端技术 FTU 以及馈线的自动化控制中心部位这 3 个主要部分。这种远程控制技术相对已经比较先进,控制技术的核心部位主要是 FTU,FTU 可以通过对相关情况的分析,采集到一些相关联开关的运行状况,然后对这些采集到的情况进行分析得出相应结果,分析结果作为对故障区域定位的依据,从而准确找出故障位置,然后通过远程遥控控制线路开关,最后使得正常区域的供电得到恢复。
五、结语
综上所述,自动化技术在石油化工中的应用是一种必然的发展趋势,它能够有效提高油田的工作效率,进而提高整体生产效率,很好地保障生产活动有序、健康、快速发展。同时,这项技术在石油化工中的普及应用也应该考虑到实际环境、作业情况等,从设备的起始阶段到生产活动过程中的各个环节都应尽可能发挥其作用。
[参考文献]
[关键词]石油化工;企业;仪表;自动化设备;预防;维护
中图分类号:TE967 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)18-0050-01
在当前的石油化工企业发展当中,仪表自动化设备占生产装置中的比重越来越高,在石油化工企业实际设备的运行过程当中,即使为石化企业带来了一些方面的方便,但是对于仪表自动化设备而言,运行过程中难以避免会出现故障的现象,为了保证石油化工的企业经济效益目的的实现,应当在平时就做好自动化设备的及时维护,一旦出现问题应当积极采取措施进行维护,进而为仪器的正常运行提供保障,推动石油化工企业的顺利发展,保证经济和社会效益的稳定。
1、石油化工企业仪表自动化设备故障的预防
石化企业仪表自动化设备的顺利运行是保障企业正常生产、保证企业正常经济收益的前提,因此,必须严格做好石油化工企业仪表自动化故障发生的预防工作。这种预防工作,顾名思义,就是要在设备发生问题之间进行,在购买设备伊始就应当有针对性的制定有计划地预防性故障维护工作计划,目的是做到防患于未然。由此可见,对于石油化工企业自动化进行预防性的维护,在避免发生事故的同时应当对于设备进行及时维护,这样一方面可以减少对于石油化工企业正常生产造成的伤害,另一个方面,还会减少事故发生以后的设备维护的难度。[1]
1.1 积极更新管理制度,将隐患消除在萌芽
石油化工企业在进行设备故障预防的过程当中,应当对于各个级别仪表自动化设备操作人员和管理人员的工作都进行严格的规范,这是由于石油化工企业不断的发展壮大的同时仪表自动化的设备也会在石油化工企业设备中的比重越占越高,在这些先进设备上投入的高技术人才和管理人员自然也比较多,因此在先进设备的操作过程中投入的人员和财力也越来越多,为了保障仪表自动化设备的顺利运行,应当对于现有的设备管理制度进行不断的创新,鼓励建立起符合现行石油化工企业仪表自动化设备的新型管理制度,把这些设备的维护工作做好有利于及时发现设备管理当中存在或者潜在的问题,有利于及时采取针对性的措施,将隐患消除在萌芽之中。
1.2 采取分级维护方式,减小设备故障导致的消极影响
在日常的仪表自动化设备维护的过程当中,应当采取分级卫华的制度,对于一般的设备进行二级维护,并且保持定期的巡查和检查工作。在实际进行设备维护的过程当中,首先应当对于全体的设备进行统一全面的排查工作,让所有的设备都按照一个正常的生产量进行生产,其次组织专门的技术管理人员对于重要的设备进行二次维护,参加二次维护的设备应当至少占全部排查的50%以上,在进行二次维护的过程中应当选用具备专业知识的人来进行管理和负责,[2]保证能够及时保证发现仪表自动化设别在运行过程中的隐患或者潜在的隐患。通过这样的分级制度有利于提升预防工作的效率,在各级员工而言不仅能够保证权利和责任明确而且能够提升原有的故障预防水准,对于石油化工企业中使用的仪表自动化设备维护意义重大,有利于减弱设备故障导致的消极影响,提升企业的经济和社会效益。
1.3 着重发展仪表自动化设备的生命周期预防,提升企业经济效益
在石油化工企业仪表自动化设备故障维护的过程当中,无论是哪一种的仪表自动化设备都具有一定的使用生命周期,并且生命周期的长短和设备所在的环境密切相关,因此,为了实现仪表自动化周期更长的目的,减少仪表自动化故障发生的几率,在故障设备维护的过程当中能够保证设备的减少和维护,保证设备所在的环境是适合设备正常发展的,不会导致设备由于环境的原因难以使用,进而导致设备故障的可能性提升。[3]在设备一场维护的过程当中,应当做好现场的测量工作,保证仪表的温度和压力以及液位等方面的参数都在正常的范围以内,减少仪表自动化设备故障的发生的同时做好日常的维护。
2、石油化工企业仪表自动化设备故障的维护探讨
2.1 维护仪表自动化设备的诊断技术
在维护发生故障的石油化工企业仪表自动化设备的锅中当中,应当首先考虑到发生故障仪器对于整体石油化工企业的意义,以及其相关的其他相似功能仪器的稳定性,以期待其发挥功效,保证整个企业工业的正常进行提升石油化工企业的工作效率。[4]
在对于石油化工企业仪表自动化设备维护的过程当中,应当采取仪表的自行诊断技术,实现基层设备维护工作目的的同时,也应当注意管理人员的工作内容。经过多年技术的不断成熟发展,仪表自动化设备的自行诊断技术已经达到一个比较完备的水平,也正是由于自行诊断技术,采取的人工智能性质的设备检测和分析方式,因此能够及时发现设备运行过程中存在的问题,并且提示相关维修人员采取合理措施消除故障,或者也会通过自动警示的方式来提醒操作人员设备存在的问题,并且提示相关的故障维护措施保障设备的正常运行。人工智能的设备维护技术一方面减轻了设备维护人员的压力和工作量,另一个方面还会通过智能化的分析为维护人员提供科学的数据,促使和帮助维修人员更快的制定适用于设备的相关维护工作。
2.2 保证仪表自动化设备维护和管理工作的规范性
在仪表自动化设备进行故障或者潜在故障维护维修的整个技术过程当中,还应当着重注意的一点是石油化工企业仪表自动化设备在很多方面是相互衔接的,并且符合公司整体利益要求,这样的方式能够最大限度的减少设备故障的产生和发展,因此在对于设备进行日常维护和故障处理的过程当中,应当充分考虑石油化工企业的生产规模、生产年限、相关设别维护人员的数量和技术。在选购仪表自动化设备的过程当中应当着重选取技术顶尖、功能完备、操作易上手、价格制定合理、售后保障技术团队完善的设别,一旦发生购买的设备不符合要求以及产生设备不能正常使用的情况或是造成设备使用寿命减短的现象,就会为日后的长远工作留下后患。
3、结束语
综上所述,在石油化工企业的仪表自动化设备运行的过程当中,为了实现保障企业经济利益的目的,同时保障设备正常运行,首先就需要做好设备的故障预防和维护工作,对于设备进行定期检测的同时采取有效预防措施消除设别运行过程当中存在的隐患,对已经故障的设备进行及时维护。在维护过程当中也应当积极探索新的有效的方式,保证石油化工企业的仪表自动化设备更好地为我国的经济发展贡献力量,推动我国经济和社会不断向前发展。
参考文献
[1] 高峰.石油化工自动化仪表的可靠性及发展趋势分析[J].无线互联科技,2014,07:118.
[2] 邓慧卿.化工企业自动化仪表的安装与调试探讨[J].电子技术与软件工程,2014,12:258.
【关键词】石油化工;自动化仪表;控制
前言
石油是全世界需求量最大的能源,也是我国重要的基础能源。把先进的科学技术与石油化工行业相结合,对于提升企业的竞争力具有重要的意义。使用自动化仪表是一种重要的提升方法。二十世纪四十年代石油化工企业开始使用自动化仪表,那时的仪表自动化仅是一种机械的自动化,完全达不到自动控制的要求。仪表技术含量低,体积大。经过而后的发展,特别是第三次科技革命的到来,微型和小型计算机技术在石油化工行业的应用,使自动化仪表水平发生了质的飞跃,表现在仪表体积缩小,精度提高,人员干预程度降低。通过计算机与DCS的结合,多变量控制、智能控制和技术控制的实现[1],石化企业的自动化程度得到了很大的提高。笔者根据自己的工作经验,对石油化工自动化仪表技术的应用进行浅析。
1.执行检测类仪表
在执行检测类仪表中有温度仪表、压力仪表、物位仪表、流量仪表、等,本文选择物位仪表和流量仪表这两种具有代表性的仪表的发展和应用探讨石油化工自动化仪表技术的应用。
1.1物位仪表。物位仪表根据装载物料的不同分为料位计和液位计,若是两相物资则为相位计。目前电子型物位仪表超过了机械式物位,电子型中以非接触式物位仪表(TOF)发展最快、应用最广。TOF是通过向物料发射某种能量波,能量波遇到物料后反射并被接收,根据时间差计算物位。除了非接触式还有接触式,在容器内从罐顶到罐底安装一根导波杆,微波从上向下传播,遇到物料介电常数会发生变化,根据波的行程测出物位,微波主要是脉冲波。在石油化工厂内具有较多的反应容器、储罐等物料装填场合,需要对物料液位进行测量以便控制反应的速度和储存的安全。例如在延迟焦化工艺中,需要对塔内焦化产品测量物位,所采用的测量方法是利用放射性同位素发射的放射性射线,对射线的发射时间进行测量得出行程。而对储油罐的测量则采用传统的浮力式和电容式。较为先进的超声波式、激光式和微波式,因其测量精度高、反应迅速也在石化企业得到广泛的应用。新型探测方法磁致伸缩式[2]因其精度高、可靠性强也在得到普及。石化企业内物位仪表并非单独使用,它们与阀门配合,当物位超出设定值,阀门开启或关闭,以保证安全的物位高度。
1.2流量仪表。石油化工企业另一个得到了大范围的应用的仪表是流量计,用来测量单位时间内流过管道的流体的体积。流量计伴随着石油的开采、运输、冶炼加工直至最后贸易。石化企业内要求流量计能测量大口径流量或微小流量;脉动流,高温介质,低温介质或多相流介质;高粘性、强腐蚀流。流量计根据测量介质的不同分为气体和液体流量计。流量计主要应用于设备的进出口,大多数流量计与阀门相连,可自动使流量保持在一定范围内。先进的流量计有电磁流量计、超声波流量计。超声波流量计可用来测量大管径、腐蚀性、不宜接触的流体,不会造成压力损失,缺点是不能测量脉动流,抗干扰能力差,精度不高,重复性差。电磁流量计只能测量导电的流体,由于流体的电阻随温度变化,温度需保持恒定,要求流体纯净、无杂质。化工企业对流量计的选择是根据仪表的性能、流体的特性、安装条件、环境条件和经济因素等方面综合考虑。例如常减压装置安装的流量计要能抗高温、耐腐蚀。在天然气输送中采用的是靶式流量计和弯管流量计。流量计的自动化表现在流量计可根据生产的需要自动调节流量的大小,流量计之间相互关联、相互影响,可设置流量计传送的流量,当达到规定值后自行关闭阀门。这些自动化措施大大提高了石化企业的生产安全,减轻了人员的劳动量。随着技术的发展,流量计日益自动化、小型化和精密化。
1.3分析仪器。生产过程中,只有把各种参数都控制在合理范围内,才能保证最终产品的质量。现代的生产是在中间各个过程保证物料的合格,需要对中间过程的物料进行分析,同时厂区排放的废弃物也要进行检测和分析以利于环境保护。气相色谱、液相色谱、电镜、核磁、质谱等分析仪器技术含量高,检测方便。近红外在线分析可以在几分钟内测定汽油、柴油的各种物理化学性质,比传统的烃烷测定方法更加节省成本。
1.4执行器。控制室得到各处的物性参数,需要对其进行控制,这就需要用到执行器。执行器由执行机构和调节机构组成。应用较多的是气动执行器,还有少数液动执行器、电动调节阀、自力式调节阀、气动活塞机构。石化设备中对温度、压力流量的控制大部分通过控制阀门的开闭程度进行调节,所以调节阀在系统中具有重要的作用。调节阀分为1级阀和2级阀。1级阀的损坏会造成一千万美元的不可避免的损失,二级阀会造成十万美元的损失。目前,调节阀的通用化、组合化、多功能化正日益受到重视。
2.控制策略
自动化仪表的应用离不开控制,有以下几个方面:
2.1常规控制。透过控制的发展趋势发现,石化工业自动化的基本控制策略仍未变,应用较多的是连续控制,同时伴有批量控制和顺序控制。PID调节的控制算法变化不大,功能块之间多以多重串联和并联连接为主要连接方式,采用Knao How应用模块[3],它能满足复杂参数计算、综合指标的显示,应对多种物料、参数的变化实现装置的稳定、连续运行。
2.2自适应控制。智能调节器根据具体的工作环境自动调节机器的性能,生成的反馈信息被系统接收后,系统按照设定的程序进行工作。先进的自适应系统与传统的自适应系统相比,具有自整定和模型参考,具有辨识过程的独特性,在辨识的过程中可以保持信号的平稳运行,目前已经广泛的运用到了我国石油化工过程的不同部门。
2.3最优控制。最优控制目标是使控制系统的性能达到最优化。它在很大程度上解放了人力,同时使得系统的控制比人的操作具有更大的效益。最优控制实现了各个操作过程的优化,产生了一加一大于二的效应。最优控制给生产提供了一个稳定的大环境,他成功的解决了人工控制的各种弊端,逐渐实现效益的最大化、管理的有效化。在石油化工产业的应用逐渐扩大。
结语
科技日新月异,石油化工自动化仪表也在进行着深刻的理论和技术革命。世界范围内,先进技术的应用对于提高石油化工企业的竞争力具有巨大的推动力[4]。我国石油化工自动化仪表技术相对于世界先进水平还有一定的差距,要理性引进,更加注重吸收,注重创新,加大科技投入,在这些措施的基础上我国石油化工自动化仪表将迈上新的台阶,得到更大的提升。
参考文献
[1]贾苑.浅析石油化工自动化技术的应用与发展趋势[J].中国石油和化工标准与质量,2007(09)
[2]张文全.试述石油化工自动化仪表技术的应用[J].中国新技术新产品,2013(11)
[3]常苹莉.自动化仪表在石油化工发展中的应用[J].科技专论,2012(08)
[4]陈军,刘国明.石油化工自动化仪表的浅析[J].化学工程与装备,2010(4)