石化工業(yè)過程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)與戰(zhàn)略思考

【摘 要】 當(dāng)前全球石油化工企業(yè)正向大型化、自動(dòng)化、綠色化方向發(fā)展，傳統(tǒng)的石油化工過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足新時(shí)期的需要，其設(shè)計(jì)理念和應(yīng)用范圍不斷發(fā)生改變。本文探討了石化工業(yè)過程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)和發(fā)展戰(zhàn)略，具有一定理論意義與實(shí)踐價(jià)值。 　　【關(guān)鍵詞】 石化工業(yè) 過程自動(dòng)化 應(yīng)用趨勢(shì) 　　1 引言 　　自人類社會(huì)進(jìn)入二十一世紀(jì)以后，隨著經(jīng)濟(jì)與科技的飛速發(fā)展，各行各業(yè)生產(chǎn)技術(shù)與生產(chǎn)規(guī)模都得到了不斷提高，石油化工生產(chǎn)領(lǐng)域也同樣如此，全球石油化工企業(yè)都在不斷向規(guī)模化、智能化、綠色化、集成化方向發(fā)展，石化工業(yè)的這種發(fā)展趨勢(shì)，給石化工業(yè)過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)提出了更高的要求，傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)很顯然已經(jīng)不能滿足石化工業(yè)發(fā)展的需要，必須從生產(chǎn)、管理、維護(hù)、運(yùn)營(yíng)等多個(gè)方面，進(jìn)一步提升石化工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)操作、經(jīng)營(yíng)管理、生產(chǎn)管理、過程控制的一體化，將過程自動(dòng)化技術(shù)拓展到原油、采購、加工、出廠全過程中，以提升我國(guó)石化工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)水平，保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康持續(xù)發(fā)展。 　　2 過程自動(dòng)化引起入綠色理念 　　綠色環(huán)保是二十一世紀(jì)的主題之一，是事關(guān)人類社會(huì)發(fā)展與延續(xù)的重要問題。石化工業(yè)是重要的能源產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是重要的污染源之一。在能源與環(huán)保問題越來越為嚴(yán)峻的今天，石化工業(yè)過程自動(dòng)化技術(shù)必須引入綠色理念，提升石化工業(yè)企業(yè)綠色環(huán)保水平。將綠色環(huán)保理念引入過程自動(dòng)化控制之中，就必須在整個(gè)控制系統(tǒng)中考慮綠色與環(huán)保問題，以人性化的設(shè)計(jì)、科學(xué)合理的布局、綠色環(huán)保的基礎(chǔ)設(shè)施、節(jié)能型服務(wù)平臺(tái)、高效安全的運(yùn)行能力，有效的提升石化工業(yè)過程自動(dòng)化技術(shù)綠色環(huán)保水平，降低石化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過程的能源消耗與環(huán)境污染，提升生產(chǎn)效率。 　　3 過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用范圍日益廣泛 　　當(dāng)前，石化企業(yè)正向大型化、一體化、智能化、清潔化方向發(fā)展，新時(shí)期的石化企業(yè)，必須在生產(chǎn)裝置、公用工程、輔助工程等各個(gè)方面都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，提升生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理的自動(dòng)化水平，最終實(shí)現(xiàn)管理控一體化。過程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)向可靠性、穩(wěn)定性、友好性、簡(jiǎn)潔性、先進(jìn)性、靈活性、安全性等方面多下功夫，以高標(biāo)準(zhǔn)、一體化的過程控制系統(tǒng)，為石化工業(yè)生產(chǎn)提供安全、高效、低耗的保障，為企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理提供信息化支撐能力，以使石化工業(yè)企業(yè)能更好的適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，能更好的跟著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的節(jié)奏。在過程自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用中，需要注意安全、環(huán)保、節(jié)能幾個(gè)方面的問題，建立起高品質(zhì)的過程監(jiān)測(cè)、設(shè)備控制系統(tǒng)，提升系統(tǒng)的集成能力，提升系統(tǒng)人機(jī)接口的友好度，使系統(tǒng)維護(hù)更為方便，應(yīng)用更為可靠，運(yùn)行更為穩(wěn)定。同時(shí)，過程自動(dòng)化還需要與維護(hù)計(jì)劃、采購計(jì)劃、存量控制等體系相協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)儀表控制與材料供應(yīng)單一化，以為企業(yè)每一個(gè)生產(chǎn)設(shè)備、每一個(gè)公用工程、每一個(gè)輔助設(shè)備提供充足的信息集成化支持，實(shí)現(xiàn)物流、資金流、信息流的集成。 　　4 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì) 　　目前，多數(shù)石化工業(yè)企業(yè)還在采用分散型控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)混合的方案，這種方案在監(jiān)視回路、單PID調(diào)節(jié)回路上采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，在主PID回路上采用分散型控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。復(fù)雜調(diào)節(jié)回路、關(guān)鍵調(diào)節(jié)回等，利用現(xiàn)場(chǎng)通訊總線實(shí)現(xiàn)與DCS的通信，并利用DCS完成PID調(diào)節(jié)算法。根據(jù)現(xiàn)有的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)，DCS還需用于實(shí)現(xiàn)非SIL邏輯功能，如順序控制、馬達(dá)監(jiān)控等，高速處理的回路還不適合采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，而一些特殊的儀器儀表，如脈沖輸出流量計(jì)、轉(zhuǎn)速儀、在線分析儀等，在現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用上還存在一些缺陷。在現(xiàn)場(chǎng)總現(xiàn)技術(shù)發(fā)展的初期，無論是技術(shù)、生產(chǎn)、設(shè)備等方面，都有著明顯的不足，不過經(jīng)過近些年的發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已經(jīng)日益成熟，被大量應(yīng)用于過程自動(dòng)化控制之中。目前，在一些大型石化工業(yè)企業(yè)中，其過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)必然會(huì)用到不同廠商不同型號(hào)的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備，這些設(shè)備之間必須能夠?qū)崿F(xiàn)互操作，必須要能與控制系統(tǒng)內(nèi)其它硬件兼容，必須要能與控制系統(tǒng)軟件平臺(tái)兼容，以降低網(wǎng)絡(luò)硬件所產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。在安全性方面，由于石化企業(yè)的生產(chǎn)過程中，涉及油氣、精煉、化工等內(nèi)容，存在大量處理易燃液體的區(qū)域，這些危險(xiǎn)區(qū)域采用過程自動(dòng)化控制，必須提升系統(tǒng)的安全性。早期過程自動(dòng)化技術(shù)安全性主要建立在實(shí)體概念上，也就是嚴(yán)格限制硬件設(shè)備的數(shù)量和接線距離，使得過程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用工程量極大，應(yīng)用新的現(xiàn)場(chǎng)總線安全技術(shù)，能在允許的本質(zhì)安全區(qū)域內(nèi)使用更多、更大的設(shè)備，并能極大的簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，而不再需要制定實(shí)體參數(shù)表。 　　5 工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 　　目前，在工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面，已經(jīng)發(fā)布了IEC無線HART協(xié)議和ISA100.11a標(biāo)準(zhǔn)，這兩大工業(yè)無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，標(biāo)志著工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正式進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用階段。我國(guó)早在2007年開始，就由中國(guó)科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所牽頭建立了中國(guó)工業(yè)無線聯(lián)盟，目前基于WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及無線儀表方面已經(jīng)取得了相當(dāng)成果，并進(jìn)入了試用階段。工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于石化工業(yè)過程自動(dòng)化控制中，一方面是由于石化裝置大型化的需要，另一方面也是由于石化裝置生產(chǎn)智能化的需要。通過工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，石化工業(yè)過程自動(dòng)化系統(tǒng)能有效避免因現(xiàn)場(chǎng)儀表電纜加長(zhǎng)所造成的材料費(fèi)用和安全費(fèi)用增加的問題，既節(jié)省了電纜、橋架、配線等的材料費(fèi)用和安裝費(fèi)用，又節(jié)省了施工安裝時(shí)間和調(diào)試時(shí)間。同時(shí)，工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)所采用的各類測(cè)量?jī)x表都是全數(shù)字化儀表，全數(shù)字化儀表能提升更高的測(cè)量精度，并能滿足過程控制逢動(dòng)化多參數(shù)、自診斷、預(yù)維護(hù)等方面的要求。 　　6 結(jié)語 　　過程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用關(guān)系著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人民生活，關(guān)系著我國(guó)石化工業(yè)的健康發(fā)展，是我國(guó)石化工業(yè)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的重要基礎(chǔ)。但過程自動(dòng)化技術(shù)是一項(xiàng)極為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包含了自控儀表、通信、工藝、設(shè)備、電氣、土建等多個(gè)方面，涉及管理、設(shè)計(jì)、采購、制造，生產(chǎn)、維修等多個(gè)單位和部門，因此必須站在企業(yè)大局的高度，以企業(yè)生命周期來考慮，這樣才能構(gòu)建起符合企業(yè)需要的過程自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 　　參考文獻(xiàn)： 　　[1]李凱.淺談自動(dòng)化控制在石油化工企業(yè)中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究，2012（04）.

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