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石油化工自動化論文:石油化工儀表中的自動化控制技術研究

摘要：工業工廠生產逐漸都朝智能化儀表和自動控制系統方向發展，文章主要對石油化工儀表中的自動化控制技術進行探討。

關鍵詞：石油化工儀表；自動化控制；控制系統；自動檢測儀表；變送器

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?，F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?，F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?，F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。

石油化工自動化論文:石油化工企業中自動化控制的應用前景分析

摘　要：石油化工產業與我國的經濟和能源安全有著直接的關系，對我國社會發展起著至關重要的作用。為了促進石油化工產業的發展，自動化控制系統逐漸在我國得到廣泛的研究和應用。本文將對我國自動化控制在石油化工行業的發展及應用做了探討。

關鍵詞：自動化控制　石油化工行業

在我國，雖然石油資源總量較大，石油消費增長速度很快，但是就目前的石油產量并不能使人們對石油的需求得到滿足，需要進口的石油數量越來越多。在這種形勢下，石油化工產業需要在不斷研究和引進新技術的同時，提高企業管理水平，采用自動化控制系統。自動化控制不僅能避免人工操作的危險，而且為提高產品質量、優化企業分布、節能降耗、延長運轉周期、增加資產利用率、安全生產發揮了更大作用，同時推進了石油化工行業的發展轉型。

一、石油化工企業人工操作的危險性

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。

三、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?？梢缘贸鼋Y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。

2.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。

四、自動化控制在石油化工企業的發展趨

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。

五、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。

石油化工自動化論文:淺析我國石油化工自動化的構成及關鍵技術

摘要：幾十年來，石油化工工業自動化技術隨著工藝和裝備技術的不斷發展而發展，從初期簡單的手工操作到連續工藝及負荷不斷加大，對生產穩定性要求越來越高，對控制的要求及自動化水平也越來越高，儀表使用越來越普遍，從簡單回路的閉環控制到單元裝置的全面自動化，使用的控制工具也從氣動單元組合儀表、電動單元組合儀表到DCS的廣泛應用，控制水平也從單參數簡單控制回路到多變量復雜控制回路，先進控制系統、優化控制系統在各種場合都有成功應用的典范。

關鍵詞：石油化工自動化關鍵技術

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。

盈虧平衡分析是指利用財務分析方法和數學工具，對生產經營方案或計劃進行分析，得出實現利潤目標的原油最高采購價格(保利點)和保證不虧損經營(利潤為0)的原油最高采購價格(保本點)。盈虧平衡分析對于原油采購，控制成本、提高經濟效益具有重要的參考價值、是制定合理生產計劃時的重要環節，對于控制生產成本、擴大利潤，從而保證利潤目標的實現，指導全企業的生產經營，具有十分重要的意義。

此外，還有軟測量技術、設備過程故障診斷新技術、生產過程的安全保護技術以及對實時測量的數據進行處理的數據調整技術等，都是自動化領域急待解決的難題和研究的熱點。

隨著科學技術的飛速發展及其在工業生產中廣泛和深入的應用，近幾十年工業生產的發展體現著兩個明顯的特征，一是生產規模越來越大，二是生產技術水平越來越高。長期以來，我國化學工業技術水平較低，導致能耗物耗高，限制了化學工業的發展。要改變這種局面，根本的出路就是走科技進步的道路，采用先進實用的技術改造傳統產業。將現場總線技術、信息技術應用于石油化工，發展綜合自動化整體解決方素及集成技術，可以提高產品質量，增加產品產量，降低生產成本，取得顯著的經濟效益和社會效益，增強企業的競爭能力，是今后石油化工工業自動化技術發展與應用的趨勢。

石油化工自動化論文:淺談自動化控制在石油化工企業中的應用

摘要：石油化工自動化控制系統是一個極其豐富而廣泛的技術領域，在該行業內當前的智能控制理論及控制算法的發展格外的引人關注，本文將淺要談論一下自動化控制在石油化工行業的發展及應用。

關鍵字：自動化控制；石油化工行業；發展；應用

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?，F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?？梢缘贸鼋Y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。

石油化工自動化論文:淺談石油化工自動化設備的應用

摘要：現代科學技術的蓬勃發展與工業生產技術水平的整體提高是新時期的工業生產設備面臨著前所未有的發展機遇與挑戰。石油化工自動化設備在整個化工業中所占據的地位日益關鍵。本文從石油化工自動化基本概述、當前石油化工自動化設備在應用中的缺陷分析、石油化工自動化設備的應用要點分析以及未來石油化工自動化技術的發展展望這四個方面入手，進行了詳細分析與說明，希望能夠為整個石油化工自動化設備的發展與進步提供一定的意見與建議。

一、石油化工自動化概述

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?，F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?？偩€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。

石油化工自動化論文:關于石油化工自動化設備的探討

摘要：石油化工自動控制系統是一個極其豐富而廣泛的技術領域,本文介紹了大型石化裝置的一些控制難點與解決對策。順應國家能源政策,分析了石油化工行業的能耗狀況,最后提出了許多目前行業中行之有效的節能減排的先進方法。

關鍵詞：石油化工；自動化；設備

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、潤滑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。

工業以太網系統是大型數字化、自動化系統的命脈，推進信息化帶動自動化的新選擇、新技術，能夠促進和提升生命管理、能源管理和安全管理水平。工業以太網的開放性和標準化。

此外，以低碳能源系統、低碳技術體系和低碳產業結構為基礎建立低排放、低能耗、低污染的新經濟發展模式促進了自動化技術的發展。我國二氧化碳排放量、工業能耗普遍偏高。其中，原油加工、乙烯加工、大型合成氨平均能耗水平均高于國際領先水平。而發展新經濟無疑將促進自動化技術的發展，風能、核能、太陽能綜合利用，市政、樓宇、環保等自動化技術將成為未來自動化市場的增長點。

中國石油石化工業目前仍處于規模已大而不太強、發展機遇與挑戰并存、國際競爭力還需進一步提高為特征的發展時期。全行業的改革已進入解決深層矛盾和問題的攻堅階段,產業的發展正處于由大走強、逐步升級、再上新臺階的過程。因而,作為石油化工行業水平高低象征性標志之一的石油化工自動化技術,處于更進一步的階段。石油化工自動化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。

石油化工自動化論文:我國石油化工自動化技術理論的幾點研究

幾十年來,石油化工工業自動化技術隨著工藝和裝備技術的不斷發展而發展,從初期簡單的手工操作到連續工藝及負荷不斷加大,對生產穩定性要求越來越高,對控制的要求及自動化水平也越來越高,儀表使用越來越普遍,從簡單回路的閉環控制到單元裝置的全面自動化,使用的控制工具也從氣動單元組合儀表、電動單元組合儀表到DCS的廣泛應用,控制水平也從單參數簡單控制回路到多變量復雜控制回路,先進控制系統、優化控制系統在各種場合都有成功應用的典范。

一、我國石油化工自動化技術的現狀

我國石油和化工自動化經過50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。隨著我國經濟建設的快速發展,我國的石油化工工業遇到了前所未有的發展機遇,同時也面臨著越來越嚴峻的挑戰。與先進國家相比,我國的石油化工工業還普遍存在著能耗大、產品質量差、生產過程工藝落后、自動化水平低、管理水平低、信息集成度低、綜合競爭力弱等問題。而企業綜合自動化系統是將先進的工藝裝備技術、現代管理技術和以先進控制與優化技術為代表的信息技術相結合,將企業的生產過程控制、優化、運行、計劃與管理作為一個整體進行控制與管理,提供整體解決方案,以實現企業的優化運行、優化控制與優化管理,從而成為提高企業競爭力的核心高技術。

國外大型流程企業、特別是石油化工企業均重視信息集成技術的應用,紛紛以極大的熱情和精力,構架工廠級、公司級甚至超公司級的信息集成系統。1995年美國、日本、西歐等國已有100多家煉油、化工企業在實施CIMS計劃,推動了流程工業綜合自動化技術在實際生產中的應用,如日本三井石油化學工業公司、美國德曹達公司、高爾公司等化工企業都相繼建立了綜合自動化系統。

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:Advanced Modeling Technologies)、先進計劃與調度技術(APS:Advanced Planningand Scheduling)、實時優化技術(RTO:Real-time Opfimization)、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、安壘監控,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、以得到壘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。

盈虧平衡分析是指利用財務分析方法和數學工具,對生產經營方案或計劃進行分析,得出實現利潤目標的原油最高采購價格(保利點)和保證不虧損經營(利潤為O)的原油最高采購價格(保本點)。盈虧平衡分析對于原油采購,控制成本、提高經濟效益具有重要的參考價值、是制定合理生產計劃時的重要環節,對于控制生產成本、擴大利潤,從而保證利潤目標的實現,指導壘企業的生產經營,具有十分重要的意義。

此外,還有軟測量技術、設備過程故障診斷新技術、生產過程的安全保護技術以及對實時測量的數據進行處理的數據調整技術等,都是自動化領域急待解決的難題和研究的熱點。

將現場總線技術、信息技術應用于石油化工,,發展綜合自動化整體解決方素及集成技術,可以提高產品質量,增加產品產量,降低生產成本,取得顯著的經濟效益和社會效益,增強企業的競爭能力,是今后石油化工工業自動化技術發展與應用的趨勢。

石油化工自動化論文:我國石油化工自動化技術的若干探討

摘要：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?；どa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。

關鍵詞：石油化工 自動化 關鍵技術

幾十年來,石油化工工業自動化技術隨著工藝和裝備技術的不斷發展而發展,從初期簡單的手工操作到連續工藝及負荷不斷加大,對生產穩定性要求越來越高,對控制的要求及自動化水平也越來越高,儀表使用越來越普遍,從簡單回路的閉環控制到單元裝置的全面自動化,使用的控制工具也從氣動單元組合儀表、電動單元組合儀表到DCS的廣泛應用,控制水平也從單參數簡單控制回路到多變量復雜控制回路,先進控制系統、優化控制系統在各種場合都有成功應用的典范。

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:Advanced Modeling Technologies)、先進計劃與調度技術(APS:Advanced Planningand Scheduling)、實時優化技術(RTO:Real-time Opfimization)、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、安壘監控,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、以得到壘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。

盈虧平衡分析是指利用財務分析方法和數學工具,對生產經營方案或計劃進行分析,得出實現利潤目標的原油最高采購價格(保利點)和保證不虧損經營(利潤為O)的原油最高采購價格(保本點)。盈虧平衡分析對于原油采購,控制成本、提高經濟效益具有重要的參考價值、是制定合理生產計劃時的重要環節,對于控制生產成本、擴大利潤,從而保證利潤目標的實現,指導壘企業的生產經營,具有十分重要的意義。

此外,還有軟測量技術、設備過程故障診斷新技術、生產過程的安全保護技術以及對實時測量的數據進行處理的數據調整技術等,都是自動化領域急待解決的難題和研究的熱點。

隨著科學技術的飛速發展及其在工業生產中廣泛和深入的應用,近幾十年工業生產的發展體現著兩個明顯的特征,一是生產規模越來越大,二是生產技術水平越來越高。長期以來,我國化學工業技術水平較低,導致能耗物耗高,限制了化學工業的發展。要改變這種局面,根本的出路就是走科技進步的道路,采用先進實用的技術改造傳統產業。將現場總線技術、信息技術應用于石油化工,,發展綜合自動化整體解決方素及集成技術,可以提高產品質量,增加產品產量,降低生產成本,取得顯著的經濟效益和社會效益,增強企業的競爭能力,是今后石油化工工業自動化技術發展與應用的趨勢。

石油化工自動化論文:石油化工儀表自動化控制系統分析

摘 要：在科學技術不斷發展的情況下，工業生產也發生了很大的變化，在生產過程中使用的儀表和控制系統出現了智能化發展情況，這樣也使得石油化工在生產過程中，化工儀表出現了自動化控制技術不斷發展的情況，對出現的新情況進行更好的分析能夠更好的促進石油化工企業發展，同時也能更好的促進我國經濟的發展。

關鍵詞：石油化工儀表 自動化控制 控制系統

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?，F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?，F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?，F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。

石油化工自動化論文:石油化工自動化控制歷程和技術應用前景

摘 要：石油化工技術繁多而復雜，自動化控制是其中較為重要的一個系統。多方位提升自動化水平，以適應石油行業現代化機械水平，有助于石油行業的發展。文章首先闡述石油化工自動化控制歷程，在此基礎上，分析石油化工自動化控制技術應用前景。

關鍵詞：石油化工；自動化控制；應用前景

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?；み^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。

石油化工自動化論文:石油化工自動化控制儀表常見故障的原因探究

摘要在科技飛速發展的帶動下，自動化技術取得了重大突破，各種自動化設備應運而生，極大地推動了石油化工生產的自動化和現代化。在石油化工自動化控制系統中，自動化儀表發揮著不可替代的重要作用，儀表的故障診斷和分析也成為石油化工行業的一項重要任務。文章首先對石油化工自動化控制儀表進行了簡要概述，然后分析了石油化工自動化控制儀表的疑難故障，以期對石油化工行業的安全、穩定生產起到一定的幫助作用。

關鍵詞石油化工；自動化控制儀表；故障

為實現石油化工生產的自動化，需要對生產過程中溫度、壓力、流量等數據進行全面監控，這些功能通過相應的檢測儀表來實現，儀表一旦發生故障，將對化工生產的正常進行造成嚴重影響。因此，工作人員必須熟練掌握儀表的物理構造、測量原理以及性能指標等，能夠準確地對儀表故障進行診斷和處理，從而保證化工生產的正常進行。

1石油化工自動化控制儀表概述

1.1 溫度儀表

石油化工生產中所進行的化學反應及變化需要在特定的溫度及壓力環境下才能順利進行，為實時監測溫度變化、精密掌控溫度范圍，必須在生產中布設一定數量的溫度儀表。目前對于生產溫度主要采取接觸測量，通過熱電偶、熱電阻等測溫元件來測量溫度數據，并借助現場總線技術來達到自動化溫控效果。

1.2 壓力儀表

壓力儀表的類型比較多樣，如壓力傳感器、壓力變送器、特種壓力表等，壓力儀表可以用于高溫、腐蝕等極端環境下的壓力測量，也可用于易結晶及粉粒狀介質的壓力測量。通常情況下壓力調節系統會借助壓力變送器將采集到的信號輸送至集散控制系統，實現自動化壓力測量及控制效果。

1.3 物位儀表

根據測量方法的不同，可以將物位儀表劃分為浮力式、直讀式、差壓式、輻射式、雷達式等，在石油化工生產中，雷達式物位儀表由于測量精度較高，同時對石化物料具有較強的適用性，正逐漸受到行業的青睞。

1.4 流量儀表

流量儀表基本上基于兩種測量原理，一是體積流量測量，二是質量流量測量，具體來講，有節流式、壓差式和速度式幾種。

2儀表故障的原因分析

通常情況下，自動化控制儀表由傳感器、變送器、顯示器三部分組成。其中傳感器負責被測對象模擬信號的檢測；變送器負責將傳感器輸出的信號轉化為標準電流信號（4~20 mA），同時將信號輸送至PLC控制器；顯示器負責測量數據的直觀顯示。儀表故障通常表現為指示異常，如示數偏低、偏高、不動、異常波動等，導致儀表異常的原因有兩種：一是工藝參數本身出現異常；二是測量系統的某一環節發生故障，導致數據顯示不準確。要正確診斷故障原因，一是對儀表的測量原理、物理結構、使用特性等具有一定的了解；二是要熟知測量系統的整個工作流程；三是對化工生產的工藝流程、物料特性、設備性質等具有比較深入的了解。下面就化工儀表常見疑難故障進行具體講解：

2.1 流量儀表故障

1）若流量儀表值達到最高，一般現場檢測儀表也會顯示最高，這時手動調節遠程調節閥大小，若流量值減小，說明是工藝問題；若流量值不變，應該是儀表系統的故障，需要檢測儀表信號傳輸系統、測量引壓系統等是否存在異常。

2）若流量指數異常波動，可以將系統由自動控制轉到手動，若依然存在波動狀況，說明是工藝原因所致；若波動減小，說明是PID參數問題或儀表問題。

3）若儀表流量達到最低，首先檢查現場檢測儀表，若現場儀表同樣顯示最低，則查看調節閥開度，開度為零說明故障發生在流量調節裝置上，若開度正常，極有可能是物料結晶、管道阻塞或壓力過低所致。若現場儀表正常，說明顯示儀表出現問題，其原因通常是機械儀表齒輪卡死、差壓變送器正壓室滲漏等。

2.2 物位儀表故障

1）液位儀表值達最高或最低時，根據現場檢測儀表進行判斷，若現場儀表正常，則將系統改為手動調控，查看液位是否變動，若液位能夠在某一范圍內保持穩定，說明是液位控制系統出現問題，反之則是工藝方面的原因。

2）對于差壓式液位儀表，當控制儀表與現場檢測儀表的顯示數據不符，且現場儀表不存在明顯異常時，檢查導壓管液封是否正常，若存在泄漏現象，補充密封液，儀表歸零；若不存在泄漏情況，初步推斷是儀表負遷移量出錯，需進行校正。

3）液位控制儀表的數據異常波動時，要根據設備容量分情況進行判斷，設備容量大的，通常是儀表出現問題；設備容量小的，要先檢查工藝操作，若工藝操作有所變動，極有可能是工藝原因導致的波動，反之就是儀表方面的問題。

2.3 壓力儀表故障

當壓力儀表數據異常時，應當根據被測介質的物理狀態――固態、液態、氣態，進行針對性的檢測和診斷。

1）壓力控制儀表出現異常波動時，要首先確認工藝操作的變動情況，因為此類變化多是由工藝操作及PID參數異常所致。

2）當控制儀表停滯不動，即工藝操作變化的情況下儀表數據依然保持恒定時，通常是由于壓力測量系統出現故障所致，這時應首先確認引壓導管是否存在阻塞情況，若管道暢通，再確認壓力變送輸出裝置是否處于正常狀態，如果發現異常變化，則可確認問題出現在測量指示系統。

2.4 溫度儀表故障

溫度儀表故障通常表現為示數偏高、偏低或反應遲緩，當溫度儀表發生故障時，要注意以下兩點：一是溫度儀表大都采用電動儀表；二是該系統儀表在檢測時具有比較明顯的滯后性。

1）溫度儀表數據突然間變化到最高或最低，通常屬于儀表系統方面的問題，這是由于儀表系統本身具有一定的滯后性，鮮少出現突發性的變動。若出現突發性的變動，一般是由熱電阻、熱電偶或變送放大器異常所致。

2）溫度控制儀表發生高頻異常波動時，通常是由于PID參數設置不當所致。

3）溫度控制儀表發生比較明顯的緩慢波動時，一般是由工藝操作方面的變動所引起的。若可排除工藝操作方面的影響，那么極有可能是儀表控制系統出現了故障。

3總結

石油化工自動化儀表控制系統的應用給石化行業帶來了巨大的方便，重新定位了人與石油化工系統之間的互動關系。 在分析和處理實際的化工儀表故障時，不僅要掌握扎實的儀表理論和知識，還要對工藝實踐有著詳盡的理解，如此才能對儀表故障進行快速的診斷，然后采取合適的手段進行故障處理，保障化工生產的順利進行，促進石油化工企業的進一步發展。

石油化工自動化論文:石油化工儀表中的自動化控制技術分析

摘 要 目前，隨著我國社會主義市場經濟的快速發展以及石油化學工業的不斷進步，人們開始對自動化儀表提出越來越高的要求。過去傳統的自動化儀表已無法滿足現代化石油化學工業的需求，所以必須進一步提升自動化儀表的控制技術，使之實現網絡化、集成化與智能化，只有這樣才能取得最大化經濟效益與社會效益。本文詳細介紹了我國石油化工儀表的各項控制系統，并加以分析，以期為我國石油化工的健康、持久、穩定發展提供有利條件。

關鍵詞 石油化工儀表；自動化控制技術；智能化

一般情況下，石油化工必須配合天然氣才能順利生產，二者相互提供半成品與原料，最終實現最大化經濟效益和社會效益。而現階段的自動化控制技術也開始從過去傳統單一結構運作模式轉變成網絡化、集成化與智能化共同發展的新型運作模式，這不僅提高了自動化儀表的各項功能，還強化了自動化儀表的適應性，使之能夠有效滿足石油化工提出的要求。

1 我國石油化工儀表的控制系統

為了盡快適應現代化石油化工儀表提出的各項要求，現場總線控制系統必須把數字化儀表作為變送器，這主要是因為數字化儀表的分辨力高、穩定性能與安全性能好，而且結構相對比較簡單。同時還要加強產品管理能力，適當增加液相色譜儀與在線油品質量分析儀的實際使用量，以獲取更為精準的數據資料，進而顯著提升產品質量與性能，讓出口產品質量能夠匹敵當前產品，甚至是國際產品。

1.1分散控制系統與未來戰斗系統

根據有關調查數據顯示，我國石化系統與石油化工系統已采用3000多套分散控制系統，其中石化系統的采用量占總數的50%。由于現代科學技術的發展過于迅猛，促使分散控制系統不停地研發新產品，而新產品的生產應用了許多不同的系統，例如數字化智能控制系統、OPC系統與兼容性系統等，導致不同廠商與不同型號的分散控制系統都能夠有效結合在一起，最終形成大規模的網絡管理自動化控制體系。該系統除了更易于控制外，還有效增強了產品性能，使經濟效益與社會效益實現了最大化。

1.2新型分散控制系統

成品油與半成品油在煉油設備中生產出來后，一定要做好調和工作，這樣才能貯存運送出廠，該過程即為石油化工制油的最后一道工藝。在石化企業運送油品過程中，合理應用分散控制系統，除了可以提高自動化控制水平外，還可以便于管理工作的實施。應用分散控制系統來實現我國石化企業的儀表控制，而其他新建設備也可以應用分散控制系統來完成各項控制與管理工作。但如果設備為加強使用型或是石油化工的重要組成部分，那么應用分散控制系統時，其效用就會無法充分發揮出來，使得資源出現不必要的浪費，同時還會因使用率減少而導致自動化系統復雜化。

1.3總線控制系統

石油化工儀表中的現場總線控制系統具有微型化、數字化、智能化與開放化等諸多特征，而且這些特征已成為當前新型石化企業的主要發展目標?，F階段，未來戰斗系統已廣泛應用于各個領域，其設備操作技術與功設備能開發也隨之得到有效完善，這對于現場總線控制系統的可持續發展來說具有十分重要的作用和意義。根據有關調查數據統計，大多數石化企業在控制系統方面仍采用未來戰斗系統對本企業生產設備進行控制，最后利用現場總線與局域網來順利完成現場總線控制工作。局域網的主要效用是通過網絡讓多個計算機系統實現信息的相互交換，其中具有較大的信息容量，相互之間可以達到信息共享的效果。而現場總線控制系統的技術要求是完成技術的信息共享工作，這樣除了可以讓用戶公開化外，還可以讓全部制造商公開化。

2 我國石油化工儀表控制系統的分析

2.1執行儀表的檢測方法

展開石油化工生產作業時，其現場設備與管道內介質的實際溫度均為-200℃～1800℃，并采用雙金屬溫度計代替水銀玻璃溫度計，以便分散控制系統直接獲取熱電偶信號與熱電阻信號。壓力儀表在石油化工中是極為重要的構成部分之一。利用諸多原理制成的特殊壓力儀表與壓力傳感器，不但可以抵抗高溫，還可以在易結晶介質、脈動介質和粉狀介質的條件下測量工作所需壓力。此外，從物位儀表的角度上看，石化行業通常把液位測量作為重要核心，只有浮力式儀表具有通用產品，其他儀表均無通用產品，例如物料儀表等。但根據測量方法可有效劃分為雷達、浮力、電容、靜電、磁致伸縮和超聲波等諸多類型，而且儀表內還存在執行器、流量儀表、在線過程分析儀和分析儀器等裝置。為了能夠正確分析出生產過程中的各類物料成分，必須保證溫度、液位、壓力與流量等工藝參數的準確性與真實性。同時還要詳細分析石油化工生產后排放的所有物質，以防止生態環境受到嚴重污染。

2.2執行儀表的控制方法

過去傳統石油化工在生產過程中均是一個設備使用一個控制室，但現階段均為多個設備共用一個控制室，也可以由一個控制中心來控制全廠所有設備，把CRT顯示或LCD屏幕作為核心。以便操作人員更易于使用。由于石油化工設備具有十分復雜的工藝過程，而且在一定程度上還會出現爆炸、火災等情況，所以必須進一步提升石油化工的生產安全性、可靠性與穩定性。如果只依靠分散控制系統完成所有控制工作，那么現代化石油化工提出的要求就無法滿足其效。應用智能化控制儀表與自動化控制儀表展開石油化工作業，除了可以實現安全生產外，還可以實現人性化生產。除此之外，還要將報警系統安設在生產線的危險區域，這樣有毒氣體或是可燃氣體泄漏時就能夠立即提醒，便于采取防護措施。

3 結論

我國石油化工企業必須高度重視各項生產儀表，并進一步增強自動化控制技術，只有這樣才能消除安全隱患，保證產品質量。在確保石油化工安全生產的條件下，對自動化儀表控制系統進行研究與設計，以強化企業本身的自動化控制技術，提高市場競爭力，最終取得最大化經濟效益與社會效益，這對于我國石油化工企業的可持續發展來說具有一定的推動作用。

石油化工自動化論文:探究石油化工企業自動化技術的發展策略

摘 要：石油化工發展綜合自動化整體解決方案，有利于提高和增加產品產量，降低生產成本，取得顯著的經濟效益和社會效益，增強企業的競爭能力，本文論述了石油化工自動化技術目前的發展現狀，以及提高石油化工工業自動化技術的具體措施。

關鍵詞：石油化工 自動化技術 發展 信息

在信息技術高度發達的今天，石油化工自動化技術隨著工藝和裝備技術的不斷發展而進步，從初期簡單的手工操作到連續工藝作業，對生產穩定性和對控制的要求及自動化水平也越來越高，從簡單的閉環控制到裝置的全面自動化，使用的控制工具也從實現了DCS的廣泛應用；控制技術方便又先進的控制系統、優化控制系統.隨著工業規模的進一步推廣，快速反應、臨界穩定工藝、能量綜合平衡等工藝的開發成功，對自動化提出了更高的要求。石油化工發展綜合自動化整體解決方案，有利于提高和增加產品產量，降低生產成本，取得顯著的經濟效益和社會效益，增強企業的競爭能力，是今后石油化工工業自動化技術發展與應用的趨勢。同時，激烈的市場競爭也對自動化提出了新的要求。

一、石油化工自動化技術的發展現狀

1現場總線的應用正在逐步推廣

現場總線應用于生產現場，實現全數字化、串行、雙向、多變量數字通信的網絡互連技術。現場總線雖然沒有實現“制定單一現場總線”，但與現有的DCS、PLC等相比，現場總線控制系統FCS由于具有的全數字多點通信、現場設備狀態可控、開放性、互可操作并能實現分散控制等特點，仍然是石油化工行業基礎自動化系統的發展趨勢。

2.工業控制系統軟件及各種應用軟件開發、系統集成技術成為核心技術，取代系統硬件而成為高附加值的載體

具體的技術手段首先是FCS將與DCS共存.DCS技術實現了性能可靠，軟件豐富，功能完善等優點.已經成為工業生產過程控制的主要手段，當前工業自動化系統應用，沒有隨著FCS的出現而退出歷史舞臺，在今后相當長一段時間內，DCS將會與FCS共存下去。其次是現場總線與DCS相結合。從集成到控制系統，將現場總線智能儀表連接到DCS上，利用DCS的控制功能和軟、硬件產品帶動現場總線來應用。利用現場總線的全數字通信功能，收集現場大量非控制信息，建立現場智能設備數據庫，建立和完善智能設備的遠程狀態監控、故障診斷、預防維護、在線調校等遠程管理功能，實現對現場設備的一體化管理與控制。

二、石油化工企業綜合自動化的有效手段

1.實現企業的管控一體化。

自從計算機發明以來，自動化技術就和信息技術緊密結合到了一起。信息技術的發展，給自動化技術提供了便捷的工具，使得過去的均勻控制、解耦控制、模糊控制等變成了一段段比較容易實現的軟件代碼。如何把IT技術盡可能多地應用到自動化技術中的能力，已經成為決定企業競爭力的重要因素。

1.1是更好的應用IT技術，通過優化來產生效益，和具體的工藝、設備相結合，挖掘設備和工藝潛力，促進提高產量、降低消耗、并使生產過程更加安全。

1.2是將企業中的“自動化孤島”變成一個統一的平臺，具體措施是：實現信息共享，提高信息利用率，提高企業決策水平和實效性，實現管控一體化。

2.先進的自動化控制系統的建立。

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。同時以MES為代表的生產過程運行優化層。

2.1信息的集成、挖掘和增值

數據庫管理系統則是信息集成的基礎。因此要利用數據庫管理系統時數據對生產過程進行監督與控制，同時設置關系數據庫和實時數據庫系統。利用信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利用信息。

2.2成本效益分析

應用財務分析方法進行分析評價，可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，為企業提供實際生產經營過程和生產計劃的經濟指標，加強企業的競爭能力。為了達到公司預先的利潤目標，就必須協調好原油采購、生產計劃的制定、生產調度和產品的銷售，控制控制原油的采購價格。

3.實現企業生產經營優化層

主要內容包括企業資源管理、供應鏈管理、客戶關系管理、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，可以實現在線成本的預測，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。

4.進行流程模擬，建立過程模型

實現流程模擬，是流程工業綜合自動化的關鍵技術。由于煉油生產具有高度復雜性的特點，必須將工藝機理建模與系統工程理論緊密結合起來。實踐證明，結合應用線性規劃或動態規劃的辦法建立計算機調度系統，實現優化調度的有效途徑。過程操作優化根據市場原料和產品需求變化，技術難點是建立過程穩態數學模型。此外，還有設備過程故障診斷技術、生產過程的安全保護技術等。

石油化工自動化論文:談中國石油化工自動化系統集成現狀與發展

摘要：石油化工是化學工業重要組成部分，其自動化水平的高低直接影響著石化產品的產量、品種及質量，影響著現代石化企業生產經營效益。本文就我國石油化工自動化系統集成現狀和未來發展趨勢進行了探討，對理清我國石油化工自動化發展有一定意義。

關鍵詞：石油化工 自動化系統 集成現狀 發展趨勢

一、引言

石油化工是化學工業的重要組成部分，是國民經濟的基礎和支柱型產業，在經濟發展與人民生活中起著極為重要的地位，石油化工自動化系統技術水平直接關系著石油化工產業的發展水平，尤其是隨著信息技術和現代企業管理水平的不斷提高，石油化工自動化已經不再局限于生產過程的自動化，還涵蓋了生產過程、人事管理、市場營銷等多個范疇，直接影響著現代石化企業的生產經營效益。近年來，我國石油化工自動化系統集成取得了巨大的進步，一些技術甚至走在了世界前列，促進了我國石油化工的發展，獲得了良好的經濟效益與社會效益，但同發達國家相比，我國石油化工自動化系統集成水平還有不少未解決的問題，影響了石化企業整體自動化水平。

二、石油化工自動化系統集成現狀

1.現場總線技術被廣泛應用

現場總線技術是應用于生產現場，實現現場儀表、儀器、控制設備等之間數字通信的網絡互連續技術，這一技術被廣泛應用于石油化工自動化系統之中，其開放性、可控制、分散控制性等特點，給石油化工自動化系統通信技術產生了非常大的影響，為完善石油化工自動化管控一體化功能提供了有力條件。雖然現場總線控制系統有著眾多優點，但傳統DCS系統已經相當成熟實用，在可靠性、安全性、開放性、靈活性、協調性等方面都有突出表現，且功能相較現場總線控制系統更為完善，因此目前在石油化工自動化系統中還占據著一定地位，處于同現場總線系統共存的狀態。

2.信息化與自動化高度結合

隨著計算機技術與通信技術的發展，實時數據庫技術、測量技術、數據處理技術、控制與過程優化技術、ERP技術等取得了較大的突破，IT技術被大量應用到石油化工自動化系統之中，有效的提升了生產過程遠程監控、故障診斷、設備維護等自動化水平。而隨著IT技術在石油化工自動化系統中的應用，相關的生產工藝、設備選型、生產流程等也發生了巨大的變化，極大的提升了石油化工企業的生產能力，降低了生產成本，提升了生產過程的安全水平?？傮w看來，在IT技術高度融入石油化工自動化系統后，石油化工生產智能化、數字化、信息化水平都得到了巨大的提升。

3.企業管理綜合自動化

我國石油化工自動化系統的發展經歷了數十年的時間，在不斷的引起進技術、創新研究的過程中，我國石油化工自動化系統集成水平越來越高。目前，石油化工自動化系統集成已經迅速拓展向整個企業生產經營流程，取得了較大的成果。石油化工自動化系統綜合流程主要分為三層結構，分別是生產過程控制系統、生產過程制造系統、企業資源管理系統等，涵蓋了生產現場自動控制、生產流程優化維護、企業生產經營管理的方方面面。

三、我國石油化工自動化系統集成發展趨勢

1.自動化系統集成水平進一步提高

隨著全球經濟一體化進程的加快，我國石油化工企業將會進一步融入國際競爭之中，要在國際競爭中占據更為有效的地位，石油化工企業就必須集成自動化系統，打破傳統自動化系統信息孤島的情況，提升信息流通和系統管理水平，真正實現實現一體化生產經營。而隨著石油化工企業生產規模的擴大，自動化系統控制規模將進一步提升，安全儀表、設備監視、分散控制、數據采集、儲運管理、設備管理、實時優化等多個子系統之間的自動化控制協調需求越來越高，這些都對石油化工自動化系統集成提出了更高的要求，必然促進系自動化系統集成水平的不斷提高，不斷向大型化、集成化、智能化方向發展。

2. MAV策略將成為重要模式

MAV策略是一種全新的主自動化系統供應商策略集成模式，這種集成模式以自動化系統供貨商為核心，建立石油化工儀表與控制一體化系統，提升系統的性價比和使用壽命，降低系統的綜合成本。這一模式，將會涵蓋系統集成方案、網絡結構、設備配置、管控作業程序、功能規模、組態模塊、操作維護等等多個方面，使系統公用工程和生產裝置同步集成，通過各接口和人機界面，以統一的標準總體協調。MAV策略能很好的應對現代大型石化項目建設、運行方面的需求，有利于集中管理、優化資源，將成為未來石油化工自動化系統集成的重要發展方向。

3.系統安全水平不斷提升

石油化工自動化系統涉及生產、經營等多個環節，系統安全直接影響著整個企業生產、經營的安全， 直接關系著企業的經濟效益與社會效益。目前石油化工自動化系統多采用ERP/MES/PCS的三層網絡架構，這種架構在系統安全上還存在不少缺陷。隨著硬件、軟件等技術的提升，尤其是智能HART技術、現場總線技術、無線通信技術等在自動化系統中的深入應用，信息安全問題將會變更越來越為重要，如何保證系統的安全性將成為眾多企業共同關注的問題，將會催生自動化系統安全水平的提高，從硬件設備、軟件平臺、安全策略、風險應對等多個方面得到完善。

4.綠色低碳將會成為自動化系統集成的影響因子

長期以來，我國二氧化碳排放量、工業能耗都一直較高，在能源與環境問題越來越為嚴峻的背景下，綠色低碳已經成為時代的主題。我國目前石油化工自動化系統集成對綠色低碳的考慮相對較弱，這是一個迫切需要解決的問題。未來，將會建立起一套以低碳能源、低碳技術、低碳產業為基礎的新的生產經營模式，這必然會影響石油化工自動化系統集成，促使自動化系統集成更多的考慮綠色、環保問題。

四、結束語

石油化工自動化系統集成水平直接影響著我國石油化工生產經營管理水平，隨著我國經濟的發展與人民生活水平的提高，對石油化工生產經營管理提出了越來越高的要求。我國現有的石油化工自動化集成水平同發達國家相比還有較大差距，在未來，石油化工自動化系統將會向大型化、智能化、規?；?、綠色化方向發展，系統安全水平將會不斷提高。

石油化工自動化論文:淺析石油化工企業的綜合自動化變電所

【摘要】在科技、經濟飛速發展的今天，變電所發展自動化領域中，先進的電氣設備已逐漸去代替老的、傳統化的電氣設備；特別是智能化數字開關、光電式互感器、等機電一體化設備的出現，變電所自動化技術即將進入數字化新階段。本文主要針對目前石油化工企業110Kv、 35Kv與10Kv變電所自動化系統的特點，對其結構及功能等進行概括地闡述。

【關鍵詞】變電所 綜合自動化 構成特點

1 綜合自動化變電所研究的主要內容

變電所自動化技術經過近幾年的發展已經達到了更高的水平。自動化技術的大范圍采用，使得我國城鄉電網改造與工廠建設都已經大部分實現了無人值班，同時，自動化新技術在110kV及以上的超高壓變電所建設中也得到了大量的采用，從而使電網建設的現代化水平得到了很大程度的提高，輸配電和電網調度的可能性得到了增強，不僅如此，自動化技術的應用也使得變電所建設的總造價還得以降低，這已經成為了不爭的事實。

對石油化工企業的110Kv變電所，為了確保電力系統安全、經濟運行，通過對于先進的計算機技術、通信技術的有效應用，使得新的電氣設備的保護和控制技術應用得到了充分的技術支持，變電所監視、控制問題得到了有效的解決，各專業之間在技術上、管理上實現了有機的結合；配合的默契程度也得到極大的促進，自動化技術的采用為電力系統自動化進一步發展打下了堅實的基礎，變電所的安全性、可靠性得到大幅度的提高，運行質量也更為穩定。例如，高壓電器設備本身監視信息的采集工作，變壓器、避雷器以及斷路器等設備的絕緣和狀態等；故障錄波器和繼電保護等裝置完成的各種故障前后瞬態狀態量和電氣量記錄數據的采集工作，在完成上述工作后將相關信息報送給調度中心，以便為檢修計劃的制定、電氣設備的監視以及將來的事故分析提供準確的原始數據。全面實現變電所綜合自動化，對新建變電所不再實行過去的常規測量監視、保護、控制屏，實現由少人值班逐步向無人值班的過渡；對于老變電所的控制、測量監視等各方面進行技術改造，以進一步達到少人甚至無人值班的目的。

對于35Kv與10Kv的變電所，應當將改進和提高用電質量，提高供電安全與供電質量作為工作重點。更為高效地利用變電所綜合自動化系統，全面改造與提升變電所的二次設備，不再使用原有的測量、保護、控制和監視屏，全面提高變電所綜合自動化程度，以使變電所的控制和監視技術水平得到全面提升，使變電所管理得到有效的改進，最終使變電所無人值班得以實現。

要實現變電所的綜合自動化應當從以下幾方面著手：

（1）電網運行參數、設備運行狀態的隨時在線監視；設備本身異常運行的自檢和自診斷工作。

（2）如果發現裝置內部異常或變電所設備異常變化，為防止事態擴大，并保護其他設備安全，應當立即自動報警并閉鎖相應的出口。

（3）如果電網出現事故，為將故障限制在最小范圍，應當快速判斷、決策，采樣，并迅速隔離和消除事故。

（4）為確保自動和遙控調整電能質量，應當實現變電所運行參數的在線統計、計算、存儲、分析報表和遠端傳輸。

2 綜合自動化變電所系統具有如下的特點

變電所綜合自動化系統的主要特點包括系統結構微機化、功能綜合化、操作監視屏幕化、測量顯示數字化、運行管理智能化等幾個方面。

2.1 微機化的分級分布式系統結構

不同配置的單片機或微型計算機共同組成了綜合自動化系統內各子系統和各功能模塊，其系統結構采用分布式結構，應用通訊技術，并通過總線、網絡等，將數據采集、控制、微機保護等各個子系統連接起來，構成一個呈現分級分布式的整體系統。

2.2 綜合化的功能

變電所綜合自動化系統具有多種技術密集、多種專業技術相互配合、相互交叉的特點。它是以數據通信技術、計算機硬件和軟件技術為基礎逐步發展而來的。是變電所內全部二次設備（除交、直流電源以外）的綜合集成。而微機監控子系統則是原來的模擬屏、操作屏、儀表屏、顯示屏以及遠動裝置、變送器柜、中央信號系統等各項功能的綜合集成；微機保護子系統替代了以前晶體管式或電磁式的保護裝置；監控系統和微機保護子系統相結合，綜合了故障測距、故障錄波、中性點非直接接地系統和無功電壓調節等子系統的各項功能。

2.3 屏幕化的操作監視

綜合自動化變電所的實現，以CRT屏幕上的實時主接線畫面來取代以前常規的龐大模擬屏；用屏幕上的鼠標操作或鍵盤操作來取代常規在控制屏上或斷路器安裝處進行的分、合閘操作；用計算機屏幕上的軟連接片所取代了常規在保護屏上的硬連接片；以屏幕文字提示或語言報警以及畫面閃爍取代了常規的光字牌報警信號；通過計算機上的CRT顯示器，可以實現對整個變電所運行情況的實時監視并對各開關設備進行操作控制。

2.4 數字化的測量顯示

常規的指針式儀表被CRT顯示器上的數字顯示所取代，實現了更為明了和直觀的數據顯示；而原來的人工抄表被打印機打印報表取代，這樣一方面減輕了值班員的勞動強度或者直接節省了人力，另一方面還提高了測量精度及準確性，提升了管理的科學性。2.5 智能化的運行管理

變電所運行管理自動化系統應包括電力生產運行數據、狀態記錄統計無紙化；數據信息分層、分流交換自動化；變電所運行發生故障時能即時提供故障分析報告，指出故障原因，提出故障處理意見；系統能自動發出變電所設備檢修報告，即常規的變電所設備“定期檢修”改變為“狀態檢修”。

要實現無人值班（或少人值班），變電所綜合自動化是一種最重要的手段，根據重要性和電壓等級的不同，變電所實現無人值班的要求和手段有所差別。但是，通過采取各種技術手段，使變電所整體的自動化水平得以提高，發生事故的機會得以減少，這些都是實現無人值班的關鍵；只有這樣，才能縮短事故處理和恢復的時間，使變電所的整體運行更為可靠和穩定。

3 綜合自動化系統變電所可以實現的各種功能

3.1 微機保護功能

此種保護是對站內所有的電氣設備進行的保護。主要包括母線保護，變壓器保護，線路保護，設備自投及電容器保護，低頻減載等自動安全裝置。上述各類保護還具有存儲多套定值、故障記錄、適合當地修改定值等其他功能。

3.2 數據采集功能

3.2.1 狀態量采集功能

隔離開關狀態，斷路器狀態，變電所一次設備告警信號及變壓器分接頭信號等均屬于狀態量的范疇。目前這些信號大多數采用的是光電隔離方式輸入系統，也可通過通信方式獲得。保護動作信號與其他信號不同，采用的是計算機局域網通過通信方式獲得。

3.2.2模擬量采集功能

線路電壓，各段母線電壓，饋線電流，電壓和功率值，頻率，相位，電流和功率值等，這些都是變電所采集的模擬量。此外還有變電所室溫，變壓器油溫等一些非電量數據的采集。模擬量采集精度應當可以滿足SCADA系統的需要。

3.2.3 脈沖量功能

脈沖量主要是脈沖電度表的輸出脈沖，是也采用光電隔離方式與系統相連接的，內部采用計數器對脈沖個數進行統計，實現對電能的準確測量。

3.3 故障錄波測距和事件記錄功能

事件記錄應當包含開關跳合記錄以及保護動作序列記錄兩個方面。其SOE的分辨率一般應當在1～10ms之間，這樣可以滿足不同電壓等級對SOE的不同要求。變電所故障錄波配置專用故障錄波器，并能與監控系統通信。

3.4 控制和操作閉鎖功能

操作人員可通過CRT屏幕對隔離開關，斷路器，電容器組投切，變壓器分接頭進行遠程控制操作。為了防止由于系統故障造成的被控設備無法操作，在系統設計時應當保留人工手動直接跳合閘手段。操作閉鎖有以下內容：

（1）電腦五防及閉鎖系統；

（2）根據實時狀態信息，自動實現斷路器，刀閘的操作閉鎖功能。

（3）操作出口有同時操作閉鎖功能。

（4）操作出口有跳合閉鎖功能。

3.5 同期合閘和同期檢測功能

該功能可分別以自動和手動兩種方式實現?？梢赃x擇由獨立的同期設備實現，也可以通過微機保護軟件模塊得以實現。

3.6 無功和電壓的就地控制功能

電壓和無功的控制一般采用調整投切電容器組，變壓器分接頭，同步調相機，電抗器組等方式實現。操作方式可以手動也可以自動，人工操作的情況下，可以就地控制或者遠程控制。

3.7 數據處理功能

數據處理的主要內容是數據處理和記錄歷史數據的形成和存儲，其中，上一級調度中心，變電管理和保護專業要求的數據也包括在內。具體包括：

（1）斷路器動作的次數信息；

（2）斷路器切除故障時跳閘操作次數和截斷容量的累計數量；

（3）變壓器的有功、無功、輸電線路的有功、無功，母線電壓定時記錄的最小，最大值及其時間數據。

（4）獨立負荷每天的峰谷值，有功、無功及其時間數據。

（5）修改整定值及的控制操作記錄；根據需要，該功能既可以在變電所當地全部手動實現，也可在遠程調度中心或操作中心實現。

3.8 系統的自診斷功能

系統內部各種功能插件應當具有自診斷功能，自診斷信息與被采集的數據一樣，被周期性地送往后臺主控計算機和遠方調度中心或操作控制中心進行處理。

3.9 與遠程控制中心的通信功能

本功能在常規遠動‘四遙’的基礎上又增加了遠方修改故障錄波、整定保護定值與測距信號的遠傳等，其信息量遠遠超過了傳統的遠動系統。根據現場的不同要求，系統應當具有通信通道的切換及備用功能，確保通信的可靠性，不僅如此，還應當具備同多個調度中心不同方式的多種通信接口，且各通信口及MODEM應避免干擾，相互獨立。保護和故障錄波信息可以采用獨立的通信接口與調度中心連接，通信規約應滿足調度中心的要求，符合國家標準及IEC標準等相關行業標準。

3.10 防火、保安系統插件功能

從設計原則而言，無人值班變電所應具有防火、保安措施。

4 變電所綜合自動化系統的現狀及發展趨勢

綜合自動化的變電所在新建的一些變電所的運行中表現出了很明顯的技術先進、功能齊全、結構簡單、安全可靠等特點；經過十多年的發展和完善，目前已經達到很高的水平。在我國城鄉電網的改造與工廠的建設中，不僅中、低壓變電所大范圍采用了自動化技術而實現了無人值班，而且在220kV及以上的超高壓變電所建設中也大量采用了各種新的自動化技術，從而使電網建設的現代化水平得到了極大程度的提高。綜合自動化技術的運用，不僅使輸配電和電網調度的可靠性得到增強，同時也使得變電所建設的總造價得以有效地降低。

5 結語

由以上的分析我們可以看到，變電所綜合自動化技術的采用，對于提高電網的安全和經濟運行水平、實現電網調度自動化和現場運行管理現代化可以起到極大的促進作用，它將使電網一次、二次系統的效能和可靠性得到大大增強，同時，對于保證電網的安全穩定運行也具有相當重大的意義。

變電所綜合自動化，促進了無人值班變電站的實現，可以利用遠動技術使電網調度迅速而準確地獲得變電站運行的實時信息，完整地掌握變電站的實時運行狀態，及時發現變電站運行的故障并做出相應的決策和處理，同時可以使值班管理人員根據變配電系統的運行情況進行負荷分析、合理調度、遠控合分閘、躲峰填谷，把握安全控制、事故處理的主動性，減少和避免誤操作、誤判斷，縮短事故停電時間，實現對變配電系統的現代化運行管理。

總之，變電所綜合自動化系統具有可靠性高、抗干擾能力強、實時性好及維護簡單等特點。隨著計算機技術的迅速發展，變配電站的計算機化進程越來越快，變配電所計算機監控及無人值守已成為當今電氣自動化領域的發展趨勢，隨著科學技術的不斷進步以及硬件軟件環境的不斷改善，綜合自動化技術的優越性也必將進一步地展現出來。

石油化工自動化論文:淺析石油化工自動化技術的應用與發展趨勢

【摘要】在我國社會經濟的取得發展與進步，人民的生活水平日漸提高，信息技術飛速發展的時刻，石油化工工業設個一直被我們熟知的傳統工業，在當今時代仍然是一個國家經濟發展支柱性產業。隨著工業規模的擴大，經濟全球化的迅猛發展，石油化工產業對石油化工的自動化提出了新的要求。與此同時，信息技術也對石油化工自動化技術的發展注入了新鮮的血液。

【關鍵詞】石油化工 自動化技術 發展趨勢

在國民經濟迅速發展的背景下，我國的能源消耗量也日益增加，雖然我國是一個能源大國，資源豐富，但是如今的經濟發展需要的能源的數量驚人，在激烈的市場競爭中，我國的石油開采量與我國人民的日常生活、工業生產所需漸漸拉開了差距，為了進行生產，我們從國外進口石油的現象越來越嚴重。但是從長遠的發展來看，要想提高綜合國力使國家長久穩定的發展，就要減小對國外能源的依賴，尋求新的方法推進我國資源的開采和利用，減少石油進口量。1 石油化工自動化技術應用必要性1.1 石油資源對我國經濟發展的重要作用

石油是我國一項極其為重要的基礎能源，也是全球需求量最大的能源，經濟全球化的迅速發展，信息技術全球化的推廣，讓石油工業迎來了較大的發展機遇，同時也面臨著前所未有的挑戰。盡管我國號稱能源大國，但是隨著世界范圍內的經濟發展，國內的石油的提供量已經不能滿足當今工業生產的需求。在社會不斷發展的今天，傳統的石油化工企業的生產設計理念不再適應當前的發展，具體的環境逼迫著生產理念的改變。如今的石油化工企業改變了航向開始朝著智能化的方向發展。

1.2 先進的科學技術逐漸滲透到石油化工企業

石油資源能夠保障我國國民經濟的平穩增長。世界范圍內的經濟發展趨勢逐步把先進的科學技術融入到石油化工行業中。在分析了以往的人工操作的局限性和不準確性，逐步運用先進的科學技術模擬人工化，不僅達到了人工操作的效果，還高額度的，高精準性的完成了數百倍次的工作量。從工廠生產的操作、維護的不同的角度出發，先進技術的控制系統具有相對的開放性、易于管理性。不需要耗費太大的精力，只要熟悉操作程序，并且通過生產操作的自動化、經營管理模式的信息化、就可以簡單的實現傳統石油化工企業從原油選擇、采購、生產加工再進一步得到石油以及石油附屬產品的全部過程，不同的是這一過程具有智能性，簡化了工人手工操作的人力耗費和時間耗費。這種智能化的石油化工的生產及管理，可以在相同的時間和空間上使企業的利潤最大化。

1.3 傳統石油化工企業中，人工操作的缺陷性及危險性

（1）在傳統的石油化工企業中，生產需要人工操作，大量的作業量需要很大數量的工人協作完成，石油化工生產作業時具有一定的危險性，大量的工人集中作業的工作環境下，一旦發生安全事故，大量工人的人身和財產安全得不到保障，會造成大量的人員傷亡。

（2）人工操作，達不到石油化工產業要求的精準度。石油化工企業的生產工作有嚴格的精準性要求，但是人工操作生產過程中，精準度不易控制，在人工操作控制的情況下，想要達到精確的工藝參數要求有很大的難度。并且極易因為這種誤差而造成投料不當，從而導致生產時超溫超壓等異常狀況，埋下安全隱患，引起事故的發生。

（3）石油化工屬于高污染性，高腐蝕性的工作環境，全人工操作的模式下，如果做不好安全防范工作，長期工作的人員的身體健康得不到保障，對身心極可能造成不可逆轉的傷害，容易形成職業病。

2 石油化工自動化技術的應用及發展趨勢

2.1 自動化技術的應用

石油化工自動化技術投入到石油化工企業的使用中，目前的使用主要有兩方面的應用：自適應控制和最優控制。

（1）自適應控制。根據具體的工作環境，智能調節機器的性能生成反饋信息，接受反饋信息后系統自動按照事先設定的程序標準來進行工作。在我國目前的石油行業自動化生產過程中，自適應控制運用到了石油化工的不同部門，與以往的傳統自適應控制模式相比較來看，如今的自控制系統更主要的是自整定與模型參考，具有具體的辨識過程的獨特性。并且在辨識過程中激勵信號平穩運行。

（2）最優控制。在當代的控制理論中，最優控制是一個占據極為重要作用的構成環節。最優控制給人們的生活提供了一個安定和平的大環境，使人民群眾的生活的各個方面得到定改善。如今最優控制在石油化工產業上的應用成果較為顯著，解決了傳統人工操作的各種弊病，提升了石油化工產業在我國的產業地位。

2.2 石油化工企業的自動化控制發展趨勢

2.2.1FCS將與DCS共存

DCS 自七十年代問世以來，采用了大量先進的成熟技術，經歷了發展、成熟到集中應用幾個階段。DCS 技術成熟，性能可靠，軟件豐富，功能完善，得到了用戶的信任，而FCS還處于發展階段，技術還不太成熟，可靠性還有待考證，功能不如DCS 完善。如今廣大用戶雖然關注FCS 的發展，但是多持觀望的態度。DCS 至今已經發展得相當成熟和實用，仍是當前工業自動化系統應用的主導型，不會隨著FCS的出現和發展而走向衰退或是退出歷史的舞臺，DCS將會與FCS在相當長的一段時間內共存下去。

2.2.2現場總線與DCS相結合

現場總線技術集成到現有控制系統中，利用DCS豐富而成熟的控制功能帶動現場總線的推廣應用。現場總線與傳統控制系統之間的集成通過三種途徑：一是現場總線在DCS、PLC的I/O 層次上的集成，二是現場總線設備通過網關集成到DCS、PLC上，統一組態、監控與管理；第三是獨立FCS 與DCS、PLC 之間的信息集成，兩者之間通過網關實現信息交流與映射。通過以上幾種方法可以利用DCS、PLC成熟的技術與經驗，發揮現場總線的獨特優勢。在現場總線推廣應用的基礎上，盡快完善一體化功能。實現對現場設備的一體化管理與控制。

3 結語

在經濟全球化的大背景下，石油化工企業決定著一個國家競爭力的命脈，石油化工產業融入的技術含量的多少也是彰顯一個國家綜合國力的重要指標。石油化工的自動化控制技術一直努力的尋找新的突破，處于不斷改革、創新的階段。石油化工自動化控制技術不斷進步對石油化工行業在激烈的行業競爭中的生存與發展起著積極作用。