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石化工業(yè)過程自動化技術的應用趨勢與戰(zhàn)略思考
【摘 要】 當前全球石油化工企業(yè)正向大型化、自動化、綠色化方向發(fā)展，傳統(tǒng)的石油化工過程自動化控制系統(tǒng)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(fā)生改變。本文探討了石化工業(yè)過程自動化技術的應用趨勢和發(fā)展戰(zhàn)略，具有一定理論意義與實踐價值。 【關鍵詞】 石化工業(yè) 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(fā)展，各行各業(yè)生產技術與生產規(guī)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(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，給石化工業(yè)過程自動化控制系統(tǒng)提出了更高的要求，傳統(tǒng)的自動化控制系統(tǒng)很顯然已經不能滿足石化工業(yè)發(fā)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(yè)生產過程自動化技術水平，實現(xiàn)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(yè)生產經營水平，保障國民經濟健康持續(xù)發(fā)展。 2 過程自動化引起入綠色理念 綠色環(huán)保是二十一世紀的主題之一，是事關人類社會發(fā)展與延續(xù)的重要問題。石化工業(yè)是重要的能源產業(yè)，同時也是重要的污染源之一。在能源與環(huán)保問題越來越為嚴峻的今天，石化工業(yè)過程自動化技術必須引入綠色理念，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化控制之中，就必須在整個控制系統(tǒng)中考慮綠色與環(huán)保問題，以人性化的設計、科學合理的布局、綠色環(huán)保的基礎設施、節(jié)能型服務平臺、高效安全的運行能力，有效的提升石化工業(yè)過程自動化技術綠色環(huán)保水平，降低石化企業(yè)生產經營過程的能源消耗與環(huán)境污染，提升生產效率。 3 過程自動化控制系統(tǒng)應用范圍日益廣泛 當前，石化企業(yè)正向大型化、一體化、智能化、清潔化方向發(fā)展，新時期的石化企業(yè)，必須在生產裝置、公用工程、輔助工程等各個方面都實現(xiàn)自動控制，提升生產和經營管理的自動化水平，最終實現(xiàn)管理控一體化。過程自動化技術的應用，應當向可靠性、穩(wěn)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(tǒng)，為石化工業(yè)生產提供安全、高效、低耗的保障，為企業(yè)的生產經營管理提供信息化支撐能力，以使石化工業(yè)企業(yè)能更好的適應市場競爭的需要，能更好的跟著市場競爭的節(jié)奏。在過程自動控制系統(tǒng)應用中，需要注意安全、環(huán)保、節(jié)能幾個方面的問題，建立起高品質的過程監(jiān)測、設備控制系統(tǒng)，提升系統(tǒng)的集成能力，提升系統(tǒng)人機接口的友好度，使系統(tǒng)維護更為方便，應用更為可靠，運行更為穩(wěn)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(xié)調，實現(xiàn)儀表控制與材料供應單一化，以為企業(yè)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(xiàn)物流、資金流、信息流的集成。 4 現(xiàn)場總線技術應用趨勢 目前，多數石化工業(yè)企業(yè)還在采用分散型控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線系統(tǒng)混合的方案，這種方案在監(jiān)視回路、單PID調節(jié)回路上采用現(xiàn)場總線技術，在主PID回路上采用分散型控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。復雜調節(jié)回路、關鍵調節(jié)回等，利用現(xiàn)場通訊總線實現(xiàn)與DCS的通信，并利用DCS完成PID調節(jié)算法。根據現(xiàn)有的應用發(fā)展趨勢，DCS還需用于實現(xiàn)非SIL邏輯功能，如順序控制、馬達監(jiān)控等，高速處理的回路還不適合采用現(xiàn)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(xiàn)場總線技術的應用上還存在一些缺陷。在現(xiàn)場總現(xiàn)技術發(fā)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(fā)展，現(xiàn)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(yè)企業(yè)中，其過程自動化控制系統(tǒng)必然會用到不同廠商不同型號的現(xiàn)場總線設備，這些設備之間必須能夠實現(xiàn)互操作，必須要能與控制系統(tǒng)內其它硬件兼容，必須要能與控制系統(tǒng)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(yè)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(qū)域，這些危險區(qū)域采用過程自動化控制，必須提升系統(tǒng)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(xiàn)場總線安全技術，能在允許的本質安全區(qū)域內使用更多、更大的設備，并能極大的簡化系統(tǒng)設計工作，而不再需要制定實體參數表。 5 工業(yè)無線網絡技術 目前，在工業(yè)無線網絡技術方面，已經發(fā)布了IEC無線HART協(xié)議和ISA100.11a標準，這兩大工業(yè)無線技術標準的發(fā)布，標志著工業(yè)無線網絡技術正式進入工業(yè)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(yè)無線聯(lián)盟，目前基于WIA-PA標準的工業(yè)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(yè)無線網絡技術應用于石化工業(yè)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(yè)無線網絡技術，石化工業(yè)過程自動化系統(tǒng)能有效避免因現(xiàn)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(jié)省了電纜、橋架、配線等的材料費用和安裝費用，又節(jié)省了施工安裝時間和調試時間。同時，工業(yè)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(fā)展與人民生活，關系著我國石化工業(yè)的健康發(fā)展，是我國石化工業(yè)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(tǒng)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(yè)大局的高度，以企業(yè)生命周期來考慮，這樣才能構建起符合企業(yè)需要的過程自動化控制系統(tǒng)。 參考文獻： [1]李凱.淺談自動化控制在石油化工企業(yè)中的應用[J].城市建設理論研究，2012（04）.
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