石化工業過程自動化技術的應用趨勢與戰略思考

【摘 要】 當前全球石油化工企業正向大型化、自動化、綠色化方向發展，傳統的石油化工過程自動化控制系統已經不能滿足新時期的需要，其設計理念和應用范圍不斷發生改變。本文探討了石化工業過程自動化技術的應用趨勢和發展戰略，具有一定理論意義與實踐價值。 　　【關鍵詞】 石化工業 過程自動化 應用趨勢 　　1 引言 　　自人類社會進入二十一世紀以后，隨著經濟與科技的飛速發展，各行各業生產技術與生產規模都得到了不斷提高，石油化工生產領域也同樣如此，全球石油化工企業都在不斷向規模化、智能化、綠色化、集成化方向發展，石化工業的這種發展趨勢，給石化工業過程自動化控制系統提出了更高的要求，傳統的自動化控制系統很顯然已經不能滿足石化工業發展的需要，必須從生產、管理、維護、運營等多個方面，進一步提升石化工業生產過程自動化技術水平，實現生產操作、經營管理、生產管理、過程控制的一體化，將過程自動化技術拓展到原油、采購、加工、出廠全過程中，以提升我國石化工業生產經營水平，保障國民經濟健康持續發展。 　　2 過程自動化引起入綠色理念 　　綠色環保是二十一世紀的主題之一，是事關人類社會發展與延續的重要問題。石化工業是重要的能源產業，同時也是重要的污染源之一。在能源與環保問題越來越為嚴峻的今天，石化工業過程自動化技術必須引入綠色理念，提升石化工業企業綠色環保水平。將綠色環保理念引入過程自動化控制之中，就必須在整個控制系統中考慮綠色與環保問題，以人性化的設計、科學合理的布局、綠色環保的基礎設施、節能型服務平臺、高效安全的運行能力，有效的提升石化工業過程自動化技術綠色環保水平，降低石化企業生產經營過程的能源消耗與環境污染，提升生產效率。 　　3 過程自動化控制系統應用范圍日益廣泛 　　當前，石化企業正向大型化、一體化、智能化、清潔化方向發展，新時期的石化企業，必須在生產裝置、公用工程、輔助工程等各個方面都實現自動控制，提升生產和經營管理的自動化水平，最終實現管理控一體化。過程自動化技術的應用，應當向可靠性、穩定性、友好性、簡潔性、先進性、靈活性、安全性等方面多下功夫，以高標準、一體化的過程控制系統，為石化工業生產提供安全、高效、低耗的保障，為企業的生產經營管理提供信息化支撐能力，以使石化工業企業能更好的適應市場競爭的需要，能更好的跟著市場競爭的節奏。在過程自動控制系統應用中，需要注意安全、環保、節能幾個方面的問題，建立起高品質的過程監測、設備控制系統，提升系統的集成能力，提升系統人機接口的友好度，使系統維護更為方便，應用更為可靠，運行更為穩定。同時，過程自動化還需要與維護計劃、采購計劃、存量控制等體系相協調，實現儀表控制與材料供應單一化，以為企業每一個生產設備、每一個公用工程、每一個輔助設備提供充足的信息集成化支持，實現物流、資金流、信息流的集成。 　　4 現場總線技術應用趨勢 　　目前，多數石化工業企業還在采用分散型控制系統和現場總線系統混合的方案，這種方案在監視回路、單PID調節回路上采用現場總線技術，在主PID回路上采用分散型控制系統來實現。復雜調節回路、關鍵調節回等，利用現場通訊總線實現與DCS的通信，并利用DCS完成PID調節算法。根據現有的應用發展趨勢，DCS還需用于實現非SIL邏輯功能，如順序控制、馬達監控等，高速處理的回路還不適合采用現場總線技術，而一些特殊的儀器儀表，如脈沖輸出流量計、轉速儀、在線分析儀等，在現場總線技術的應用上還存在一些缺陷。在現場總現技術發展的初期，無論是技術、生產、設備等方面，都有著明顯的不足，不過經過近些年的發展，現場總線技術已經日益成熟，被大量應用于過程自動化控制之中。目前，在一些大型石化工業企業中，其過程自動化控制系統必然會用到不同廠商不同型號的現場總線設備，這些設備之間必須能夠實現互操作，必須要能與控制系統內其它硬件兼容，必須要能與控制系統軟件平臺兼容，以降低網絡硬件所產生的風險。在安全性方面，由于石化企業的生產過程中，涉及油氣、精煉、化工等內容，存在大量處理易燃液體的區域，這些危險區域采用過程自動化控制，必須提升系統的安全性。早期過程自動化技術安全性主要建立在實體概念上，也就是嚴格限制硬件設備的數量和接線距離，使得過程自動化技術的應用工程量極大，應用新的現場總線安全技術，能在允許的本質安全區域內使用更多、更大的設備，并能極大的簡化系統設計工作，而不再需要制定實體參數表。 　　5 工業無線網絡技術 　　目前，在工業無線網絡技術方面，已經發布了IEC無線HART協議和ISA100.11a標準，這兩大工業無線技術標準的發布，標志著工業無線網絡技術正式進入工業化應用階段。我國早在2007年開始，就由中國科學院沈陽自動化研究所牽頭建立了中國工業無線聯盟，目前基于WIA-PA標準的工業無線網絡技術以及無線儀表方面已經取得了相當成果，并進入了試用階段。工業無線網絡技術應用于石化工業過程自動化控制中，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智能化的需要。通過工業無線網絡技術，石化工業過程自動化系統能有效避免因現場儀表電纜加長所造成的材料費用和安全費用增加的問題，既節省了電纜、橋架、配線等的材料費用和安裝費用，又節省了施工安裝時間和調試時間。同時，工業無線網絡所采用的各類測量儀表都是全數字化儀表，全數字化儀表能提升更高的測量精度，并能滿足過程控制逢動化多參數、自診斷、預維護等方面的要求。 　　6 結語 　　過程自動化技術的應用關系著我國經濟的發展與人民生活，關系著我國石化工業的健康發展，是我國石化工業參與國際競爭的重要基礎。但過程自動化技術是一項極為復雜的系統工程，包含了自控儀表、通信、工藝、設備、電氣、土建等多個方面，涉及管理、設計、采購、制造，生產、維修等多個單位和部門，因此必須站在企業大局的高度，以企業生命周期來考慮，這樣才能構建起符合企業需要的過程自動化控制系統。 　　參考文獻： 　　[1]李凱.淺談自動化控制在石油化工企業中的應用[J].城市建設理論研究，2012（04）.

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