石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)淺論
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摘要：在經(jīng)濟高速發(fā)展的過程中，能源作為生產(chǎn)的原動力起著十分重要的作用，比如石油，天然氣，電能等。在這之中石油化工的產(chǎn)業(yè)作為各類能源生產(chǎn)的重要一環(huán)，其生產(chǎn)的穩(wěn)定性備受關(guān)注，在石油化工產(chǎn)能作業(yè)大面積應(yīng)用的自動化儀表控制系統(tǒng)引起了研究人員的重視。本文從石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)的技術(shù)手法出發(fā)，分析其常見故障原因分析以及改善策略，并對石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)的技術(shù)改進提供意見，以期為我國石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展提供參考。
關(guān)鍵詞：自動化控制技術(shù)；石油化工；儀表
石油化工行業(yè)在發(fā)展與生產(chǎn)的過程中為社會經(jīng)濟的前進提供了豐富的物質(zhì)資料。在社會需要的驅(qū)動力下，石油化工產(chǎn)業(yè)為區(qū)域經(jīng)濟，乃至于國家經(jīng)濟的發(fā)展都提供了強大的動力。因此從石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)控制和安全生產(chǎn)的角度展開分析，分析和研究石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)中存在的常見故障，以促進化工行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，進一步提高石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用水平。
1石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的概述
1.1自動檢測與修復(fù)技術(shù)
石油化工儀表自動化控制功能的實現(xiàn)主要依靠自動修復(fù)技術(shù)和檢測技術(shù)，在石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)和檢測技術(shù)的支持下，能夠進一步提高石油化工生產(chǎn)的精準(zhǔn)性和安全性及生產(chǎn)效率，避免石油化工生產(chǎn)中出現(xiàn)設(shè)備故障的問題。由于石油化工生產(chǎn)環(huán)境相對復(fù)雜，因此生產(chǎn)過程中的每個環(huán)節(jié)都存在一定危險性，而應(yīng)用石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)，則可以實時對每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行監(jiān)管。當(dāng)控制系統(tǒng)監(jiān)測到安全隱患時，會通過人機交互界面向管理人員發(fā)出警報，并明確標(biāo)注故障位置，以幫助管理人員及時檢查和處理故障設(shè)備。尤其是對環(huán)境中的壓力、溫度計生產(chǎn)流量的監(jiān)控，自動修復(fù)和檢測技術(shù)能夠快速、精準(zhǔn)的監(jiān)測的故障地點并及時提醒管理人員處理，該項技術(shù)有利于降低化工生產(chǎn)安全事故的發(fā)生。此外，自動修復(fù)和檢測技術(shù)在化工生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，可以代替人工控制，減少人工失誤情況的發(fā)展，進而減少安全事故，促進化工企業(yè)健康發(fā)展。
1.2PID先進控制技術(shù)
PID控制技術(shù)通常也被稱為多變量控制技術(shù)。在社會飛速發(fā)展中PID控制技術(shù)憑借監(jiān)控精準(zhǔn)、動態(tài)測量等優(yōu)勢在化工產(chǎn)生有了廣泛的應(yīng)用，極大的促進了化工行業(yè)的發(fā)展。目前，該項技術(shù)已經(jīng)成為了化工行業(yè)大力引進的先進自動化技術(shù)?；贒IS技術(shù)的PID控制技術(shù)，結(jié)合了化工產(chǎn)生發(fā)展需求以及其他先進技術(shù)，屬于創(chuàng)新綜合型自動化控制技術(shù)。PID控制技術(shù)在石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，主要是通過軟件控制，實現(xiàn)化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實時監(jiān)控和管理?；ば袠I(yè)在應(yīng)用石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)過程中，由于受到多項技術(shù)的影響，化工生產(chǎn)可能會存在對多變量測量需求，而PID控制技術(shù)則可以在滿足生產(chǎn)需求的基礎(chǔ)上，識別出化工生產(chǎn)設(shè)備之間具有的關(guān)聯(lián)性，并通過軟件控制實現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)備的操作和管理。目前，PID控制技術(shù)與石油化工生產(chǎn)自動化控制技術(shù)和石油化工儀表自動控制系統(tǒng)的有機結(jié)合，已經(jīng)成為了化工行業(yè)實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的必然途徑。
1.3人機界面處理系統(tǒng)
石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)中的人機交互系統(tǒng)主要是基于信息技術(shù)和計算機技術(shù)進行開發(fā)的，在多種信息技術(shù)的支持下，人機交互系統(tǒng)能夠采集控制系統(tǒng)中其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并通過石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)現(xiàn)場總系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行整合和分析，同時借助計算機系統(tǒng)編程指令，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的實時反饋。例如，在化工生產(chǎn)過程中，如果控制系統(tǒng)監(jiān)測到線路溫度過高，則會及時提醒管理人員進行處理。此時，管理人員則可以通過人機交互系統(tǒng)下達操作指令，當(dāng)溫度管理系統(tǒng)接收到操作指令后，會傳遞給相關(guān)人員進行及時處理，或者自動啟動降溫設(shè)備降低線路的整體溫度。目前，控制系統(tǒng)人機交互系統(tǒng)搭載的顯示屏幕，多為CRT、LED等，在執(zhí)行操作任務(wù)時，管理人員必須詳細了解和掌握交互系統(tǒng)的操作指令，以及時明確操作指令的具體含義，進而實現(xiàn)化工生產(chǎn)的全過程管控。
1.4檢測模型分析技術(shù)
在應(yīng)用石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)過程中，首先需要合理運用檢測模型分析技術(shù)對石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)進行實時監(jiān)測，在分析技術(shù)的幫助時，深入分析和挖掘石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)的海量信息與數(shù)據(jù)。通過對信息數(shù)據(jù)的分析、處理、整合等，及時判斷出控制系統(tǒng)存在的隱性故障，并制定針對性處理和解決措施。在應(yīng)用分析技術(shù)對石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)進行實時監(jiān)測時，想要針對性的處理海量信息數(shù)據(jù)，就需要利用集成分析技術(shù)，實現(xiàn)對控制系統(tǒng)中信息數(shù)據(jù)的自動化處理和分析。利用分析技術(shù)的檢測功能，能夠精準(zhǔn)、快速的監(jiān)測到控制系統(tǒng)中存在的安全隱患，避免安全事故的發(fā)生，有利于進一步提高化工生產(chǎn)效率和質(zhì)量，進而促進化工行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
2石油化工自動化控制儀表常見故障及原因分析
2.1溫度儀表系統(tǒng)故障
在石油化工生產(chǎn)過程中，由于不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)對于溫度的要求存在一定差異，若無法嚴格控制生產(chǎn)溫度，不僅會影響化工產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，而且也會影響生產(chǎn)效率，而石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以實時對生產(chǎn)溫度進行監(jiān)測和控制。在化工生產(chǎn)過程中，常見的溫度儀表故障問題主要有以下幾種：（1）溫度儀表系統(tǒng)故障，溫度參數(shù)不準(zhǔn)確，生產(chǎn)過程中的溫度無法嚴格的控制，該情況的發(fā)生可能會造成嚴重的生產(chǎn)事故，不僅會影響化工產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，而且也會造成設(shè)備損壞等問題。（2）在化工產(chǎn)品高溫生產(chǎn)環(huán)境中，生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)部溫度過高可能會導(dǎo)致溫度儀表中的催化劑失活，進而導(dǎo)致溫度儀表出現(xiàn)故障，導(dǎo)致后續(xù)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝銜接不到位，此外，也會造成生產(chǎn)物料發(fā)生變化，進而增加了化工生產(chǎn)清理與恢復(fù)成本。（3）溫度儀表設(shè)備老化、軟件故障、傳感器故障等都會到時溫度儀表參數(shù)不準(zhǔn)確。
2.2壓力儀表系統(tǒng)故障
化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中通常會存在高壓環(huán)境，而壓力儀表則能夠監(jiān)測環(huán)境壓力，并以數(shù)值的方式直觀的顯示在儀表盤上。在高壓環(huán)節(jié)中，壓力儀表能夠保障施工人員的安全以及生產(chǎn)工作的安全性。在高壓環(huán)境中，壓力儀表存在的常見故障包括：（1）壓力儀表設(shè)備壓力值參數(shù)錯誤，當(dāng)壓力儀表設(shè)備出現(xiàn)系統(tǒng)故障時，便會出現(xiàn)參數(shù)錯誤的情況。該情況會造成有毒物品泄露、人員傷亡等安全事故。（2）壓力儀表密封失效，當(dāng)壓力儀表出現(xiàn)密封件老化情況時，便會造成壓力儀表氣密性下降，進而導(dǎo)致壓力儀表參數(shù)讀取異常。（3）壓力儀表設(shè)備老化，流通管道堵塞，進而造成系統(tǒng)故障。該情況時造成壓力儀表運行故障的主要原因之一。
2.3液位儀表系統(tǒng)故障
在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)設(shè)備液位儀表設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸與分析系統(tǒng)，對化工生產(chǎn)效率、生產(chǎn)周期、生產(chǎn)監(jiān)管等，以及化工生產(chǎn)管理方案的落實，都有著一定的影響。如果化工生產(chǎn)設(shè)備液位儀表設(shè)備發(fā)生故障，不僅會造成化工產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率降低，而且液位儀表設(shè)備出現(xiàn)破損的情況，也會導(dǎo)致有害物質(zhì)和有毒氣體泄露，進而造成生產(chǎn)設(shè)備損壞。另外，在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中液位儀表出現(xiàn)故障的常見原因主要包括設(shè)備故障、設(shè)備滲漏、管道滲漏等，上述情況都會造成液位儀表參數(shù)讀取錯誤。如果在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中出現(xiàn)液位儀表故障問題，不僅會極大的影響生產(chǎn)的穩(wěn)定性和安全性，而且也會出現(xiàn)環(huán)境污染以及企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益下降等情況。
3石油化工自動化控制儀表常見故障的改善策略分析
3.1溫度儀表系統(tǒng)常見故障的改善策略
溫度儀表故障是化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中常見的一種問題，主要包括溫度儀表讀數(shù)錯誤、設(shè)備故障、設(shè)備損壞等情況。為有效避免溫度儀表軟件故障、傳感器故障、設(shè)備老化等情況的發(fā)生?；て髽I(yè)需要結(jié)合實際生產(chǎn)情況和設(shè)備應(yīng)用情況，構(gòu)建完善健全的儀表設(shè)備管理制度，通過制定儀表設(shè)備維護、保養(yǎng)、維修等管理措施，以定期或不定期的方式，對溫度儀表進行詳細的檢測，以及時發(fā)現(xiàn)溫度儀表存在的隱性故障，并通過保養(yǎng)和維修管理，進一步降低溫度儀表出現(xiàn)故障的情況，進而保證化工產(chǎn)品生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性，保障產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，促進化工企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
3.2壓力儀表常見故障的改善策略
在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，針對自動化控制系統(tǒng)壓力儀表中存在的故障問題，需要化工企業(yè)在日常生產(chǎn)管理過程中，定期對壓力儀表進行檢查和維修，以及更換壓力儀表密封器件，及時清理傳輸管道中存在的雜物，保障壓力儀表設(shè)備運行的可靠性和安全性。此外，在產(chǎn)品產(chǎn)生過程中，為進一步減少壓力儀表故障情況，化工企業(yè)需要結(jié)合實際發(fā)展情況，制定人才培訓(xùn)方案，規(guī)范化工生產(chǎn)流程和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。通過開展安全教育培訓(xùn)活動，以講座、海報、公眾號推送等方式，進一步提高施工人員安全意識。另外，化工企業(yè)還需要構(gòu)建完善的生產(chǎn)設(shè)備檢查和維修制度，并將其落實到每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，以保證儀表設(shè)備的運行可靠性和安全性，促進化工生產(chǎn)穩(wěn)定、安全運行。
3.3液位儀表系統(tǒng)常見故障的改善策略
針對化工生產(chǎn)過程中液位儀表設(shè)備存在的故障問題，需要化工企業(yè)根據(jù)實際生產(chǎn)要求、液位儀表設(shè)備應(yīng)用環(huán)境以及以為液位儀表設(shè)備性能和質(zhì)量展開綜合性分析。對于液位儀表設(shè)備常見故障，化工企業(yè)需要在實際生產(chǎn)過程中，落實液位儀表檢查、保養(yǎng)、維修等制度，定期對液位儀表設(shè)備進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)儀表設(shè)備存在的隱性故障，并更換故障設(shè)備。此外，管理人員也可以通過更換儀表構(gòu)件的方式，對液位儀表進行定期維護，進而保障儀表設(shè)備在化工生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定性和安全性，同時避免儀表設(shè)備因為設(shè)備故障或者軟件故障造成生態(tài)污染、環(huán)境污染等問題，保障環(huán)境保護與化工生產(chǎn)的和諧發(fā)展。
4優(yōu)化石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)的相關(guān)建議
為進一步強化石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，化工企業(yè)需要積極探索自動化控制系統(tǒng)的功能和作用，充分發(fā)揮出石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)的價值和優(yōu)勢，促進石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)管理水平的進一步提升，為此，化工企業(yè)需要從以下三方面加強石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用：第一，提高石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)的精準(zhǔn)化控制和管理。即，利用計算機控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對自動化系統(tǒng)的實時監(jiān)測和管理，進而提高自動化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析能力、處理能力，同時實現(xiàn)對化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程的自動化控制。第二，優(yōu)化石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)安全一體，規(guī)范自動化控制系統(tǒng)的維修、管理、保養(yǎng)措施?；て髽I(yè)也需要做好自動化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控和反饋工作，定期開展石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)的故障檢查工作，進一步保障自動化控制系統(tǒng)的安全運行。第三，工作人員作為石油化工生產(chǎn)的重要主體，企業(yè)需要重視操作人員技術(shù)能力和綜合租養(yǎng)的提升，通過教育培訓(xùn)活動，進一步提高工作人員的業(yè)務(wù)能力，進而滿足化工生產(chǎn)自動化管理工作的需求。
5結(jié)語
石油化工行業(yè)作為中國重要的支柱性產(chǎn)業(yè)，石油化工企業(yè)新的社會發(fā)展階段有新的機遇也有新的挑戰(zhàn)。石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)作為化工產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的角色，自自動化控制技術(shù)發(fā)展以來，石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)逐漸向智能化、自動化方向發(fā)展。石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，不僅能夠提高化工產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，而且也能夠保證產(chǎn)品生產(chǎn)的有序運作。除此之外，石油化工儀表自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，有利于促進化工企業(yè)的持續(xù)發(fā)展，在社會需求的推動下，化工生產(chǎn)與自動化設(shè)備的結(jié)合，可以進一步減輕工作人員的勞動量，進而提高化工產(chǎn)品生產(chǎn)效率，為企業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
作者:曹石婧 單位:大慶油田第一采油廠數(shù)字化運維中心
