石油化工儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)淺論
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摘要：在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的過程中，能源作為生產(chǎn)的原動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)化控制系統(tǒng)的技術(shù)改進(jìn)提供意見，以期為我國石油化工儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展提供參考。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)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(jì)的前進(jìn)提供了豐富的物質(zhì)資料。在社會需要的驅(qū)動(dòng)力下，石油化工產(chǎn)業(yè)為區(qū)域經(jīng)濟(jì)，乃至于國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都提供了強(qiáng)大的動(dòng)力。因此從石油化工儀表自動(dòng)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(dòng)化控制系統(tǒng)中存在的常見故障，以促進(jìn)化工行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，進(jìn)一步提高石油化工儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用水平。
1石油化工儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的概述
1.1自動(dòng)檢測與修復(fù)技術(shù)
石油化工儀表自動(dòng)化控制功能的實(shí)現(xiàn)主要依靠自動(dòng)修復(fù)技術(shù)和檢測技術(shù)，在石油化工儀表自動(dòng)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(jìn)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(gè)環(huán)節(jié)都存在一定危險(xiǎn)性，而應(yīng)用石油化工儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)，則可以實(shí)時(shí)對每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)管。當(dāng)控制系統(tǒng)監(jiān)測到安全隱患時(shí)，會通過人機(jī)交互界面向管理人員發(fā)出警報(bào)，并明確標(biāo)注故障位置，以幫助管理人員及時(shí)檢查和處理故障設(shè)備。尤其是對環(huán)境中的壓力、溫度計(jì)生產(chǎn)流量的監(jiān)控，自動(dòng)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(diǎn)并及時(shí)提醒管理人員處理，該項(xiàng)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(dòng)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(jìn)而減少安全事故，促進(jìn)化工企業(yè)健康發(fā)展。
1.2PID先進(jìn)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(dòng)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(jìn)了化工行業(yè)的發(fā)展。目前，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為了化工行業(yè)大力引進(jìn)的先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)。基于DIS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(jìn)技術(shù)，屬于創(chuàng)新綜合型自動(dòng)化控制技術(shù)。PID控制技術(shù)在石油化工儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，主要是通過軟件控制，實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理?；ば袠I(yè)在應(yīng)用石油化工儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)過程中，由于受到多項(xiàng)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(shí)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(dòng)化控制技術(shù)和石油化工儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，已經(jīng)成為了化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的必然途徑。
1.3人機(jī)界面處理系統(tǒng)
石油化工儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的人機(jī)交互系統(tǒng)主要是基于信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行開發(fā)的，在多種信息技術(shù)的支持下，人機(jī)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(dòng)化控制系統(tǒng)現(xiàn)場總系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析，同時(shí)借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)編程指令，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)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(shí)提醒管理人員進(jìn)行處理。此時(shí)，管理人員則可以通過人機(jī)交互系統(tǒng)下達(dá)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(jìn)行及時(shí)處理，或者自動(dòng)啟動(dòng)降溫設(shè)備降低線路的整體溫度。目前，控制系統(tǒng)人機(jī)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(shí)，管理人員必須詳細(xì)了解和掌握交互系統(tǒng)的操作指令，以及時(shí)明確操作指令的具體含義，進(jìn)而實(shí)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(dòng)化控制系統(tǒng)過程中，首先需要合理運(yùn)用檢測模型分析技術(shù)對石油化工儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，在分析技術(shù)的幫助時(shí)，深入分析和挖掘石油化工儀表自動(dòng)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(shí)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(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測時(shí)，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(shí)現(xiàn)對控制系統(tǒng)中信息數(shù)據(jù)的自動(dòng)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(jìn)一步提高化工生產(chǎn)效率和質(zhì)量，進(jìn)而促進(jìn)化工行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
2石油化工自動(dòng)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(yán)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(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以實(shí)時(shí)對生產(chǎn)溫度進(jìn)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(yán)格的控制，該情況的發(fā)生可能會造成嚴(yán)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(jìn)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(jìn)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(shí)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(cuò)誤，當(dāng)壓力儀表設(shè)備出現(xiàn)系統(tǒng)故障時(shí)，便會出現(xiàn)參數(shù)錯(cuò)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(shí)，便會造成壓力儀表氣密性下降，進(jìn)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(jìn)而造成系統(tǒng)故障。該情況時(shí)造成壓力儀表運(yùn)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(shí)，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(jìn)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(cuò)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(jì)效益和社會效益下降等情況。
3石油化工自動(dòng)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(cuò)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(shí)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(hù)、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(jìn)行詳細(xì)的檢測，以及時(shí)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(jìn)一步降低溫度儀表出現(xiàn)故障的情況，進(jìn)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(jìn)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(dòng)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(jìn)行檢查和維修，以及更換壓力儀表密封器件，及時(shí)清理傳輸管道中存在的雜物，保障壓力儀表設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性。此外，在產(chǎn)品產(chǎn)生過程中，為進(jìn)一步減少壓力儀表故障情況，化工企業(yè)需要結(jié)合實(shí)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(dòng)，以講座、海報(bào)、公眾號推送等方式，進(jìn)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(shí)到每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，以保證儀表設(shè)備的運(yùn)行可靠性和安全性，促進(jìn)化工生產(chǎn)穩(wěn)定、安全運(yùn)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(shí)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(shí)際生產(chǎn)過程中，落實(shí)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(jìn)行檢查，及時(shí)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(jìn)行定期維護(hù)，進(jìn)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(shí)避免儀表設(shè)備因?yàn)樵O(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(hù)與化工生產(chǎn)的和諧發(fā)展。
4優(yōu)化石油化工儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的相關(guān)建議
為進(jìn)一步強(qiáng)化石油化工儀表自動(dòng)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(dòng)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(dòng)化控制系統(tǒng)的價(jià)值和優(yōu)勢，促進(jìn)石油化工儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)管理水平的進(jìn)一步提升，為此，化工企業(yè)需要從以下三方面加強(qiáng)石油化工儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用：第一，提高石油化工儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的精準(zhǔn)化控制和管理。即，利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和管理，進(jìn)而提高自動(dòng)化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析能力、處理能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制。第二，優(yōu)化石油化工儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)安全一體，規(guī)范自動(dòng)化控制系統(tǒng)的維修、管理、保養(yǎng)措施。化工企業(yè)也需要做好自動(dòng)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(dòng)化控制系統(tǒng)的故障檢查工作，進(jìn)一步保障自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全運(yùn)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(dòng)，進(jìn)一步提高工作人員的業(yè)務(wù)能力，進(jìn)而滿足化工生產(chǎn)自動(dòng)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(jī)遇也有新的挑戰(zhàn)。石油化工儀表自動(dòng)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(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展以來，石油化工儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)逐漸向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展。石油化工儀表自動(dòng)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(yùn)作。除此之外，石油化工儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，有利于促進(jìn)化工企業(yè)的持續(xù)發(fā)展，在社會需求的推動(dòng)下，化工生產(chǎn)與自動(dòng)化設(shè)備的結(jié)合，可以進(jìn)一步減輕工作人員的勞動(dòng)量，進(jìn)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(yùn)維中心
