浅谈石油化工仪表控制系统的应用.doc

1、浅谈石油化工仪表控制系统的应用摘要：石油化工企业是我国经济发展的重要组成部分，强调先进控制技术的应用，以实现仪表系统朝着智能化、数字化和网络微型化方向发展。所以，在不断的发展中，石油化工企业将广泛应用先进控制技术、DCS/FCS 等，以实现企业现代化建设。本文主要概述了石油化工仪表的自动检测与分析仪的应用、先进控制、以及与控系统的现状分析和控制系统的发展。 关键词：石油化工仪表；控制系统；应用 中图分类号：F407.22 文献标识码：A 以信息化带动工业化是我国的国策，是促进我国工业化建设重要指导思想。目前，我国石油化工企业正处于现代化建设阶段，特别是仪表系统正朝着智能化、数字化和网络微型化发

2、展，体现了我国信息化带动工业化发展已见成效。但与国外相比，我国在相关技术的研发上，仍存在诸多的不足，需要投入更多的人力和物力，以推动石油化工企业现代化建设。 1 新型自动检测与分析仪的应用 随着科学技术的不断发展，仪表系统正朝着智能化、数字化和网络微型化方向发展，石油化工企业的自动检测仪表在应用水平上得到很大提高。特别是在适应现场总线控制系统的需求上，迅速发展了现场总线型变压器。该变压器实现了全数字模式，不仅结构简单，而且稳定性和分辨力均优于一般智能型变送器。目前，现场总线数字化仪器的发展比较成熟，具备良好的可互操作性和稳定性，广泛应用于石油化工的过程控制领域。石化企业积极推进相关系统的应用，

3、特别是提高先进控制应用水平。就目前来看，为确保产品质量、提高仪表应用水平，主要在线分析仪表有：在线液相色谱仪、在线油品质量分析仪等。而最新的 NIR 光谱分析仪已成功应用于石化企业的炼油调合系统；新一代低成本汽油质量指标快速测定仪在实际应用中取得较好效果。同时，软测量技术也发展迅速，在解决石油化工企业分析检测难题上，发挥了重要作用。维护工作一直是石化企业的重要工作，尤其是对预测维护养护工作，关系到系统正常运行。就实际来看，一些企业构建有实时传感和在线联机系统，以对加热炉效率、热交换器等进行监控。并采用先进的仪表与系统，具备有诊断和预测维护保养的功能，进而实现了生产设备最优化，生产潜力增幅在 1

4、%3%，相比非计划维护费用减少了近 20%。 2 先进控制的应用 在石油化工企业现代化发展的进程中，生产装置采用了先进控制，不仅有效地提高了产品质量、降低运行成本，而且装置运行可靠安全，带来了十分明显的经济效益。目前，诸多先进控制技术已发展成熟，如多变测量、鲁棒 PID 控制等的成功应用。先进控制有如下特点：（1）先进控制是以模型为策略。如当前的模型推断控制、模型预测控制等，这些模糊智能控制已成为先进控制的重要发展方向；（2）可以应用于复杂过程的控制。如多变量耦合、大时滞等；（3）以强大的计算能力为支撑，实现先进控制，如先进控制可以在 DCS/FCS 中实现。目前，国外在该领域的研发比较成熟，

5、有美国生产的控制器 DMC-PLUS、日本生产的控制器 SMOC 等。而国内的主要研究力量是浙江大学和清华大学，并已取得一定的成功。目前，先进控制已在中石油和中石化的几十套装置中运行成功。且主要有：延迟焦化、柴油加氢、催化裂化、聚丙烯等，并已取得了较为显著的经济效益。 3 石油化工仪表与控制系统的现状分析 3.1 现场总线控制系统现场总线在工业控制技术领域中产生了重要的影响，它是一个开放性的系统，在使用的时候可以和现场的网络以及控制仪器相连接，在操作的时候可以实现相互操作，这样在使用的时候能够实现分散分布操作，同时也能更好的提高控制性，在石油化工仪表控制系统中，现场总线控制系统已经慢慢成为了主

6、要使用的系统，而且，在不断使用的过程中，它可以更好的提高仪表控制系统向着更好的方向发展。 3.2 FCS 与 DCS 进入共存时代 DCS 是上个世纪七十年代产生的一种系统，随着时间的推移，这种系统已经慢慢走向了成熟，这种系统在使用的时候技术性和可靠性非常好，因而得到了广泛的使用和推广。FCS 现在正处于发展期，目前并不是十分的成熟，它和 DCS 相比在功能上更加的完善，但是也是存在着一些缺陷的，随着科技水平的提高，FCS 出现的缺陷一定会慢慢解决的。在未来的很长一段时间内，DCS 和 FCS 会出现共存的情况，在 FCS 系统不断完善以后，DCS 系统才会被慢慢取代，进而消失。 3.3 现场

7、总线与 DCS 的结合运用现场总线和 DCS 相结合，是将现场总线智能仪表和 DCS 进行连接，这样可以更好的发挥 DCS 的优势，同时也能更好的推广现场总线的应用，这样不但可以降低成本，而且两种系统在综合以后发挥出来的优势更加的明显。总线在不断推广的过程中，能够更好的实现一体化功能，同时也能更好的对现场设备进行控制和管理。 3.4 先进控制及优化的应用目前，我国已经能够掌握并熟悉应用一些控制技术了，比如鲁棒 PID 控制和多变量预测控制技术。先进控制技术的实施，让系统装置更稳定，运行更安全，同时也提高企业生产产品的质量，保证了收率，降低成本，增加了收益。使企业取得了显着经济效益。 3.5 安

8、全控制系统的应用 由于现代化石化企业的装置规模越来越大、制作过程越来越复杂、运用材料易燃、易爆等特点，对设备的安全性提出了更高的要求，为了使设备运行的可靠性有效提高。石化企业更加重视安全控制技术在仪表控制系统中应用，紧急停车系统在避免工业灾难、减少工业事故损失方面起到了积极和重要的作用。安全系统包括紧急停车系统、生产装置健康监控技术、安全仪表系统等方面。 4 石油化工仪表控制系统的发展 仪表控制系统的数字化、智能化的发展方向和系统十年的发展历史经验，告诉我们自动化仪表的应用是仪表控制系统发展重中之重。仪表用户发展自动化技术得到了越来越多的重视，同时也取得了令人瞩目的发展。仪表控制系统的发展方向

9、首先是先进控制系统的应用，为了保障装置稳定的运行，石化企业在装置上应用先进控制系统，同时系统的安全性得到提高，降低运行成本，为企业带来明显的经济效益。模型的控制策略是基础，先进控制是目前基于控制系统的一个重要发展方向，如智能控制和模糊控制。处理复杂的多变量过程控制问题通常所采用的是先进控制系统来完成的，先进控制是建立在常规单回路控制之上的动态协调约束控制，可使控制系统适应实际工业生产过程动态特性和操作要求。先进控制的建立需要有足够的计算能力来支持，可以通过 DCS/FCS 来实现，国内和国外都有成功的实例。石化系统与美国 Honeywell 公司合作，使催化裂化装置先进控制得到了成功实施。自动

10、化技术的发展趋势：ERP/MES/PCS 三层管理与控制系统，石化企业生产与经营过程，大致可分为三层：操作控制层是 DCS/FCS 的安装、数据库实时更新；生产管理层是生产调度、油品储运等；经营管理层 ERP。近些年，ERP/MES/PCS 三层管理与控制系统是自动化技术是石化企业采用方式，也是其发展方向。MES 系统，通过对物流的综合跟踪管理，可有效降低油品的损耗。现代石化企业更加重视安全控制系统的应用，安全系统融入仪表控制系统及信息系统一体化管理的是仪表控制系统安全管理的发展方向。安全仪表控制系统智能化管理将会在不久的将来得到更广泛的推广和应用。 5 结束语 信息化能够带动工业化发展，同时工业化也能更好的促进信息化发展，石油化工仪表控制系统的发展过程就证明了这句话，将现场总线技术和信息化技术进行综合，可以使石油和化工业共同的进步。不断推广综合自动化系统，可以提高和完善系统的应用，同时也是企业提高控制系统水平的重要手段。 参考文献 1世界仪表与自动化Z.2005. 2李正军现场总线与工业以太网应用系统设计M.北京：人民邮电出版社.3阳宪惠工业数据通信与控制网络M.北京：清华大学出版社. 3阳宪惠工业数据通信与控制网络M.北京：清华大学出版社.