石油化工通用知識范文

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第1篇

關鍵詞：石油化工儀表；控制系統；應用

中圖分類號：F407.22 文獻標識碼：A

以信息化帶動工業化是我國的國策，是促進我國工業化建設重要指導思想。目前，我國石油化工企業正處于現代化建設階段，特別是儀表系統正朝著智能化、數字化和網絡微型化發展，體現了我國信息化帶動工業化發展已見成效。但與國外相比，我國在相關技術的研發上，仍存在諸多的不足，需要投入更多的人力和物力，以推動石油化工企業現代化建設。

1 新型自動檢測與分析儀的應用

隨著科學技術的不斷發展，儀表系統正朝著智能化、數字化和網絡微型化方向發展，石油化工企業的自動檢測儀表在應用水平上得到很大提高。特別是在適應現場總線控制系統的需求上，迅速發展了現場總線型變壓器。該變壓器實現了全數字模式，不僅結構簡單，而且穩定性和分辨力均優于一般智能型變送器。目前，現場總線數字化儀器的發展比較成熟，具備良好的可互操作性和穩定性，廣泛應用于石油化工的過程控制領域。石化企業積極推進相關系統的應用，特別是提高先進控制應用水平。就目前來看，為確保產品質量、提高儀表應用水平，主要在線分析儀表有：在線液相色譜儀、在線油品質量分析儀等。而最新的 NIR 光譜分析儀已成功應用于石化企業的煉油調合系統；新一代低成本汽油質量指標快速測定儀在實際應用中取得較好效果。同時，軟測量技術也發展迅速，在解決石油化工企業分析檢測難題上，發揮了重要作用。維護工作一直是石化企業的重要工作，尤其是對預測維護養護工作，關系到系統正常運行。就實際來看，一些企業構建有實時傳感和在線聯機系統，以對加熱爐效率、熱交換器等進行監控。并采用先進的儀表與系統，具備有診斷和預測維護保養的功能，進而實現了生產設備最優化，生產潛力增幅在1%~3%，相比非計劃維護費用減少了近 20%。

2 先進控制的應用

在石油化工企業現代化發展的進程中，生產裝置采用了先進控制，不僅有效地提高了產品質量、降低運行成本，而且裝置運行可靠安全，帶來了十分明顯的經濟效益。目前，諸多先進控制技術已發展成熟，如多變測量、魯棒PID控制等的成功應用。先進控制有如下特點：（1）先進控制是以模型為策略。如當前的模型推斷控制、模型預測控制等，這些模糊智能控制已成為先進控制的重要發展方向；（2）可以應用于復雜過程的控制。如多變量耦合、大時滯等；（3）以強大的計算能力為支撐，實現先進控制，如先進控制可以在 DCS/FCS 中實現。目前，國外在該領域的研發比較成熟，有美國生產的控制器DMC-PLUS、日本生產的控制器 SMOC 等。而國內的主要研究力量是浙江大學和清華大學，并已取得一定的成功。目前，先進控制已在中石油和中石化的幾十套裝置中運行成功。且主要有：延遲焦化、柴油加氫、催化裂化、聚丙烯等，并已取得了較為顯著的經濟效益。

3 石油化工儀表與控制系統的現狀分析

3.1 現場總線控制系統現場總線在工業控制技術領域中產生了重要的影響，它是一個開放性的系統，在使用的時候可以和現場的網絡以及控制儀器相連接，在操作的時候可以實現相互操作，這樣在使用的時候能夠實現分散分布操作，同時也能更好的提高控制性，在石油化工儀表控制系統中，現場總線控制系統已經慢慢成為了主要使用的系統，而且，在不斷使用的過程中，它可以更好的提高儀表控制系統向著更好的方向發展。

3.2 FCS 與 DCS 進入共存時代DCS 是上個世紀七十年代產生的一種系統，隨著時間的推移，這種系統已經慢慢走向了成熟，這種系統在使用的時候技術性和可靠性非常好，因而得到了廣泛的使用和推廣。FCS 現在正處于發展期，目前并不是十分的成熟，它和 DCS 相比在功能上更加的完善，但是也是存在著一些缺陷的，隨著科技水平的提高，FCS 出現的缺陷一定會慢慢解決的。在未來的很長一段時間內，DCS 和 FCS 會出現共存的情況，在 FCS 系統不斷完善以后，DCS 系統才會被慢慢取代，進而消失。

3.3 現場總線與 DCS 的結合運用現場總線和 DCS 相結合，是將現場總線智能儀表和 DCS 進行連接，這樣可以更好的發揮 DCS 的優勢，同時也能更好的推廣現場總線的應用，這樣不但可以降低成本，而且兩種系統在綜合以后發揮出來的優勢更加的明顯?？偩€在不斷推廣的過程中，能夠更好的實現一體化功能，同時也能更好的對現場設備進行控制和管理。

3.4 先進控制及優化的應用目前，我國已經能夠掌握并熟悉應用一些控制技術了，比如魯棒 PID 控制和多變量預測控制技術。先進控制技術的實施，讓系統裝置更穩定，運行更安全，同時也提高企業生產產品的質量，保證了收率，降低成本，增加了收益。使企業取得了顯著經濟效益。

3.5安全控制系統的應用

由于現代化石化企業的裝置規模越來越大、制作過程越來越復雜、運用材料易燃、易爆等特點，對設備的安全性提出了更高的要求，為了使設備運行的可靠性有效提高。石化企業更加重視安全控制技術在儀表控制系統中應用，緊急停車系統在避免工業災難、減少工業事故損失方面起到了積極和重要的作用。安全系統包括緊急停車系統、生產裝置健康監控技術、安全儀表系統等方面。

4 石油化工儀表控制系統的發展

儀表控制系統的數字化、智能化的發展方向和系統十年的發展歷史經驗，告訴我們自動化儀表的應用是儀表控制系統發展重中之重。儀表用戶發展自動化技術得到了越來越多的重視，同時也取得了令人矚目的發展。儀表控制系統的發展方向首先是先進控制系統的應用，為了保障裝置穩定的運行，石化企業在裝置上應用先進控制系統，同時系統的安全性得到提高，降低運行成本，為企業帶來明顯的經濟效益。模型的控制策略是基礎，先進控制是目前基于控制系統的一個重要發展方向，如智能控制和模糊控制。處理復雜的多變量過程控制問題通常所采用的是先進控制系統來完成的，先進控制是建立在常規單回路控制之上的動態協調約束控制，可使控制系統適應實際工業生產過程動態特性和操作要求。先進控制的建立需要有足夠的計算能力來支持，可以通過 DCS/FCS 來實現，國內和國外都有成功的實例。石化系統與美國 Honeywell 公司合作，使催化裂化裝置先進控制得到了成功實施。自動化技術的發展趨勢：ERP/MES/PCS 三層管理與控制系統，石化企業生產與經營過程，大致可分為三層：操作控制層是 DCS/FCS 的安裝、數據庫實時更新；生產管理層是生產調度、油品儲運等；經營管理層 ERP。近些年，ERP/MES/PCS 三層管理與控制系統是自動化技術是石化企業采用方式，也是其發展方向。MES 系統，通過對物流的綜合跟蹤管理，可有效降低油品的損耗。現代石化企業更加重視安全控制系統的應用，安全系統融入儀表控制系統及信息系統一體化管理的是儀表控制系統安全管理的發展方向。安全儀表控制系統智能化管理將會在不久的將來得到更廣泛的推廣和應用。

5 結束語

信息化能夠帶動工業化發展，同時工業化也能更好的促進信息化發展，石油化工儀表控制系統的發展過程就證明了這句話，將現場總線技術和信息化技術進行綜合，可以使石油和化工業共同的進步。不斷推廣綜合自動化系統，可以提高和完善系統的應用，同時也是企業提高控制系統水平的重要手段。

參考文獻

[1]世界儀表與自動化[Z].2005.

第2篇

關鍵詞儀表控制；石油化工；應用現狀；發展趨勢

一、儀表控制系統簡介

（一）儀表控制系統概念

儀表控制系統是一種工業控制系統，通常是分為儀表和控制系統來講。儀表是指現在大規模使用為人所熟知的一種測量性儀表，如溫度、壓力、物位和流量等；而控制系統也就是人們所說的DCS，是分布式控制系統的英文縮寫。在國內一些相關行業其又被稱之為集散控制系統，簡而言之也就是集中管理分散控制。儀表控制系統，它實際上就是一套工業計算機，儀表和控制系統之間相互配合，相互工作，儀表測量的結果決定控制系統策略，運算結果發給執行元件。比如說：調節閥、電動機等，進而控制工業過程的自動化生產。

（二）儀表控制系統的分類

1、如果按照控制原理不同來分類的話分為開環控制系統和閉環控制系統。開環控制系統它一般只受輸入的來控制，基于按時序進行邏輯控制的稱為順序控制系統。但是由于開環控制系統的控制精度和抑制干擾的特性都比較差，目前主要是應用于機械、化工、物料裝卸運輸等過程的控制以及生產自動線和機械手。2、如果按照給定信號分類的話，它可以分恒值控制系統、隨動控制系統和程序控制系統三種。恒值控制系統，顧名思義，就是要保持恒值，給定的一個值不變，也可以說是要求系統輸出量以一定精度接近給定希望值的系統。隨動控制系統，是相對于恒值控制系統的，也就是給定值按照未知的時間函數變化，要求輸出跟隨給定值的變化。程序控制系統則是給定值按一定時間上的函數變化著。

（三）自動控制系統的工作原理

因為自動控制系統是在石油化工行業應用較為廣泛的，所以我們也必須要了解自動控制系統它的工作原理。首先，它先監測被控制量的實際值，然后將它與輸入量進行一些比較得出偏差，最后用偏差值產生控制調解作用去消除這個偏差，能夠使被控制量有效的維持期望的輸出。

二、儀表控制系統在石油化工中的應用分析

（一）控制系統的應用領域

近些年我國的科技取得了明顯的進步，在儀表控制系統的發展上，更是取得了一些可觀的成績。同時它也在實際中被廣泛的應用，比如說工業方面和軍事方面等都應用著儀表控制系統。在工業方面，以石油化工行業最為突出，還對于冶金和機械制造上有重要的作用。因為這些工業在生產過程中會遇到各種的物理量，一些方面還需要用到監控檢測，所以必須用到儀表控制系統。在軍事方面一些的火力控制系統和彈道導彈技術等方面，還有航空航海方面，都需要自動控制系統。在現代化農業方面也需要自動控制系統來解放人力，可以在水位、溫度等相關農業工作中實現自動化控制。

（二）儀表控制系統在石油化工中應用現狀

1、普遍都采取計算機控制系統?，F在在石油化工行業應用儀表控制系統，普遍都是計算機為主導。以計算機控制系統，這樣不僅能夠方便操作人員的操作，也可以有效的出色的進行各項工作，現在甚至可以說計算機系統的相關硬件軟件處理處于整個控制體系的核心地位。2、注重實際工作性。在科學技術發展的今天，技術的導向指引作用無需多言，在儀表控制系統和各項工作設備的結合中，都普遍更新新技術。在安全問題上，因為現在的石油化工行業裝置規模較大、工作設備較為復雜且危險，所以儀表控制首先就要采取安全性控制監測功能來工作以保證工作安全。目前儀表控制系統普遍采用先進控制和優化裝置來確保工作的效率和產品的質量，還有大多數石油化工行業會采取現場總線控制系統，使得儀表控制系統能夠有效的提高控制性，保證工作的正常運作。總得來說，現在儀表控制系統上，越來越重視實際的工作性，重視工作的效率和產品的質量，從而又促使了儀表控制系統的進步。3、DCS與FCS共同存在。DCS在上文中提到過，而FCS它也是一個控制系統，只不過是集中式控制系統，是近些年發展起來的一種控制系統，比起分布式控制系統來說，它起步較晚，技術上仍然存在著不足，但是發展較快，功能相對更多，就目前而言，人們普遍將分布式控制系統和集中式控制系統相結合，優勢互補，共同工作，所以就出現了二者共存的現象。

（三）儀表控制系統在石油化工行業應用的影響

近些年來我國工業快速發展著，尤其是在人們的需要下石油化工的發展，使得各項生產工作越來越多，越來越復雜，難度越來越大。所以，儀表控制系統以其特有的優勢應用在石油化工行業，極大的解放了人力，方便了工作人員的工作，更是保證了生產效率的提高和產品的質量，還有生產中更重要的安全問題，也得到了有效的保障。

三、儀表控制系統在石油化工中應用發展趨勢

（一）越來越趨于人性化

儀表控制系統近些年來雖然取得了長足的發展，但是鑒于科學技術的原因，很多功能還是不能夠很人性化。在未來幾年中，智能和數字的發展是標桿性的，必定會取得明顯的進步。因而在儀表控制系統上，必定也會搭上智能與數字的科技列車，使得儀表控制系統能夠更加便捷的為人們服務，而且使用中更會體現出人性化的特點，這對石油化工行業解放人力是突破性的，而且能夠有效的提高勞動生產效率。

（二）功能更加完善

集中式控制系統就分布式控制系統而言，優越性是明顯的，可卻仍然處于發展階段。目前分布式控制系統在石油化工行業還是有很大的市場，但是其功能的不完整和不適應越來越快生產節奏等一些缺點，對工作效率難以再有突破性的提高。因此在未來中將會大力發展集中式控制系統，使得集中式控制系統功能更加完善，使用更加成熟，讓其在石油化工行業能夠更廣泛的應用，為人們帶來便利。

（三）精確度越來越高

精確度的問題是一個不可被忽視的重要問題，因為一旦出現失誤，失之毫厘差之千里，將不僅會對生產工作帶來不利的影響，更是有可能出現工程安全事故。結合近些年儀表控制系統在石油化工行業應用的發展來說，精確度問題雖說沒有什么重大問題，可是也很受其他相關因素的影響，比如說儀器的老化、設備的陳舊、不及時清理等現象都有可能影響儀表控制系統的精確度。在未來發展中，精確度問題也是肯定會被重視的一個問題。因此，儀表控制系統的精確度也會越來越高，以滿足石油化工行業生產的要求。（四）與石油化工行業結合越來越緊密石油化工行業不敢說一直都是國民工業中的重點，最起碼近百年來還是離不開石油化工行業的貢獻，而儀表控制系統在石油化工行業中的重要性無需多言。因此未來幾年中，儀表控制系統和石油化工行業的結合只能是更加緊密。一方面，儀表控制系統以其自身的特點和優勢為石油化工行業帶來高效的生產效率和生產安全保障；另一方面，石油化工行業為更高的生產效率和優秀產品會努力突破創新，使儀表控制系統能夠更好的與適應時代的發展，更好的服務于行業。

結束語

石油化工行業為我國做出的貢獻毋庸置疑，但是為了能夠更好的適應時展的潮流，實現可持續發展戰略，就務必要集中力量突破更新相關技術。尤其是對石油化工行業發揮巨大作用的儀表控制系統，必須要插上科技的翅膀，努力去發展。要以數字化和智能化方面為導向，使儀表控制系統更加的人性化；完善儀表控制系統的各種功能，使得它能夠更好的勝任石油化工行業的相關工作；努力提高其精確度，而且精確度必須不受外來因素干擾，具有準確性和可靠性。如此一來，才能讓儀表控制系統更好的服務于石油化工行業。

參考文獻

[1]林敏,劉虎.淺談石油化工儀表控制系統的應用及發展[J].化工管理,2014,09(17):180-181.

第3篇

【關鍵詞】石油化工；儀表控制；系統；應用

1.前言

通過信息化來帶動工業化，是我國現階段實施的基本國策，也是促進我國逐步實現工業化建設的主要指導思想。因此，在我國的石油化工企業不斷進行現代化建設的今天，我國科技的迅猛發展，將儀表系統逐步帶向智能化、數字化及網絡微型化的軌道，均表現出我國用信息化來帶動工業化的發展路子是正確的，也取得了一定的成效。但是在石油化工儀表控制系統方面，與國外比較，我國還存在諸多的不足，還需要在實踐中總結經驗，在研究中投入更多的人力、財力和物力，從而推動我國的石油化工企業的現代化建設進程。

2.新型自動檢測與分析儀的應用

隨著我國科技的迅猛發展，儀表系統逐步走向智能化、數字化及網絡微型化的軌道，石油化工企業引進自動檢測儀表后，其應用水平也得到較大提升。尤其是自動檢測儀表在適應了現場總線的控制系統的相應需求，迅速出現了現場總線型的變壓器。此變壓器能做到全數字模式，還具備結構簡單、穩定性好、分辨力強等優點，比常規的智能型變送器具有更大的市場優勢?，F階段，現場總線數字化儀器已經得到廣泛的應用，其可互操作性及穩定性較強，技術比較成熟，非常適合用于石油化工過程的控制領域中。

為了強化石油化工產品的質量管理，將在線分析儀表直接用于石油化工企業，石化企業必須積極開展相關系統類的應用，提高先進的控制應用水平?，F階段，為了保證產品質量，提高儀表的應用水平，主要采取的儀器包括：在線液相色譜儀和在線油品質量分析儀等在線分析儀表。新出現的NIR光譜分析儀在石化企業煉油調合的系統中已經得到廣泛應用。而較新的、成本較低的汽油質量指標快速測定儀，也在實際的應用中獲得較好的效果。在石油化工企業中，維護工作，特別是預測的維護養護工作，是比較重要的，它直接影響到系統的正常運行。目前石油化工企業采取建構實時傳感及在線聯機的系統，實現監控加熱爐效率和熱交換器等。同時應用先進儀表和系統，來實現診斷、預測等的維護保養，使生產設備達到最優化，生產潛力的增幅提高，最終減少了維護費用[1]。

3.先進控制的應用

隨著石油化工企業的發展，對生產裝置實施了先進控制，在有效提高產品的質量和降低運行的成本的基礎上，還能確保裝置運行過程中的安全性，從而為企業帶來可觀的經濟效益。現階段，很多先進的控制技術都已經得到較好的發展，不斷走向成熟。先進控制具備以下幾個特點：⑴先進控制主要以模型為策略：當前已經出現的模型推斷控制和模型預測控制等，此類模糊的智能控制逐步成為我國先進控制中的發展主流；⑵以強大計算力為支撐，達到先進控制的目的：先進控制能夠在DCS/FCS上得到實現，國外在這個領域的開發較早，成果比較成熟，出現控制器如DMC-PLUS、SMOC；比如我公司在催化、蒸餾裝置上運用的先進的智能內模控制技術可以在控制閉環的情況下，采用NLJ優化算法在線辨識過程模型，收斂速度快，能夠縮短計算速度，所得到的模型準確精度高，無需測試實驗，對裝置沒有任何干擾。⑶能應用在復雜的過程控制中：像多變量的耦合和大時滯等。現在先進控制在中石油及中石化等企業的幾十套裝置內得到成功的運行，為技術進步提供了實踐經驗，并取得較好的經濟效益[2]。如我公司的智能非線性區域控制技術多適用于液位-流量非線性區域控制系統，充分發揮液位的緩沖作用，盡可能使流量穩定，減少對后續工序的影響。在投運智能內?？刂葡到y后，回路控制快速平穩，兼顧魯棒性和控制精度的優點，全面保證了裝置的平穩運行，提升裝置的控制品質，降低了操作人員的工作強度和精神壓力。

4.石油化工儀表與控制系統現狀

4.1現場總線控制系統?，F場總線已經在對工業控制技術中造成明顯的影響，它本身就是開放性系統的一種，在使用過程中能和現場網絡、控制儀器直接連接，在操作使還能進行相互操作，從而在使用使可進行分散分布的操作，還能提高其控制性。因此，在石油化工儀表的控制系統中，現場總線控制系統被廣泛用于主要系統中，同時在使用和實踐的過程中，它為提高儀表控制系統的性能而指明了更好的發展方向。

4.2FCS與DCS共存。DCS產生于上世紀七十年代的系統，目前，DCS系統的已經處于成熟階段，其使用時具備技術性好、可靠性高的優點，因此，在實際使用中得到廣泛推廣和發展。FCS則還處在發展階段，其系統還不夠成熟，但是它與DCS比較，功能上卻更完善，盡管還存在很多的缺陷。未來在石油化工企業中，DCS和FCS共存是主要的發展趨勢，而隨著FCS系統的逐步完善和發展，DCS系統將會被完全取代。

4.3現場總線和DCS結合運用?，F場總線與DCS相結合，就能把現場總線智能儀表直接與DCS連接，從而能充分發揮出DCS優勢，還能將現場總線應用進一步推廣，實現降低成本和充分發揮出兩種系統各自的優勢這一目的?，F場總線被廣泛推廣時，就能進一步實現一體化的功能，并可以進一步對現場設備實施優化控制及管理。

4.4先進控制及其優化應用?，F階段，我國可以熟練掌握和應用部分控制技術，將先進的控制技術應用于實際，使系統裝置具備更好的穩定，運行中更安全，還能提高企業的產品質量，確保收率，并降低成本，從而增加企業的收益，取得更好的經濟效益。如我公司在催化、蒸餾裝置上運用的先進的智能內?？刂萍夹g，該系統是嵌在DCS中的，只要它投入運行，該系統就可以長期運行，不會發生由于通信問題而導致的系統中斷，因此它不會給系統維護帶來新的問題，免維護。

4.5安全控制系統應用。由于現代化的石化企業中裝置規模出現不斷擴大、制作過程更加復雜、運用的材料多為易燃和易爆物質等特點，因此，就要求設備具備更高的安全性，從而為設備的安全運行提供更多的保障。石化企業會加大在儀表控制系統中安全控制技術的應用力度，從而為避免工業的災難，減少工業的事故損失等方面發揮重大作用。為企業的經濟發展提供安全保證[3]。

比如我公司的智能多變量協調控制技術可以有效協調COT溫度、爐膛負壓、氧含量、支路溫度均衡及負荷控制系統之間的關系，消除系統間的耦合影響，在保證各個控制回路平穩的基礎上，全面實現了加熱爐的安全平穩操作。

5.結束語

在石油化工儀表控制系統發展的過程中，把現場總線技術與信息化技術實施綜合，可以實現石油與化工業一起發展和共同進步的目的。從而為推廣綜合的自動化系統，進一步完善石油化工儀表控制系統應用，提高企業的控制系統水平等打下堅實的基礎。

參考文獻

[1]葉松林.淺談石油化工儀表控制系統的應用[J].科技資訊，2011（14）：26-27.

[2]苗雨，鄭鑫博.石油化工儀表控制系統的應用及發展[J].中國石油和化工標準與質量，2012，33（13）：252.

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