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中圖分類號TE3 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）49-0070-01

石油化工中涉及到的自動化設備有石油化工控制系統、化工儀表、化工閥門、化工業電視、單井監控系統等。目前，我國石油化工自動化設備裝置的作業要求是能夠連續性生產，而且設備應該具有長周期運行作業能力。石油化工的自動化設備在整個作業環境中投用率比較高，這種現象為單元裝置的自動化控制提供了有效的資源保障，石油化工企業在具有先進科學生產力的情況下經濟效益才能提高發展。

1 石油化工自動化設備使用存在的問題

石油化工自動化設備存在的問題主要包括以下幾個方面：系統內部控制自身原因不合理、石油工藝控制設備故障以及現場工業操作不穩等情況。

系統內部控制自身原因的不合理性主要體現在控制系統在使用前選型不合理，沒有對石油工業的施工條件進行周密的考察而直接采購，這樣增加了使用控制的成本，使自動化控制設備的使用難度加大，特別是在石油化工中的串級、比值、分程等復雜控制程序，要求的控制使用初始化條件多，對于不同的作業環境需要進行多次、反復的調整作業控制設備參數，使用過程中調整參數的難度比較大，不能夠完全的實現自動化的真正含義，除此之外，由于自動化設備參數的調整難度比較大，大多數設備裝置運行了幾年都未對其進行調整，而有的卻把參數調整權限下放給操作員工，導致設備參數調節過于頻繁，嚴重影響了正常的作業運行生產。

石油工藝控制設備故障主要體現在自動化設備的使用過程出現的故障現象。化工調節閥關閉不夠嚴密，有少量的漏液、漏氣現象，操作動作滯后，自動化設備實時性比較低，有時候后甚至會出現響應失靈以及卡塞。對于數字化的設備來說，有時候后自動化設備的數字信息損失比較嚴重，在正常的作業環境中，溫度、流量和壓力都不是連續性變化的，對與數字顯示要求比較高的數字化控制設備，不能夠及時的反應由于溫度或者是壓力的變化而影響的化學反應過程，滯后過大，有經驗的操作人員只能手動投入生產。

現場工業操作不穩和石油企業自身的原因有關系，目前石油化工企業主要出現上線原料不足或者是超負荷作業情況，對與這兩種極端現象都出現在企業作業設計的工程下限或者是上限的邊緣。比如說化工中的某個酮苯脫蠟自動化裝置常常會因為上道工序的原料量使用不足，造成后期的溶劑量過低，從而導致了自動化比例控制系統不能夠自動化運行，只能用人為的手工去代替機器，減低的儀器的使用效率，對能源和原材料都造成了浪費。又比如說蒸餾加熱爐由于原料的增加導致了全開調節閥也不能夠很好的提升爐內溫度，在這種情況下，需要手動的開啟開側線閥門，以此來滿足提升爐內溫度要求，使自動化控制中的串級控制失去的原有的作用。

除此之外，這是由于化工生產工藝設計初期，由于某些原因，沒有很好的考慮到工藝操作條件變化對系統產生的影響，所以在選擇或者是采購自動化設備時選擇了不適宜得變送器和調節閥等設備。企業的有關部門在自動化設備的安裝和調試過程中沒有進行特殊情況測試試驗，導致后期作業時變自動為手動，從而違背了初衷。

2化工設備自動化應用措施

在自動化設備的應用過程中我們應該首先明確本企業的工藝路線以及作業流程，認真考察作業環境以及氣候變化等客觀條件，根據自身條件選擇合適的自動化設備。在選擇安裝調試自動化設備參數的過程中，應該對特殊情況進行試驗操作，以此來明確自動化設備的工作飽和能力。對于每一款設備的工作上限與工作下限值應該匹配本企業的生產作業能力，比如說上道工序或者是下道工序的原料提供能力，以此來對特殊的作業單元匹配作業設備。

在應用工程中應該注重設備的應用細節，對于設備中的調節閥等設備，應該做好定期檢查和維護工作，定期關注調節閥是否工作運行正常，測量系統是否可靠。除此之外，還應該設備對設備進行定期維護。目前大多數自動化設備都在內部存儲有設備操作記錄，其被存在系統硬件中，可以定期讀取，這對自動化設備的管理維護以及應用提供了數據參考支持，因為這些數據可以為我們提供自動化投用狀態分析，以此來分析該設備在應用過程中使用是否正確，也可以通過自動化投用狀況來分析判斷局部單元裝置的運行參數是否合理，單元裝置設備存在的問題是否有故障的早期征兆，故障部位定位都有很大的幫助。

除此之外，還應該培養專業的自動化設備的使用人員。這些人員應該知曉是工藝設備、轉動設備，控制設備管理等理論知識。管控一體化的信息時代，更應該利用計算機的先進性，通過對自動化設備的使用狀況以及歷史數據來推理判斷生產裝置和設備存在的問題，充分發揮自動化的優越性。

總之，石油化工自動化設備在應用過程中，應該考慮企業自身的作業環境，在設備的安裝過程中做好特殊實例的測試工作，尤其是對溫度和壓力比較敏感的反應儀器。在應用的過程中應該培養原工盡量使用自動化設備的自動化功能，除非特殊情況，不應進行手動操作。以此來最大限度的發揮自動化設備的長處，提高企業的生產力，提升產品質量，帶到企業經濟的發展。

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中國石化自動化經過50 多年的發展,通過技術引進,消化吸收和不斷創新,自動化水平取得了長足進步。雖然中國石化行業的自動化水平已取得長足進展,但與發達國家相比,仍然存在著相當大的差距。一些難點與長期未解決的問題,仍然造成企業自動化總體水平發展受阻。

一、 當前我國石油化工自動化發展現狀

中國石化工業是指包括從原油生產汽油、煤油、柴油、油等石油產品的石油煉制,以蒸汽裂解生產的乙烯、丙烯等為原料生產合成樹脂、合成橡膠、合成纖維以及基本有機原料等的石油化工。當前，石化企業自動化水平發展不平衡,不同規模企業的自動化水平相差較大。大型石化企業自動化水平普遍較高,存在的不足是管理信息系統與國外尚有差距,而有些行業特別是染料、農藥行業自動化基礎仍然較差,大量小型化工企業及部分間歇生產過程企業自動化水平依然很低;二是在自動化技術和應用軟件開發上,未能形成工程化、產業化、商品化、標準化,成果推廣和轉化困難重重;三是企業管理信息化工作觀念更新落后于形勢發展,在管理信息化建設上與企業機制的協調方面存在很多問題,造成總體進程不快。信息仍不能在企業內有效地傳輸和利用,“自動化孤島”問題依然突出。

二、石油化工自動化設備的一些控制難點與解決對策

石化自動化的主要研究對象是過程控制系統的設計、分析和維護,其內容較為豐富,涉及控制系統中的各個環節,如石油化工對象的特性分析、建模方法、控制器原理與相關計算,以及自動化儀表工具(如變送器、控制閥等) 。其研究對象既包括簡單控制系統,又包括復雜控制系統及先進控制算法,還涉及控制方案的設計,以及對控制器參數進行整定。大型石化裝置的過程控制系統則是其重點各種過程及設備,如儲罐、儲槽、流體管道、換熱器、加熱爐、精餾塔、反應器、泵和壓縮機都是被控制對象。這些對象有簡單的,也有復雜的。

2.1煉化一體建設

隨著煉油化工裝置大型化、一體化建設進程的不斷推進,設備構造越來越趨向復雜,技術要求也越來越高。煉化一體建設既是國家產業政策要求,也是世界石化產業發展趨勢和方向。

2.2采用一些新的理論與方法

近幾年來,一種基于SOS 約束的凸優化方法,在國外控制界引起廣泛關注。在系統及控制理論中,許多系統分析與綜合設計問題都不能表示或轉化成相應的SOS 凸優化問題,運用近年提出的高效可靠的內點算法,從數值計算上給一些沒有或很難得到解析的問題帶來生機。SOS ,SOS 凸優化方法以及SOSTOOL S 工具箱是相輔相成的,目前已經成為一種研究控制問題的重要工具,不管是李亞普諾夫函數的構造,還是系統控制器的設計,還是最優控制問題的研究,都發揮了重要的作用。它是研究多項式系統最有效的工具。

2.3采用先進的管理手段

石化工業作為典型的流程企業,在資源優化配置上面臨著規模龐大、流程復雜、產品多樣、產品價格變化頻繁等諸多因素影響經濟效益。鑒于此,石油化工企業要提高經濟效益必須借助于先進的管理手段,建立石化企業生產優化模型,然后利用線性規劃的方法求解出效益最大的生產方案。

三、石油化工自動化技術的未來發展趨勢

世界級規模的工廠需要集成自動化的系統。對于當前的大型煉化一體化企業來說，為應對全球競爭，對于企業信息化系統的建設高度重視，這就要求DCS系統打破以往只是單裝置控制形成一個個“信息孤島”的狀況，通過系統集成實現真正的全廠集中控制、操作和管理。

當前的現代石油化工企業在網絡架構上通常采用ERP/MES/PCS三層網絡結構。一體化的網絡結構，促使我們從規劃伊始就要從硬件、軟件以及維護等方面統籌考慮。隨著智能HART技術、現場總線技術及無線技術等數字技術向控制系統和現場儀表的不斷延伸，數據總線處理的信息將不斷增加，對信息的安全傳輸和合理利用將是自動控制系統面臨的重要考驗。同時，大量采用計算機及網絡技術逐步替代自動控制系統固有的軟硬件設備。如何保證DCS系統的安全可靠將是工程公司及制造商共同面對的重要課題。

隨著現場總線技術、產品的不斷發展以及應用經驗的不斷豐富，現場總線技術在流程工業、制造工業的應用也在不斷地開拓。從應用效果來看，可以說現場總線技術在大型石化項目中采用是可行的，可實現預測維護和遠程維護，但是當前也仍存在包括用戶理念的轉變、對現場維護人員技術水平要求較高，以及技術本身有待進一步完善，使得現場總線技術在石油化工行業的應用發展比較緩慢。

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隨著科技信息化技術快速發展，石油行業化工自動化技術也隨之飛速發展，目前石油化工設備的自動化是發展的趨勢。作為我國經濟建設發展的基礎，我國在發展自動化技術方面投入了大量人力、物力，并取得了相當的成效。就現階段而言，我國石化設備正向著設備大型化發展，所以更要提高相關石油化工自動化設備的水平，提高效率。

通常而言，石油化工自動化技術的要求包括三個方面：

1.安全控制

安全性控制需要控制系統的可靠、相關檢測機構或部門對設備及其他裝置的正常運行提供有效的保障，所以對關鍵部位的設備、裝置進行專業化的故障診斷與基本保養、維修。

2.效率控制

通過科學、合理的計劃調度安排與模擬流程技術以期提高設備與相關裝置的生產效率與原材料使用率。

3.成本控制

通過先進的技術來實現降低能源與原材料的消耗、通過建模、控制、優化技術來相應的提升產品的合格率、利用率。

二、石油化工自動化設備在應用中的缺陷

石化行業自動化設備在應用中存在著一些問題亟待解決，主要包括設備系統內部控制原因不合理、石化工藝控制設備產生故障、現場操作不穩定等情況。

1.系統內部不合理

它主要體現在使用前對控制系統的選型不合理，并沒有根據項目所在地實際情況進行考察、分析、研究、論證，而是直接采購，在很大程度上增加了使用的成本，導致石油化工的自動化設備使用難度大幅度增加。尤其中石化行業中串級、比值、分程等繁瑣復雜的控制程序，其對控制用的初始條件要求繁多，針對不同工作環境，它需要反復、多次數的調整相關設備作業參數，且在調整參數在使用過程中較難，不能夠完全的體現自動化設備的意義。除此之外，由于調整參數的工作難度大，導致多數自動化設備在未調整的情況下運行了很長時間，影響了正常生產作業的高效率運行。

2.控制設備故障

就是指石油化工自動化設備在使用過程中發生故障。其中包括調節閥關閉的嚴密性不夠而產生的漏液漏氣情況、操作設備動作緩慢，設備實現實時化相對低，甚至出現無響應情況等，對于比較重視數字化的自動設備來說，其數字信息丟失情況比較嚴重，在正常的實地作業環境中，數字化設備不能實時將各項諸如溫度、壓力等參數反應出來，滯后情況嚴重，導致部分操作人員只可采取手動操作，影響了設備的使用效率與施工進度。

3.現場操作不穩定

其與石油化工企業自身原因有關，目前石化企業經常會出現原料不足或是超負荷工作情況，這兩種極端情況出現在作業設計的下限或是上限邊緣。如在化工作業過程中的一個自動化裝置往往因為上道工序中原料使用量不夠，以造成后期溶劑量太低，進而導致自動化控制比例系統不能實現自動化運行，只能依賴人工替代機器，大幅度降低了自動化設備的使用效率，對原材料也形成了浪費。又如在加熱爐作業時，由于原料增加導致將自動化設備的功能全開也未能滿足其加熱需要，產生這種現象，只有通過手動開啟側邊閥門，以此滿足增加爐內溫度，滿足加熱需要，使自動化控制設備失去了其原來的作用。

4.其他原因

一般由化工企業設計初期，考慮不全面，在選擇或采購設備時選擇了不符合實際需要的設備與儀器，缺少對設備運行時遇到特殊情況的測試，導致后續自動化設備作業由自動變手動，違背企業要求自動化的初衷。

三、石油化工自動化設備的應用要點

1.明確工藝、流程，挑選適合的設備

在對自動化設備的應用中，應首先明確作業項目的工藝路線和作業的流程，全面考慮實地作業環境和氣象氣候變化等的客觀條件，根據實際需求選擇適合的自動化設備。在選擇、安裝、調試自動化設備參數過程之中，要重視對特殊情況下的測試操作，并以此為基本依據，確定自動化設備作業飽和極限能力。對于每一臺設備的選擇應該與企業的生產能力相匹配，要能合理銜接起企業每道工序。

2.重視應用細節，定期檢查與保養

在自動化設備應用中，要重視設備的使用細節，對于諸如調節閥之類的設備，要做好定期檢查與保養工作，時刻關注調節閥運行正常與否，測量系統是否準確等，定期對設備進行維護。現今絕大多數自動化設備都有設備操作記錄儲存在設備內部，可隨時供技術人員讀取，對自動化設備的維護、應用提供了數據支持，這些數據可以提供設備的狀態分析，以此分析設備運行是否正常、運行參數是否合理、早期故障征兆是否存在等問題，并且對故障部位的定位有著很大的幫助。

3.專業技術人員的培養

培養自動化設備專業的使用人員。這些專業人員除了要知曉工藝設備、轉動設備、控制設備管理的理論知識以外，還應該充分利用計算機，對自動化設備的運行使用情況及設備歷史操作數據來判斷設備所存在的問題，并加以合理解決，發揮自動化設備的優越性。

四、石油化工自動化設備的發展前景

1.控制系統優化

目前我國石油化工企業大部分設備裝置還是采用傳統的常規控制系統，其中大部分還是采用PID控制系統，基于此，導致自動化設備的潛力并沒有全面的被發揮出來。所以開發及優化控制系統是自動化設備的發展必然趨勢。

2.儀表升級

石油化工企業及其相關產業企業，所使用的儀器、設備中儀表數量龐大，品類繁多。我國目前儀表配套的品種不齊，缺口較大。制造儀表的輔助材料供應不全。所以自動化設備的方向應向著儀表優化升級、儀表使用的成套率發展。

3.過程控制

分散控制系統、編程控制器、自動化系統隨著計算機技術與網絡技術的不斷成熟本著開放化、標準化的原則，采取國內外市場通用硬軟件的方法，將向著開放的分布式監控控制系統發展。

4.總線應用

其主要被運用在作業現場，要在現場設備、儀表間實現全數字化、串行、雙向、變量的數字通信網絡，連接技術非常重要。總線技術的應用，使連接技術日趨勢成熟，將對自動化設備控制技術領域產生重要的積極作用。

五、結語

總而言之，石油化工自動化設備在其應用中，應充分考慮實際作業環境，從設備的安裝開始，做好特殊情況下的測試工作，在應用中應培養專業技術人員盡可能的使用設備的自動化相關功能，藉此發揮自動化設備的優勢，提高企業生產力、提升作業質量、提高生產效率。

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隨著我國社會的發展，各個企業的發展，對于能源的需求量不斷攀升。石油最為能源行業的重要組成部分，極大的改變了人們的生活方式。在該社會形勢下，石油工業得到了長足的發展，形成了完整的產業鏈，各項技術也有了較大程度的提高。計算機技術的提高及信息技術的快速發展，改變了許多各個企業的生產及管理方式，并具有操作方便、穩定性良好、可靠性高等諸多優點，被廣泛的應用于各個領域。石油化工企業中的自動化技術也是該技術上發展起來的，并融入了生產的各個環節，能夠有效的提高生產效率，保障生產的安全性并體改生產效率，因此，對其進行深入的研究探討是十分有必要的。

一、石油化工傳統人工操作的缺陷

石油化工企業的傳統技術一般是人工操作，但是其存在較多的缺陷，包括以下幾點：①石油化工企業的生產工藝對于鏡準確有著較高要求，但是傳統的技術中一般是采用人工操作，精準度的控制有較大的困難，且一般達不到技術要求，如果在生產是存在投料不當而出現超溫超壓等現象，容易造成安全隱患；②在傳統的石油化工企業生產中，許多環節需要大量的人員共同協作完成，該類工作一般具有一定的危險性，人員大量集中的情況下容易出現安全事故，直接威脅到大量人員的人身和財產安全；③由于石油化工的性質較為特殊，人員在操作時處于高污染性，高腐蝕性的工作環境中，即使做好防范措施，長期的工作還是會使工作的人員身體健康得受到一定的損害，因此自動化技術在石油化工企業中的應用時十分有必要的。

二、自動化技術在石油化工中的應用

1.氣舉井的自動化監控技術

氣舉井屬于油田中期開發過程中使用的一種開采方式，相較初期自噴井，其還需要控制好注氣舉氣，并進行各種數據的測量，包括氣舉氣的壓力、溫度及流量等。為了控制氣舉氣流量，應在氣舉氣入口處設置一個電動調節閥，該調節閥則是由遠程測控終端系統進行全面的控制。氣舉井的自動化控制的機制是構件的運行信息均需有油井遠程測控終端系統傳全面傳輸至油田的操作站。在油田操作站中，有專門的氣舉優化軟件，對各種信息數據進行計算，再結合油田優化控制產量的各項指標，向調節閥發出指令，及時調整電動可調油嘴和氣舉氣控制閥的開度及狀態。在進行氣舉氣流量控制之前，可以利用氣舉節點分析程序調節閥運行的最佳設定值，油井在該最佳值的狀態下運行，能夠使運行效率保持在較高的狀態，最大化的提高原油產量。如果氣體處理廠工藝出現故障或者壓縮機發生異常情況，而造成氣舉氣氣量較小，控制系統則會有選擇新的自動關閉一些產量或者采油效率較低的油井，保障產量或者效率較高的油井有氣源充足，達到油田優化生產的標準[1]。

2.自噴井的自動化監控技術

自噴井在實現監控自動化之前，需要收集各種數據，包括油壓、套壓、回壓、油溫等。如果油井中的油嘴屬于電動可調油嘴.則還需要收集油嘴閥位的各項數據，根據上述信息合理調整油嘴的開度及狀態。在油井控制系統中，基本上信息的傳輸的信號均屬于AJ模擬信號，自動控制系統會將上述信號傳輸至油井遠程測控終端系統，該系統則能夠用來控制油井的生產。電動可調油嘴接收到油井遠程測控終端系統反饋的模擬信號后，及時對于油嘴的開度及狀態進行全面的控制，能夠有效的控制油井的產油量。油井監控系統的作用可以分為收集信息及傳達信息，其先全面收集信息，再將該類數據等信息發送至油田的監控系統，該類信息對于油田的發展有著重要的意義，可以根據該類數據實施存儲、數據處理、準確的計算等，全面掌握油井的各項變化情況及發展趨勢，并準確的計算出油嘴開度的最佳數據，達到控制油井出油量的目標[2]。

3.電潛泵油井的自動化監控技術

電潛泵油井的構成部分包括電潛泵變速驅動器及電潛泵遠程測控終端系統，并通過變速驅動器對其進行監控，該監控技術需要結合生產要求，把各項必須的設備下入井底，包括電潛泵、井下壓力傳感器等，利用電纜將電潛泵變速驅動器與之連接起來，井底的壓力傳感器準確檢測油井的壓力，進而實現穩定井底壓力的目標。該監控技術的優勢在于無需實施遠程控制即可以完成控制過程。遠程測控終端系統的功能在于收集電潛泵的各類數據，如開關信號、模擬信號、脈沖信號等，并將其傳輸至油田操作控制系統，最后完成電潛泵油井的遠程監測工作。

三、石油化工企業的自動化控制的發展趨勢

1.現場總線控制系統與分散控制系統共同發展

分散控制系統的發展經歷了較長的時間，包括發展階段、技術成熟階段、廣泛應用階段，其靈活的運用了大量已有的成熟技術，因此技術性能穩定、可靠性高，軟件種類較多，因此功能較為全面，受到了用戶的廣泛贊譽。現場總線控制技術起步較晚，現階段還處于發展階段，技術尚未成熟，穩定性不佳，可靠性有限，且功能不全面，因此對于該技術的應用尚未實現大面積推廣，用戶多為觀望的態度。我國現代工業自動化系統中依舊是以分散總線控制系統為主，該技術短時間內不會因為現場總線控制技術的出現及發展完善而被淘汰，相反，二者會在今后的很長一段時間內處于共存的狀態[3]。

2.現場總線控制系統與分散控制系統有機結合

分散控制系統的技術已經趨于成熟，且功能較為全面，控制力較強，在現場總線技術集成應用于現有控制系統方面，可以充分利用其功能優勢促進現場總線的廣泛應用。一般情況下，現場總線與傳統控制系統之間的集成可以通過各種方式實現，具體情況如下：①充分利用網關，將現場總線設備集成至可編程邏輯控制器及分散控制系統中，實現統一組態，全面監控與管理的功能；②現場總線也可以集成至分散控制系統及的可編程邏輯控制器的I/O 層次中；③獨立性較高的現場總線控制可以與分散控制系統及可編程邏輯控制器之間的信息進行集成，并利用網關的功能充分交流信息。利用上述各種方式均是以分散控制系統及可編程邏輯控制系統的成熟的技術與經驗為基礎，充分的發揮出現場總線控制系統的功能及優勢。另外，現場總線控制技術應盡快完善一體化功能，達到統一管理及控制現場設備目的。

四、總結

現代社會的經濟形勢發生了較大的變化，全球化已經成為了大的趨勢。石油行業作為現代社會中極為重要的產業之一，其對于我國經濟發展有著重要的意義，也直接關系著社會的穩定及人們的爭產生活。石油化工企業的得到了長足的發展，其技術含量在一定程度上代表著國家的綜合實力。我國的各個產業對于石油的消耗不斷提升，使得石油化工產業的提高生產效率，因此自動化技術的應用是十分有必要的。自動化技術在石油化工企業中的應用經歷了一段時間，隨著社會形勢的不斷變化，其對于自動化技術的水平也提出了更多的要求。實踐活動中需要管理人員全面掌握各項因素，將理論與實踐相結合，不斷優化自動化技術，提高企業的自動化水平，保障生產效率及安全性。

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前言

當前，我國經濟快速發展，石油化工行業也得到了飛躍式進步，對應而言，企業規模的擴大化要求匹配高水平的技術，材料、工藝和技術應用不斷翻新，加上自動化控制技術在石油化工行業的應用越來越廣泛，其受到越來越多的重視，因而，自動化控制技術越來越重要。然而，石油化工自動化控制的發展還需要遵守化工企業的發展規律，在應用和發展中不斷提高化工自動化控制水平。

1 石油自動化控制歷程

技術發展在石油化工自動化系統中占有舉足輕重的地位，其關乎著產業的發展趨勢和呈現出的水平。石油自動化控制是十分重要的一個命題，甚為引入關注。石油行業的發展實踐經驗告訴人們，自動化是幫助企業提高效率的驅動力，尤其是當今信息技術不斷發展更新并應用于現代企業之中，滲透到各個行業和領域，生產過程的自動化、企業信息管理自動化等多種自動化控制組成了現代企業自動化控制的概念。具體來說，從過程控制與管理，從倉庫管理到市場營銷，從生產計劃到財務統計，設備管理到人事管理，自動化控制已經貫穿到企業的綜合信息管理系統。

中國石油化工涉及自動化已經經歷了半百年的發展，通過引進自動化技術的手段，首先對技術進行研究和探討，不斷吸收消化其中的精要，在此基礎上進行創新，從而不斷提高石油行業的自動化水平。經過50多年的發展，石油行業的自動化進步主要體現在操作現場已經從傳統的手工勞作轉變為當今的自動化控制，低級的單回路控制已經被予以淘汰，高級復雜系統控制推向市場，直到煉化管控一體化。自動化控制已經蔓延至中國大中型石油化工企業的主要生產過程之中，雖然在水平上有所差異，但從總體來說，相對于傳統的行業操作，自動化控制已經幫助取得更多的經濟效益。與此同時，在小型的石油化工企業之中，也有很多骨干企業擁有比較成熟的控制系統和較低成本的自動化技術，并且，生產信息在車間的集成常規儀表性能大大提高，已經成為石油化工企業生產過程的主要檢測手段。我們了解到石油自動化控制歷程，還需對石油自動化控制應用前景做進一步探討。

2 自動化控制設備和系統

石油化工企業把化工過程的控制作為企業日常生產管理控制的目標對象，自動化控制技術、算法和方案幫助石油化工企業可以有機調和控制理論，把整個生產過程納入到自動化控制體系，實現化工過程中各種模擬量的自動化控制。為了使得自動化控制的全過程得以有效實現，自動化控制設備、控制系統是必不可少的，除此以外，還要制定出科學合理的實施方案，為自動化控制打造控制平臺。高素質的操作人員也十分重要，可以實現對科學管理、操作自動化控制系統。在將設備和體系、方案和人員進行科學的結合的前提下，才能使得石油化工企業的自動化控制過程得以順理成章地完成。從中我們可以發現，在化工行業中，其不僅對自動化控制的技術水平有所要求，還對自動化控制過程的匹配性有所要求。最優化化工過程的自動化控制，可以降低企業的投入成本、提高企業的生產效益，還可以降低企業所需能耗和生產成本，提高成品質量，從而保障化工企業的安全科學生產。因而，對化工過程的自動化控制進行研究，然后使用先進的系統設備和技術，為化工企業提供服務，是化工企業前進和發展的驅動力。

3 微電子技術和信息技術的應用

自動化控制系統和自動化設備中應用較為廣泛的有微電子技術和信息技術，化工自動化控制網絡和信息控制網絡呈現出一體化趨勢。在數據采集、自動化控制、技術調節等各個環節，都有化工過程的控制體現，通過化工過程控制一體信息平臺集中到自動化控制系統中。這要求自動化控制硬件需要更加具有可供挑戰的性能。過程控制的各個環節所采用的技術設備擁有各異的硬件設備，分別由不同的生產經營商家供給，而開發商對硬件設施進行自主經營。之所以，在多種資源進行整合的過程之中，很多時候會出現不兼容，接口不統一也時常出現，因而，技術產品的更新升級也會受到影響。綜上所述，化工自動化控制硬件需擁有多種優點，如較好的兼容性、便于升級換代、速度快等。化工過程控制技術設備只有具備上述特點，才可以在控制領域中被廣泛使用，從而實現化工控制全過程和各個系統之間的完美聯合，保證任何的化工過程控制設備在升級換代的時候不會對化工企業的正常生產有所影響。控制硬件只有具備靈活性、精確度、抗干擾等各個方面的優點，才能夠在化工過程自動化控制中發揮出顯著的作用。化工自動化控制的核心是信息集成，信息集成的重要組成部分是數據庫管理系統。大多數化工企業使用流程管理模式，需要通過軟件平臺處理和管理化工過程中的大量數據。，使用哪一種軟件決定著化工控制過程自動化控制的信息有效集成性和共享性。

4 專業技術人才作用愈加重要

我國化工自動化控制操作技術人員素質普遍不高，原因在于我國自動化控制理論研究較為落后，存有的化工自動化控制研究成果不多。很多化工自動化控制操作技術人員不夠了解化工過程自動化控制原理，對化工行業有關的專業技術知識掌握甚少，化工自動化控制復合型人才欠缺。在化工自動化控制發展的過程中，人才起著決定性的作用。要想實現對整個化工過程的最優化自動化控制，需要從以下幾個方面著手。首先，需要引導廣大的職工及時更新觀念，化工企業領導層需要對化工自動化控制給予充分的重視，以切實行動引導更新全體職工的化工自動化控制觀念，從而開放思維，培育出強烈的責任心來對待化工工作，制定出科學合理的化工自動化發展規劃和信息化發展職工培育方法，把先進的技術手段和激勵措施相結合，促進化工信息化建設的發展。其次，還需要對化工自動化設備的整體利用水平給予更多關注。其充分體現了化工企業技術人員的操作能力。在自動化控制技術的發展過程中，因為電子技術發展速度較快，電子產品更新換代頻繁，在化工企業自動化設備的采購、安裝及使用過程中，需要注意設備的這個特點，之后結合企業自動化控制現狀，加大對相關技術人才的培養力度。在化工過程自動化控制的過程中，需要并重經濟效益和社會效益，注重投入產出比的分析，在信息資源建設和化工自動化控制應用技術上投入更多的研究精力，從而不斷地提高化工自動化控制設備的整體使用水平。

5 結束語

我國石油化工企業一直關注于新技術的開拓和應用，這促進了石油化工自動化控制技術的不斷飛越。與此同時，我們不難發現石油自動化行業的發展和轉型離不開自動化控制技術的不斷開拓創新。因而，石油化工自動化控制技術需要不斷進行自主創新，從而提高產品質量，在節能降耗、增加資產利用率的同時，促進中國石油化工行業的發展。

參考文獻

[1]陸德民.石油化工自動控制設計手冊[M].化學工業出版社，2001.

[2]解懷仁.石油化工儀表控制系統選用手冊[M].化學工業出版社，2010.

[3]褚健，榮岡.流程工業綜合自動化技術[M].機械工業出版社，2004 .

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中圖分類號：TH86 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（c）-0044-01

在石油化工企業發展過程中，使用的儀表在科技含量方面發生了很大變化，這樣也使得儀表出現了自動化控制和智能化發展的情況，在這種情況下，儀表本身性能發生了很大的改善。智能化儀表在發展過程中不僅僅在結構運作方面發生了很大的變化，同時在適應性和功能方面也發生了很大的變化，因此，對石油化工行業的發展也是非常有利的。對設備進行更好的設計，不僅僅在功能方面能夠進行改善，同時在工作效率方面也發生了很大的變化，這樣也能更好的對其進行分析，促進石油化工企業獲得更好的發展。

1 石油化工儀表控制系統發展

在科學技術不斷發展過程中，儀表系統也發生了很大的變化，正在逐漸向數字化、智能化以及網絡化方向發展，有其對石油化工行業的發展是有很大的影響的。在石油化工企業中，自動檢測儀表出現了非常明顯的變化，對控制系統的性能改善是有很大影響的。對于現場總線控制系統來說，能夠更好的對適應一些要求的變化，這樣能夠更好的促進變送器發展，同時，也能更好的實現數字化儀表發展。相比較一般的變送器來說，數字化儀表在性能方面出現了很大的變化，尤其在分辨能力和安全性能方面得到了非常明顯的改善，同時，在穩定性方面也出現了很大的變化，這樣在進行生產的時候能夠更好的保證生產效率。數字化儀表在性能方面得到了很大的提高，同時，在結構方面也發生了很大的變化，這樣在進操作的時候更加方便。為了更好的發展我國的進出口貿易，很多的企業在生產過程中對產品的質量提出了更高的要求，這樣使用數字化儀表在產品精度方面也得到了更好的提高、對產品加強管理也能更好的保證我國的產品能夠更好的和國際產品進行比較，這樣能夠更好的發展我國的進出口貿易，同時也能更好的提升產品的質量和性能。

1.1 DCS與FCS系統

在我國的石油化工系統中，都使用的是DCS系統，為了更好的適應科學技術的變化，DCS系統在不斷發展過程中也發生了很大的變化，和傳統的系統進行比較，新的系統在數字化智能控制方面得到了很好的發展，同時在兼容性方面也是非常好的。將不同的型號和廠家的DCS系統進行連接，這樣能夠形成更大規模的管理控制體系，同時在進行控制的時候也能更加方便的進行控制，這樣在性能方面也是能夠得到更好發展的。

1.2 新型DCS系統

對于石油化工企業來說，煉油裝置是非常重要的生產設備，在進行生產的時候只要能夠產出成品油和半成品有，在經常一定的處理以后，就能夠將其進行儲存和運輸，這樣也是石油化工企業在生產過程中最后的工藝。在石油化工企業中應用DCS系統，能夠更好的提高自動化控制能力，同時在進行管理的時候也能更好的進行。石油化工企業應用DCS系統進行控制，在一定程度上能夠更好的利用系統進行控制和管理，但是，還是有很多的企業在進行生產的時候無法更好的利用DCS系統的所有功能，導致自動化系統在使用的時候出現情況復雜的問題。我國在DCS系統生產方面也有很大的發展，在這種情況下，很多的軟件開發更加適合于石油化工企業的生產，這樣在功能方面也出現了更好的情況，同時在使用的時候可靠性也是非常高的。

石油化工企業在進行生產的時候經常是會使用催化裂化的物質來進行生產的，在這種情況下，在煉油生產裝置中是可以利用DCS系統來進行控制的，這樣能夠更好的對各個生產的情況進行監視和管理。在控制管理中操作是可以在一個控制室內完成的，這樣就使得系統控制要采用多集控單元，同時在綜合管理方面也是能夠實現信息自動化控制的。

1.3 總線控制系統

現場總線控制系統慢慢形成了全數字化、開放性以及智能化化的特點，這樣就使得石油化工企業在發展過程中出現了新的發展方向。現在，FCS自動化控制在應用方面出現了越來越好的情況，這樣就使得設備在操作和功能方面也發生了一定的變化。現場總線控制系統在發展過程中出現了空間越來越廣的情況，這樣就使得很多的石油化工企業在生產過程中應用了FCS控制系統。現場總線控制工作是通過現場總線和局域網來進行實現的，因此，在進行使用的時候是要利用眾多的計算機來進行實現的，這樣能夠更好的實現信息的交換，同時也能實現信息的共享。

2 具體分析

2.1 檢測執行儀表方面

石化現場設備或者管道內界質溫度一般都在-200～1800 ℃之間。現場的水銀玻璃溫度計都會被雙金屬溫度計取代。熱電阻和熱電偶信號都會直接進入DCS中。在所有儀表中壓力儀表是最受重視的，因為它是與人們的安全聯系最緊密的儀表。壓力傳感器和特殊壓力儀表都是采用很多原理生產的，能抵御住高溫，能在脈動介質、粉狀和易結晶介質中測量壓力等。再從物位儀表來講，石化行業都以液位測量為主，并且除了浮力式儀表外，物料儀表都沒有通用的產品。但從測量方式可分為浮力式、靜電式、超聲波式、電容式、磁致伸縮式和雷達式等等。儀表中還有流量儀表、分析儀器、在線過程分析儀和執行器等儀表。溫度、壓力、流量和液位都是工藝參數的保證，對生產過程中物料成分的分析和對最終產品的分析都是非常必要的。要對排放的物質進行詳細的分析，不能對環境造成污染。

2.2 控制策略

從如今的新一代DCS系統的變化可以看出，石化工業在自動化連接控制、批量控制和順序控制等基本控制策略還是沒有改變。智能化算法如智能PID控制器和多變量控制等都已經開始普遍采用，其都是以DCS為基礎的控制，但也都可以獨立控制。傳統的生產過程都是一個裝置一個控制室，但現在幾乎都是多個裝置一個控制室或全廠都由一個控制中心進行控制，并且都是以LCD屏幕或CRT顯示為主。現在人機界面方面都在以DCS操作站屏幕為主，這樣能讓公益操作人員輕松地進行操作。石化裝置的工藝過程復雜，很容易發生火災或爆炸等。因此對安全性的要求在不斷提升，若僅由DCS設備完成，則已經不能滿足現在的要求了，如ESD系統就會在DCS之外單獨運行。智能化和自動化控制儀表不僅使得安全生產成為現實，而且現在應用的SIS系統都是以人性化和安全性為主的生產系統。不僅要緊抓安全生產，還要在生產線的危險場所設置警報系統，一旦有可燃氣體或有毒氣體泄漏后能及時得到提醒。全廠的每個角落都要在火災報警控制系統的監控下，對重要的工藝裝置進行控制和檢測。

3 結語

在科學技術不斷發展的時期，我國的石油化工儀表自動化控制技術也得到了很大的發展，在這種情況下，我國的石油企業在發展過程中也發生了一定的變化。石油化工在生產過程中實現了安全生產，同時在控制方面也發生了很大的變化，因此，企業在發展過程中要不斷提高自動化控制水平，這樣能夠保證企業在激烈的市場中獲得更好的發展控制，提高企業的競爭力。

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Abstract: petrochemical industry automation control system is an extremely rich and wide range of technical areas, within the industry, current intelligent control theory and control algorithm development is particularly interesting, this article will to talk about developments and applications of automation and control in the petrochemical industry.Key words: automatic control; petrochemical industry; development; application

中圖分類號：TE9 文獻標識碼：A文章編號：

一、石油化工企業人工操作的危險性

1、危險性大小五要素：

化工裝置的危險性大小通常用危險度來分級，分為高度危險級、中度危險級和低度危險級三級，構成危險度的五個要素是：

（1）、物質：工藝過程中的物質本身固有的點火性、可燃性、爆炸性和毒性。

（2）、容量：工藝過程中物料量，量大危險性大。

（3）、溫度：運行溫度越高，點火溫度低的危險性大。

（4）、壓力：運行壓力越高越危險。

、操作：不同的化工產品、不同的反應類型、不同的運行條件、不同的工藝路線、不同的原料路線造成化工操作異常復雜。

人工操作的危害

（1）、現場人工操作用人多，一旦發生事故件直接造成人員傷亡。

（2）、人工手動控制中很難嚴格控制工藝參數，稍有不慎即會出現投料比控制不當和超溫、超壓等異常現象，引發溢料、火災甚至爆炸事故。

（3）、作業環境對人體健康的影響不容忽視，很容易造成職業危害。

（4）、設備和環境的不安全狀態及管理缺陷，增加了現場人員機械傷害、觸電、灼傷、高處墜落及中毒等事故的發生，直接威脅現場人員安危。

二、石油化工企業自動化控制運用歷程

石油化工自動化系統的技術發展關系到這一支柱產業的發展水平，因此，十分引人關注。多年的經驗證明，自動化已成為企業提高效率的有效手段之一，特別是隨著信息技術的應用和發展，現代企業自動化的概念已不單是生產過程的自動化，還包括企業信息管理和實驗室災難性等的綜合自動化，具體包括生產過程控制與管理、計劃、倉庫、設備、安全、財務、人事、市場和經營等的信息系統，是企業的綜合信息管理系統。

中國石油化工自動化經過50多年的發展，通過技術引進，消化吸收和不斷創新，自動化水平取得了長足進步。主要體現在：現場已從手工操作發展到自動化控制，從低級的單回路控制發展到高級復雜系統控制，直到煉化一管控一體化。中國的大中型石油化工企業主要乍產過程在不同水平上均已實現了自動化控制，并取得顯著的經濟效益小型骨干石油化工企業的主流程也已具有比較成熟的控制系統和低成本自動化成套技術，并實現了生產信息在車間的集成常規儀表性能大大提高，已成為石油化工企業生產過程的主要檢測手段，電子儀表、數字儀表、智能變送器與執行器的使用數量逐年增加現場總線控制系統的應用取得進展，近年來已成為石油化工自動化領域發展的熱點之先進控制與優化技術、安全性控制、生產調度和管理中的開發與應崩進一步提高，并取得了良好的經濟效益。

自動化控制的幾種方法

1. 自適應控制

自適應控制可以看作是一個能根據環境變化智能調節自身特性的反饋控制系統以使系統能按照一些設定的標準工作在最優狀態。

一般地說，自適應控制在航空、導彈和空間飛行器的控制中很成功。可以得出結論，傳統的自適應控制適合沒有大時間延遲的機械系統；對設計的系統動態特性很清楚。但在工業過程控制應用中，傳統的自適應控制并不如意。PID自整定方案可能是最可靠的，廣泛應用于商業產品，但用戶并不怎么喜歡和接受。傳統的自適應控制方法，要么采用模型參考要么采用自整定，一般需要辨識過程的動態特性。它存在許多基本問題：需要復雜的離線訓練；辨識所需的充分激勵信號和系統平穩運行的矛盾；對系統結構假設；實際應用中，模型的收斂性和系統穩定性無法保證。

另外，傳統自適應控制方法中假設系統結構的信息，在處理非線性、變結構或大時間延遲時很難。

最優控制

最優控制是現代控制理論的一個重要組成部分。成功應用于航天航空和軍事領域，在許多方面改變了人們的生活。

一個典型的最優控制問題描述如下：被控系統的狀態方程和初始條件給定，同時給定目標函數。然后尋找一個可行的控制方法使系統從輸出狀態過渡到目標狀態，并達到最優的性能指標。

動態規劃、最大值原理和變分法是最優控制理論的基本內容和常用方法。龐特里亞金極大值原理和貝爾曼動態規劃是在約束條件下獲得最優解的兩個強有力的工具，應用于大部分最優控制問題。

在實際應用中，最優控制很適用于航天航空和軍事等領域，例如空間飛行器的登月、火箭的飛行控制和防御導彈的導彈封鎖。

工業系統中也有一些最優控制的應用，例如生物工程系統中細菌數量的控制等。然而，絕大多數過程控制問題都和流量、壓力、溫度和液位的控制有關，用傳統的最優控制技術來控制它們并不合適。

自動化控制在石油化工企業的發展趨

世界級規模的工廠需要集成自動化的系統。對于當前的大型煉化一體化企業來說，為應對全球競爭，對于企業信息化系統的建設高度重視，這就要求DCS系統打破以往只是單裝置控制形成一個個“信息孤島”的狀況，通過系統集成實現真正的全廠集中控制、操作和管理。與此同時，當前新建的大型石油化工企業，生產裝置規模大且同步建設，控制系統規模多達幾萬點，涉及分散控制系統硯場總線控制系統（DCS/FCS）、安全儀表系統（SIS）、火災和氣體檢測系統（FGS）、壓縮機控制系統(CCS）、轉動設備監視系統（MMS）、設備包控制系統（PECS）、分析數據采集系統（ADAS）、罐區數據采集系統(TDAS）、儲運自動化系統（MAS）、設備管理系統（AMS）、操作數據管理系統(ODs）、先進控制（APC）、實時優化(RT-OPT）、操作培訓仿真系統（OTS)等多種自動化控制系統，要實現全廠控制系統之間的集成，對于自動化系統的集成水平就提出了更高的要求。

石油化工自動化系統的發展新趨勢將必然和智能控制在石油化工領域里面的應用研究相關。大型石油化工裝置的一些控制難點與解決對策石油化工自動化的主要研究對象是過程控制系統的設計、分析和維護，其內容較為主富，涉及控制系統中的各個環節，如石油化：亡對象的特性分析、建模方法、控制器原理與相關計算，以及自動化儀表工具(如變送器、控制閥等)。其研究對象既包括簡單控制系統，又包括復雜控制系統及先進控制算法，還涉及控制方案的設計，以及對控制器參數進行整定。大型石油化工裝置的過程控制系統則是其重點各種過程及設備，如儲罐、儲槽、流體管道、換熱器、加熱爐、精餾塔、反應器、泵和壓縮機都足被控制對象。這些對象有簡單的，也有復雜的。應當說，煉油和乙烯領域里面的過程自動化控制系統(甚至于石油化工領域里面的大多數過程自動化控制系統，其控制難點都是和系統中的強耦合、大滯后、多慣性及慢時變等非線性系統環節相關。

結語

石油化工行業從未放棄對新技術的開拓和追求，這促進了石油化工自動化控制技術的不斷發展，另一方面，自動化控制技術的不斷創新也同時推進了石油化工行業的發展轉型。石油化工自動化控制技術需要在自主創新的基礎上，為提高產品質量、優化企業分布、節能降耗、延長運轉周期、增加資產利用率、安全生產發揮更大作用，使得中國的石油化工行業躍升為世界范圍內的強者之一。

參考文獻

陸德民《石油化工自動控制設計手冊》 化學工業出版社2001

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化學工業是國民經濟中必不可少的重要組成部分，它不但直接影響國計民生而且與國民經濟的其他部門密切相關，同時又是農業、輕工、紡織、國防、交通運輸等部門發展的不可或缺的基礎工業之一。化工生產過程，往往是在密閉的容器和設備中，在高壓、真空、高溫、深冷的情況下連續進行的。此外，不少介質還具有毒、易燃、易爆、有腐蝕的性質。因此，為使化工生產正常地、高效地進行，就必須把各項工藝參數維持在某一最佳范圍之內，并盡量使生產過程自動化、現代化。所謂化工生產過程自動化，就是在化工設備上，配置一些自動化裝置，代替操作人員的部分直接勞動，使生產在不同程度上自動地進行。

一、化工自動化釋義及其重要意義

在化工設備上，配備上一些自動化裝置，代替操作人員的部分直接勞動，是生產在不同程度上自動地進行，這種用自動化裝置來管理化工生產過程的辦法稱為化工自動化。實行化工自動化的重要意義：

(1)加快生產速度，降低生產成本，提高產品產量和質量；

(2)減輕勞動強度，改善勞動條件；

(3)能夠保證生產安全，防止事故發生和擴大，達到延長設備使用壽命，提高設備利用能力的目的；

(4)生產過程自動化的實現，能根本改變勞動方式，提高工人文化技術水平，為逐步地消滅體力勞動和腦力勞動之間的差別創造條件。

二、石油化工綜合技術的結構構成

一般而言，流程工業企業對綜合自動化技術的需求主要關注4方面的問題。(1)安全：即需要用高可靠性的控制系統、檢鍘和執行機構對設備與裝置的運行提供保證，進而對關鍵裝置進行故障診斷與健康維護。(2)低成本：通過先進的工藝及工藝參數以降低能耗和原料消耗，以及通過先進的建模技術、控制技術和實時優化技術來提高產品的合格率和轉化率。(3)高效率：通過先進的計劃調度與排產技術和流程模擬技術來提高設備利用率和勞動生產率。(4)提高競爭力：通過數據和信息的綜合集成，如先進的管理技術(包括ERP、CRM、SCM等)、電子商務、價值鏈分析技術等，以促進企業價值的增值，最終提高企業的綜合競爭力。

根據國內外綜合自動化技術的發展趨勢和網絡技術的發展現狀，流程工業綜合自動化技術的總體結構可以分成3層結構。

(1)以PCs(過程控制系統)為代表的基礎自動化層。主要內容包括先進控制軟件、軟測量技術、實時數據庫技術、可靠性技術、數據融合與數據處理技術、集散控制系統(Dcs)、現場控制系統(FCs)、多總線網絡化控制系統、基于高速以太網和無線技術的現場控制設備、傳感器技術、特種執行機構等等。

(2)以MEs(生產過程制造執行系統)為代表的生產過程運行優化層。主要內容包括先進建模與流程模擬技術(AMT：AdvancedModelingTechnologies)、先進計劃與調度技術(APS：Adv用信息。

(2)科學的決策支持

生產經營決策是企業生產經營活動中的重要內容。但是，傳統的生產管理模式還處于經驗決策、具有較大的隨意性、而科學的決策支持則是企業經營成敗的關鍵。成本效益分析是指對企業生產經營活動應用財務分析方法進行分析評價、以得到全企業綜合經濟指標的過程。在煉油企業綜合自動化中，成本效益分析是煉油企業生產管理中的重要環節，也是煉油企業生產經營決策中的必需步驟。

成本效益分析以企業獲得最大利潤為目標。對企業生產經營進行成本效益分析、并在此基礎上進行生產方案的盈虧分析，為企業領導提供實際生產經營過程和生產計劃的經濟指標，以提高企業決策水平，加強企業在市場中的競爭能力。

為了達到公司預先制定的利潤目標，就必須協調好企業各部門的工作，即原油采購、生產計劃的制定、生產調度和產品的銷售等。由(RTO：Real timeopfimization)、故障診斷與健康維護技術、數據挖掘與數據校正技術、動態質量控制與管理技術、動態成本控制與管理技術等等。

(3)以ERP(企業資源管理)為代表的企業生產經營優化層。主要內容包括企業資源管理(ERP)、供應鏈管理(scM)、客戶關系管理(cRM)、產品質量數據管理(PqDM)、數據倉庫技術、設備資源管理、企業電子商務平臺等等。

通過研究生產過程制造執行系統(MEs)及相關技術，可以實現在線成本的預測、控制和反饋校正，以形成生產成本控制中心，保證生產過程的優化運行，可以實施生產全過程的優化調度、統一指揮，以形成生產指揮中心，保證生產過程的優化控制；可以實現生產過程的質量跟蹤、安全監控，以形成質量管理體系和設備健康保障體系，保證生產過程的優化管理。

三、企業綜合自動化所需要的關鍵技術

(1)信息的集成、挖掘和增值

信息集成是綜合自動化的核心，而數據庫管理系統則是信息集成的基礎。由于流程工業的特點，有大量的反映生產過程狀態的實時海量數據需要處理，管理和有效地應用，因此實時數據庫管理系統是采用實時數據對生產過程進行監督與控制，對生產狀態進行分析與評價的基礎。因而流程工業信息集成環境中需要同時設置關系數據庫和實時數據庫系統。作為整個系統信息的集散地。這兩個數據庫既可獨立地操作，又可協同動作，及時并行或交叉地處理來自全廠的各種信息。真正做到信息集成與共享。信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利于原油是煉油廠生產的主要原料，原油成本占了產品總成本的80-90％，因此，為了實現利潤目標，必須首先控制原油成本，即控制原油的采購價格。

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中圖分類號：TQ056 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）02-0008-03

1 概述

自動化儀表的智能化，使儀表本身性能從整體上得到了改善。智能化的普遍使儀表不再單一地以一種結構運作，使其適應性和功能都得到了提升。對設備優化設計，不僅要考慮到功能的多樣化，也要考慮到提高工作效率。本文根據實踐經驗對石油化工儀表中的自動化控制技術進行深入探討和分析，以便為以后的研究提供參考。

2 石油化工儀表中的控制系統

隨著科技的發展，儀表系統也開始步入了數字化、智能化和網絡化的范圍內。特別是在石油化工企業中，自動檢測儀表更是需要系統的提升。對于現場總線控制系統，就要適應這些要求而使變送器快速發展起來，所以變送器肯定就是數字化儀表。比起一般變送器的性能，數字化儀表從分辨力、安全性能和穩定性能來說都要高出很多，并且其結構也較簡單。從進出口貿易中的商品計量精確度來講，我國一直都在研究并提高著產品的質量。一般在石化出廠的產品精確度為＋0.1%或者更高。在對產品加強管理的同時，也為了使出口產品質量能比現在的產品或能與國際產品相抗衡，從而對在線油品質量分析儀和在線氣相或液相色譜儀等儀表加大了使用量。以便得到的數據更為準確，從而提升產品的性能和質量。

2.1 DCS與FCS系統

我國在石化和石油化工系統中已經使用了3000多套DCS。而石化中應用的DCS就有一半之多。現代科技的發展也使DCS系統在一直不斷地推出新產品，與傳統的DCS相比，新產品在數字化智能控制、兼容性和OPC等系統的應用上都變得更開放了。從而使得不同型號和不同廠商生產的DCS都能相互進行聯結，能組成大規模和由自動化控制的網絡管理控制體系。這樣的系統變得更加容易控制，也使性能變得更加強大。

2.2 新型DCS系統

煉油裝置中生產出來的成品油和半成品油在經過調和后就會儲存運輸出廠，這是石油化工過程煉油廠的最后一道工藝。對石化企業的油品貯運系統使用DCS系統，不僅加強了自動化控制，也使管理變的容易了。我國在石化企業中用了DCS系統來控制，對其他新建裝置也采用了DCS來加強控制和管理。但對于如此重視和加強使用的設備中，還是有很多企業無法完全地利用DCS的所有功能。這不僅造成了大量資源的浪費，由于使用率下降而造成自動化系統變得復雜并顯得冗余。但我國自主生產的DCS新一代系統中配備了一些專門軟件，此軟件是適合于我國石化企業特色生產過程的。這樣的新一代DCS系統功能還在不斷增強，可靠性也會越來

越高。

石化企業在催化裂化和加氫裂化等煉油生產裝置中采用了DCS系統來控制，后來在乙烯裝置中也采用了DCS控制，對全廠各生產裝置進行監視和管理。而控制管理等操作都集中在一個控制室內進行，因為現在的新一代DCS控制系統可構成多工段，并采用了多集控單元，能綜合管理并控制綜合信息自動化系統。這些都是新型DCS系統的成果，而以后還會變得更完善。

2.3 總線控制系統

全數字化、開放性、智能化和微型化是現場總線控制系統的特點。這已經成為了現代新型石化企業的發展方向。如今FCS自動化控制的應用變得越來越廣，對其設備的操作和功能的開發也變得越來越完善。從而使得現場總線控制系統的發展空間變得越來越寬闊。據統計，目前的大部分石化企業的系統還是在應用FCS控制著企業生產裝置。現場總線的控制工作是在現場總線和局域網中完成的。局域網的功能是使得多個計算機系統通過網絡相互交換信息，其中的信息容量是相當大的，也可實現相互間的信息共享功能。現場總線的技術標準是實現技術信息共享，這就可以對所有制造商和用戶公開化。FCS智能型現場儀表的測量和控制精確度都是有保障的。工作時是采用雙向數字通信，使得系統的可靠性提高，也使得系統的調試和組態能方便地進行。對現場總線智能儀表還是有著統一的技術標準規范的，每個不同的廠家要按照標準生產產品，就可以相互交換或相互連接。即插即用，不僅能方便設備的提升更新，也能使系統更大規模地擴展。這樣的設備除了有基本的功能外，還具有控制和運算的功能。這就能方便地進行分散控制管理。每一條總線可以連接多臺現場儀表，節省電纜的同時也節省了大規模安裝、調試和維修系統等的復雜工序，也更多地節省了其中的費用。

3 具體分析

3.1 檢測執行儀表方面

石化現場設備或者管道內界質溫度一般都在

－200℃～1800℃之間。現場的水銀玻璃溫度計都會被雙金屬溫度計取代。熱電阻和熱電偶信號都會直接進入DCS中。在所有儀表中壓力儀表是最受重視的，因為它是與人們的安全聯系最緊密的儀表。壓力傳感器和特殊壓力儀表都是采用很多原理生產的，能抵御住高溫，能在脈動介質、粉狀和易結晶介質中測量壓力等。再從物位儀表來講，石化行業都以液位測量為主，并且除了浮力式儀表外，物料儀表都沒有通用的產品。但從測量方式可分為浮力式、靜電式、超聲波式、電容式、磁致伸縮式和雷達式等等。儀表中還有流量儀表、分析儀器、在線過程分析儀和執行器等儀表。溫度、壓力、流量和液位都是工藝參數的保證，對生產過程中物料成分的分析和對最終產品的分析都是非常必要的。要對排放的物質進行詳細的分析，不能對環境造成污染。所以對分析儀表的要求還是很強烈的，而且對其的科技含量和特殊材料的要求也是很高的。目前我國對分析儀表的資金投入在增強，這也會使得產品的質量越來越高。

3.2 控制策略

從如今的新一代DCS系統的變化可以看出，石化工業在自動化連接控制、批量控制和順序控制等基本控制策略還是沒有改變。智能化算法如智能PID控制器和多變量控制等都已經開始普遍采用，其都是以DCS為基礎的控制，但也都可以獨立控制。

傳統的生產過程都是一個裝置一個控制室，但現在幾乎都是多個裝置一個控制室或全廠都由一個控制中心進行控制，并且都是以LCD屏幕或CRT顯示為主。現在人機界面方面都在以DCS操作站屏幕為主，這樣能讓公益操作人員輕松地進行操作。

石化裝置的工藝過程復雜，很容易發生火災或爆炸等。因此對安全性的要求在不斷提升，若僅由DCS設備完成，則已經不能滿足現在的要求了，如ESD系統就會在DCS之外單獨運行。智能化和自動化控制儀表不僅使得安全生產成為現實，而且現在應用的SIS系統都是以人性化和安全性為主的生產系統。不僅要緊抓安全生產，還要在生產線的危險場所設置警報系統，一旦有可燃氣體或有毒氣體泄漏后能及時得到提醒。全廠的每個角落都要在火災報警控制系統的監控下，對重要的工藝裝置進行控制和檢測。對安全系統的統一化管理是企業發展的方向。

4 結語

近年來我國的石油化工儀表的自動化控制技術的發展研究取得了很大的進步。要以我國自由的特色生產為主，在安全生產的同時，設計和研究自己的自動化儀表控制系統。在發展現有的信息系統的同時也要從企業的綜合自動化系統和安全控制系統為主進行深入研究探討。提高企業自身對自動化控制技術的水平，增強自身的市場競爭力是企業持續發展的基礎。

篇10

石油化工企業的發展對國家的經濟有著十分重要的影響，隨著科技的不斷發展，人們對石油化化工的要求在逐漸的增加，在整個石油化工的生產中，需要使用儀表自動化控制系統，這一系統隨著石油化工企業的發展，要求在逐漸的增加，在這樣的發展狀態下，就需要進行改進，在企業生產的過程中使用的是智能化的儀表，也就是儀表自動化系統，這樣的系統在整個功能上有了很大的提升，還在效率上也得到了極大的提高，這樣對石油化工企業的生產是十分重要的，使用儀表自動化控制系統為石油化工企業的發展做出了貢獻。

1 石油化工企業儀表的重要性

石油化工企業要想發展就離不開儀表，儀表系統在整個化工企業的發展中扮演著重要的角色，現在的石油化工企業生產已經逐漸的走向了現代化和數字化，數字化的應用提高了使用的效率，在儀表中除了使用數字化，還使用了智能化、網絡化等手段，這樣就可以很大程度的促進石油化工企業的發展。隨著石油化工行業的不斷發展，人們對石油化工儀表的要求在逐漸的增加，在這樣的發展趨勢下，對儀表進行了改進，尤其是自動檢測儀，自動監測儀在性能上的改進是十分大的。

從現場的總線上來說，可以更好的適應了工業的生產，在性能上的提高使變送器也在不斷的發展，這樣對整個變送器來說也是十分有利的。現代化的自動化儀表在使用的過程中需要在安全性和穩定性上得到提升，這樣就可以將整個石油化工企業的發展水平體現在儀表系統的使用上，因為自動化儀表的改進可以提升石油化工企業的生產俠效率，對整個生產有著十分重要的影響，需要得到我們的重視。

數字化儀表的出現不僅僅在性能上得到了極大的提升，在結構上也得到了極大的提升，數字化儀表在操作的時候變得更加便捷，因為現在的很多貨物都是進出口貿易，這樣對整個生產的要求就在逐漸的增加，在這樣的情況下，就需要在產品的質量上有著嚴格的要求，尤其是在整體性上，需要將整體性總合的運用到儀表控制系統中，還要將在儀表的管理上加強，使用性能和結構較好的儀表，對生產的產品也是非常有利的，在質量上可以得到保證，這樣出口到過國外的產品就會更加的受歡迎，對整個企業的影響也是非常大的，因此要使用較為先進的儀表自動化控制系統，這樣對石油化工企業的生產是非常重要的。

2 石油化工企業儀表自動化系統的介紹

2.1 DCS（分布式控制系統）

在石油化工的生產中，使用的較為頻繁的系統就是分布式控制系統和集中式控制系統，這兩大系統在石油化工產業中是十分關鍵的。但是在我國的石油化工企業中使用的都是DCS系統，DCS系統在性能和結構上都有著一定聽的優越性，相對于傳統的儀表自動化系統來說，DCS系統在使用的過程中，使用了數字化和智能化技術，在兼容性上是非常好的，這樣對整個企業的發展就有了要求，在整個企業的發展中，一定要有著足夠的重視，兼容性的體現是DCS系統在功能上有著優越性的體現，在整個企業的生產中，需要將整個企業的發展作為重點，因此兼容性就變得十分重要，在企業的發展中，可以將本企業不同的型號的系統與廠商的DCS系統連接在一起，這樣就可以形成一種控制體系，對整個企業的發展是十分有利的，在控制的時候也是非常便利的，提高了企業的生產效率，在出現問題的時候也可以及時的溝通，這樣對整個企業的生產有著十分重要的影響。

2.2 新型DCS系統

DCS系統在石油化工企業的發展中是非常重要的，尤其是在煉油的時候，煉油是不能夠離開DCS系統的，在生產的過程中，會生產出半成品和成品，在石油化工企業中使用DCS系統可以增加其控制能力，提高自動化的性能，石油化工企業的生產可以利用DCS系統進行石油化工的生產，應用DCS系統進行控制，在一定程度上能夠更好的利用系統進行控制和管理，但是，還是有很多的企業在進行生產的時候無法更好的利用DCS系統的所有功能，導致自動化系統在使用的時候出現情況復雜的問題。我國在DCS系統生產方面也有很大的發展，在這種情況下，很多的軟件開發更加適合于石油化工企業的生產，這樣在功能方面也出現了更好的情況，同時在使用的時候可靠性也是非常高的。

3 具體分析

3.1 檢測執行儀表方面

石化現場設備或者管道內界質溫度一般都在-200～1800℃之間。現場的水銀玻璃溫度計都會被雙金屬溫度計取代。熱電阻和熱電偶信號都會直接進入DCS中。在所有儀表中壓力儀表是最受重視的，因為它是與人們的安全聯系最緊密的儀表。壓力傳感器和特殊壓力儀表都是采用很多原理生產的，能抵御住高溫，能在脈動介質、粉狀和易結晶介質中測量壓力等。再從物位儀表來講，石化行業都以液位測量為主，并且除了浮力式儀表外，物料儀表都沒有通用的產品。但從測量方式可分為浮力式、靜電式、超聲波式、電容式、磁致伸縮式和雷達式等等。儀表中還有流量儀表、分析儀器、在線過程分析儀和執行器等儀表。溫度、壓力、流量和液位都是工藝參數的保證，對生產過程中物料成分的分析和對最終產品的分析都是非常必要的。要對排放的物質進行詳細的分析，不能對環境造成污染。

3.2 控制策略

從如今的新一代DCS系統的變化可以看出，石化工業在自動化連接控制、批量控制和順序控制等基本控制策略還是沒有改變。智能化算法如智能PID控制器和多變量控制等都已經開始普遍采用，其都是以DCS為基礎的控制，但也都可以獨立控制。傳統的生產過程都是一個裝置一個控制室，但現在幾乎都是多個裝置一個控制室或全廠都由一個控制中心進行控制，并且都是以LCD屏幕或CRT顯示為主。現在人機界面方面都在以DCS操作站屏幕為主，這樣能讓公益操作人員輕松地進行操作。

石化裝置的工藝過程復雜，很容易發生火災或爆炸等。因此對安全性的要求在不斷提升，若僅由DCS設備完成，則已經不能滿足現在的要求了，如ESD系統就會在DCS之外單獨運行。智能化和自動化控制儀表不僅使得安全生產成為現實，而且現在應用的SIS系統都是以人性化和安全性為主的生產系統。不僅要緊抓安全生產，還要在生產線的危險場所設置警報系統，一旦有可燃氣體或有毒氣體泄漏后能及時得到提醒。全廠的每個角落都要在火災報警控制系統的監控下，對重要的工藝裝置進行控制和檢測。

4 結論

石油化工在生產過程中實現了安全生產，同時在控制方面也發生了很大的變化，因此，企業在發展過程中要不斷提高自動化控制水平，這樣能夠保證企業在激烈的市場中獲得更好的發展控制，提高企業的競爭力。