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自动化控制在石油化工企业中的应用及发展阐述

董岩
  
一起电力科技
2022年9期
2201811983****0033

摘要:随着经济的快速发展,在石油化工企业中自动化控制得到了越来越广泛的应用。加强对自动化控制的应用,有助于提升石油化工企业的经济效益、生产安全性。论文针对自动化控制在石油化工企业中的应用及发展进行论述,以期为相关人员提供参考。石油化工仪表自动化控制技术是促进工业现代化建设,实现石油化工行业设备自动化、智能化发展的重要手段,在提升石油化工生产质量与生产效率,推动石油化工企业转型升级上,发挥着至关重要的作用。本文在实践工作经验总结的基础上,从石油化工仪表自动化控制技术特点出发,就较为常用的石油化工仪表自动化技术进行了简要分析,以供参考。

关键词:自动化控制;石油化工企业;应用;发展

一、引言

随着科技的快速发展,石油化工企业不断在开展自动化控制变革。在石油化工领域中,通过大力运用和推动自动化技术,并结合前沿科技,可以显著提升自动化控制水平,使企业的生产效率更高,保证安全生产,最终实现石油化工企业的可持续发展目标。仪表自动化技术是设备自动化发展下,以设备应用过程中各种参数为控制指标,通过利用各种控制技术,推动产品自动化生产的科学技术。就石油化工仪表而言,通过借助先进的计算机芯片技术、过程控制技术等,利用自动化元件,具备了测量、显示、存储、预警、控制、数据处理等多种功能,实现自动化控制[1]。随着微电子技术、网络通信技术、信息处理技术等的创新发展与应用,设备与技术的有机结合,为自动化仪表创新发展提供了推力,使其功能更完善、信息获取速度更快、灵敏度更高、安全性更强、适用范围更广,从而为石油企业生产提供更为优质的仪表测量服务,增强企业生产自动化控制质量与效果。

石油化工仪表是石油化工企业产品生产与加工过程中应用较为广泛的基础设备,在保障产品生产与加工质量,提升石油化工设备运行安全与稳定,推动石油化工企业现代化建设等方面存在积极影响。随着近年来信息技术、计算机技术、网技术等的创新发展与应用,设备自动化、智能化水平得到大幅度提升。设备自动化控制技术的科学应用成为企业可持续竞争发展的必然趋势。基于此,本文以石油化工仪表为例,就其自动化控制技术进行了如下分析,以促进技术的有效应用与推广。

二、石油化工企业实施自动化控制的现实意义

(一)有助于提升竞争力

无论企业是中型还是大型,想要提升自身的市场竞争力,就需要重视并加强企业的自动化和信息化管理。在石油化工企业中,其中一项重要的体现信息化的内容就是自动化。通过应用自动化技术有助于提升石油化工企业的生产量,通过先进的自动化生产技术,有助于提升石油化工企业的生产效率。同时,因石油化工企业的特殊性,提升自动化控制水平,可以减少人员现场作业,从而降低人员失误概率、减少异常情况下的人员伤亡,具有非常重大的现实意义。

(二)有效满足人们需求

随着市场竞争的日益激烈,企业想要提升自身的生产效率和竞争能力,就需要不断吸取国内外的先进生产技术,在国民经济中让石油化工发挥更大的效用,从而保证人民日益增长的需求得到有效满足。我国的资源十分丰富,但目前对于能源的需求不断增加,所以需要对石油资源进行合理且高效率的应用。因此,需要重视发展石油化工企业的自动化生产。自动化生产除了可以预防各种人工操作导致的安全隐患外,还可以有效降低安全隐患和生产成本,通过对生产产业结构进行优化,可以使企业自动化生产的水平得到有效提升。作为中国重要的支柱性产业,石油化工企业在新时期迎来了新一轮的挑战。如何顺应时代的变迁,提高自身生产质量,保证生产效率,满足剧增的人社会需求,成为了当前石油化工企业面临的问题。石油化工仪表在生产中扮演着重要的角色,尤其是在自动化控制技术出现后,石油化工仪表更是向着自动化、智能化、数字化的方向发展,在提高石油化工企业的生产效率,保障石油化工企业生产的安全性方面具有重要的意义。事实上,根据当前情况不难分析,石油化工仪表中应用自动化控制技术,不仅能够提高对生产设备的控制程度,保证生产线的有序运作,而且还能够为石油化工企业开展经济成本优化工作提供相应的思路和方向[1]。另外,将自动化控制技术应用到化工生产中,企业化工仪器仪表功能的需求也能得到进一步满足,实现人机交互水平的进一步提升,从而减轻工作人员的压力,提升生产的效率,为企业的进一步发展奠定基础。

三、石油化工企业中自动化控制技术的特点

(一)可编程

为了满足石油化工生产的需要,仪表在制作时,可以根据实际情况进行计算机或者说控制软件的增加和删减,这就为提高化工生产线控制程度提供了强有力的支撑。换句话来说,企业可以通过为设备进行电线管理和控制,从而使用高级的自动化管理控制软件。在进行内部结构简化工作的同时,并借用高级别的计算机软件更改和更换仪表,从而实现整个逻辑电路的优化和升级,保证化工仪表的性能和质量。

(二)自身控制的复杂化

石油化工企业生产环节较多,影响因素也多,这就对化工企业提出了极高的要求,然而现实情况是,化工企业自身控制能力往往较差且控制难度大。因此,从这个角度看,仪表自动化控制技术对化工生产具有重要的意义,从某种程度来看,仪表自动化控制技术的提升和改善,能够从一定程度上提高化工企业对生产线的控制,从而在生产线出现问题时,及时做出相应的处理,从而解决化工生产中遇到的问题,保障生产线的运行[2]。

(三)精准计算

自动化控制技术应用在石油化工生产中往往表现为仪表的自动化,这种仪表通常和计算机技术相结合,不仅能够提升控制化水平,而且能够提升计算的准确性。在化工企业生产中,工作人员可以利用仪表的计算功能,通过对获得的有效数据进行计算,从而为石油化工企业开展生产和施工设计时提供参考。从某种程度上看,这可以极大减少工作人员的实际工作量,节省了整个化工企业的生产成本,实现了资源的最大化。

(四)故障排查和分析仪表

作为化工企业生产运行的关键,往往存储着大量关键的信息,是企业生产信息的集成,企业要想排查故障,也基本上是从仪表入手的。鉴于传统仪表未配置相关硬件设置和软件设置,因而相关单位很难科学地分析故障出现的原因和位置,而自动自动化控制技术应用到石油化工企业中,这一情况有了很大的转变。由于仪表具备的微机处理技术可以快速的查找相关数故障数据并进行定位,因而相关工作人员只需要借助仪表,就可以缩小故障分析和排查的时间,缩小设备维护维修的时间,提高整个化工生产的效率。另外,这种仪表由于硬件和软件的支持,还具有记忆功能,工作人员只需借助该仪表,就能够了解到不同时间内企业的生产情况和相关数据,这就为整个生产过程后续的调整提供了参考和依据。

四、自动化控制在石油化工企业中应用的问题

(一)工业自动化水平较低

通过分析目前的工业发展进程可以发现,相对来说,国内传统制造业技术和发达国家相比较为落后,所以无法与目前工业生产的发展要求相适应。随着社会经济的不断发展和工业自动化要求的提升,自动化技术、仪表和控制系统应运而生。通过实践发现,在总体技术应用和发展中,自动化控制技术取得的成绩虽然较为明显,促进信号制式的改进,并衍生出现代控制技术和其信息化发展趋势,但工业自动化水平仍有待提升。

(二)自动化生产存在问题

新中国成立后,在国家政策的引导下,石油化工产业稳步发展,随着科学技术的日新月异和经济实力的不断增加,显著提升了石油产业的自动化水平。原来的人工操作控制已经逐渐被自动化控制生产所取代,显著提升了生产效率。受全球化进程的影响,自动化生产的水平也在随之提升,这促进了企业的信息化管理。通过自动化管理石油产业内部财务、生产和各相关环节,从而不断提升生产管理水平,最终有自动化控制在石油化工企业中的应用及发展阐述效提升石油化工企业的市场竞争力。但在自动化生产中仍存在问题,限制了自动化生产工作效率的提升,不利于石油化工企业的发展。

五、自动化控制在石油化工企业中的具体应用

为了确保石油化工仪器仪表能够在生产过程中得到最大化的利用,相关方面必须积极探索自动化控制技术的管理工作,充分发挥该技术的优势,促进仪表管理水平的进一步,为此向相关单位必须做到以下三点:第一,提升准确化管理。即借助总线控制系统,实现基础性管理,从而提升仪器的精准度,实现对整个自动化设备的运行过程的控制。第二,优化安全体系。为了提高技术应用的规范水平,相关方面必须做好仪表实时监控和数据反馈工作,并通过定期开展相关故障检测,确保仪表始终处于正常运行状态,从而实现石油化工企业仪表管理工作的最优化。第三,工作人员作为整个石油化工生产的重要主体,企业必须充分重视工作人员的专业素质,尽可能组建一支高水平、专业素质高的石油化工仪表管理团队,并通过上岗培训,让他们熟悉自动化技术在化工生产中的应用和控制,更好地开展相关管理工作,为化工企业生产线的顺利运作提供人才支持。相关单位要科学推动人才队伍的建设,通过一定的激励机制,激发人员的积极性,不断提高自身专业能力,满足石油化工生产中自动化控制技术管理方面的需要。

(一)气体检测报警及联锁系统

气体检测报警在石油化工企业中已经得到普遍应用,这类安全设施可以直接检测,分析可燃气体、有毒气体,从而在泄漏初期发出警报,直接对作业人员进行警示,从而达到事故预防的目的。近年来,在此基础上,已经发展到气体检测报警高限时,可以直接通过自动化控制联锁切断物料供应,更直接地避免了物料泄漏引起的火灾、爆炸、中毒、窒息等事故。

(二)各种工艺条件监测与联锁工艺

监测联锁是通过传感器接收信号,到控制系统判定、作出响应,再到执行端执行,这是一个系统性的逻辑处理过程。工艺监测内容包含温度、压力、流量、液位、某种特定的气体浓度,等等,它代替了人的发现、解决问题的过程。从工程学角度来讲,它具有比人更精准的数据监测、更及时的逻辑响应;从工艺控制角度来讲,它比人员控制有着更高的精度,可以进行更频繁的调节,这对实现精细化工中的反应条件控制尤为重要;除此之外,最重要的一点就是它可以直接通过远传电信号进行直接响应,特别是在进行情况下使控制系统进入停机状态或者应急状态,不需要人员到现场进行操作。无论是从系统响应时间,还是人员保护来说,都是非常重要的。目前,自控系统发展迅速,从大型石化已经扩展到了现在的精细化工;从早期的PLC到DCS,发展到后来的SIS系统。

(三)仪表自动化控制之“常规自动化控制技术”

石油化工仪表自动化控制中,所应用的常规自动化控制技术主要知识根据石油化工仪表特征、实际应用需求,安装自动化顺利进行自动管控的技术。以DCS系统为典型代表的常规自动化控制技术,其应用存在一定的规范性、程序性,能够有效实现石油企业产品生产与加工的自动化控制,提升石油化工仪表应用的稳定性、安全性与可靠性。通常情况下,DCS系统主要依托微处理器,利用多层分级、综合协调与自治设计原则,进行分散管理与集中管控。因此,DCS系统的核心功能在于“控制”,随着先进自动化控制技术的发展与应用,DCS系统的“综合”功能将得到进一步完善,实现从底层控制向更高层次的研究与发展,形成即控制体系、规划体系、执行体系、管理体系的一体化管控[2]。

(四)仪表自动化控制之“人机界面技术”

人机界面技术是石油化工仪表自动化控制技术体系中的重要组成部分,是基于设备人性化、智能化设计要求下,依托计算机显示技术、视频监控技术、电子通信技术等结合应用形成的技术。在石油企业生产过程中,应用人机界面技术有效改变了传统“一对一”控制模式,实现自动化控制的“一对多”发展。从而在一定程度上降低了人力资源的成本投入,减少工作人员的工作量。与此同时,人机界面技术,为远程自动化控制的发展奠定了良好基础,根据LED灯、CRT显示屏,工作人员能够对仪表实际应用状况具有充分的了解与掌握,工作人员根据显示器现实结果,进行准确分析,及时发展石油化工仪表应用存在的问题,并进行有效处理,提升仪表应用质量,增强石油化工生产的安全性、稳定性、可靠性[3]。

(五)仪表自动化控制之“监测管控技术”

石油企业在进行石油化工产品生产过程中,存在高风险性。提升石油化工产品生产的安全性始终是石油企业现代化建设与发展关注的重点。这在一定程度上对设备及其自动化控制技术的应用提出了更高的要求。而满足石油企业生产需求,在保证生产质量的同时,提升生产安全性,监控管理技术在自动化仪表中得到有效应用。通过对自动化仪表应用情况进行有效监督,掌握自动化仪表应用安全影响因素,为风险控制工作的组织开展提供依据。与此同时,安全检测管控技术与自动化修复技术的结合应用,进一步增强仪表自动化控制技术应用的科学性、实用性,在探寻安全影响因素的基础上,针对存在的安全隐患进行自动化修复,以增强生产安全水平,提升整体生产效果。

(六)仪表自动化控制之“自动化控制系统”

自动化控制系统是促进仪表自动化控制技术与其他设备自动化控制技术结合应用的重要手段,也是仪表自动化控制技术在石油化工产品生产过程中应用的重要表现形式。通常情况下,石油企业生产过程中,应用的自动化控制系统主要由先进分散控制系统、总线控制系统等几种类型,不同控制系统的控制效果不同,但应用目标皆是提升设备应用安全性,促进设备作用最大化发挥,提升企业生产与管控质量,提高企业经济效益。与此同时,环境监测、设备工况监测、设备运行状态检测、设备安全风险控制等是每个自动化控制系统不可缺少的功能。

六、自动化控制在石油化工企业中应用的对策

(一)注重质量控制工作

通过对控制流程进行规范,规划石油化工企业自动化控制工作,制定相匹配的控制体系。科学合理地管理设备和系统。在石油化工行业运行期间,制定科学可行的监督机制,由专人不定期或全程监督检查石油化工企业自动化控制工作流程。保证监督管理人员的技术处于较高水平,综合分析自动化控制运用过程,并据此制定对应的预防调整方案。此外,需要重视在日常做好自动化控制系统的检查,详细记录好每次检查的结果,除生产进度、设备使用情况外,还包括自动化运行数据和安全维护的情况,这样才能在实施的过程中有效对自动化控制进行分析,做好测量和实际考察各个系统,对生产期间自动化控制的实际需求进行了解,据此随时调整方案,促进石油化工行业的长远发展。

(二)建立有效的预防机制

在运用石油化工企业自动化控制期间,协调自动化控制的方式,以预防方式为主,这对于自动化控制的稳定性和安全性有显著保障作用。制定有效的自动化控制流程表,定期监督和审查自动化控制工作,保证可以在第一时间改正和调整所出现的问题,分析和评估自动化控制系统的安全风险和技术隐患,并据此进行控制工作。在石油化工自动化控制系统中,要选择不同的运行方案和系统控制模式对不同的风险控制体系进行有效确定和完全,并根据石油化工行业的自身特点选择多样化自动化控制方式。

(三)提升自动化控制综合能力

在运用石油化工企业自动化控制期间,需要不断改进和创新自动化控制工作,根据石油化工行业的实际情况,制定与实际情况相符合的科学合理的控制模式,促进企业之间的兼并、联合,实现优势互补。根据实际的生产情况对智能调节器性能的反馈控制系统进行有效改进,保证所设计的方案为最佳方案,所选择的控制方式为最佳方式。虽然目前的最优控制和自适应控制尚存在许多不足,但各个领域对其应用十分广泛。除此之外,通过变分法可以严格控制系统对压力和温度等因素的承受能力,使自动化控制的综合能力水平更高。石油化工企业为提升生产效率,还需要对生产设备进行精确化,精确化每个环节的生产数据,从而有效细化生产。利用最新的互联网技术对自动化生产进行数据控制,而不再使用传统的单一且会出现较多失误的人工操作,不断完善和合理化石油产业的自动化生产。

(四)常规自动控制技术

石油化工自动化仪表分为物位仪表、温度仪表和压力仪表等,这些仪表根据不同的用途进行设计,并利用自动化技术,帮助生产线有序生产。事实上,这些仪表在生产中是十分重要的,将这些仪表应用在生产中,工作人员可以极大减少工作量,及时有效的建立数字化、智能化信息数据处理库,从而实现仪表的自动运行,提升整个化工生产的安全性。更为重要的是,这些仪表还满足了化工生产线某种特殊需要,将其渗透到具体的应用方案中,可以帮助企业建立自动运行的模式,利用仪表的特性,辅助生产,规范生产线操作模式,推动生产线自动化进程,保障整个化工企业生产的安全性和可靠性。而要想强化这一技术的优势,相关方面在实际应用中,必须加强自动化技术的控制工作,按照相关要求对石油操作流程进行分层处理,保证每一个每一层的操作模式都能独立完整的运行,从而提高石油化工仪表自动化控制水平。

(五)人机交互技术

近几年来,人机的交互成为了控制技术升级的一种标志,所谓人机互动在化工企业中,实际是指通过借助交互界面,系统自动完成输入指令的部署和设计,从而保证工作人员能够及时根据实际情况调整相关参数,实现生产效率的提高。事实上,从某种程度上看,界面应用效率的提高对化工生产是很有意义的。因为在人机交互技术体系内,这种借助智能化设计单元和人性化设备,完成相关技术方案,打造完整且有效的交互模型,能够突破了传统应用处理模式,在保证控制效果的前提上,满足化工企业剧增的控制需要,最大限度减少生产成本,降低损耗,减少工作人员的工作量。另外,这种技术还支持自动化远程操作,使技术人员只需对石油化工设备信息进行传递,并结合显示屏进行操作,即可以准确了解运营情况并及时进行纠正,从而规范整个仪表的运行,保证技术操作的规范性,同时根据实际情况灵活配置资源,实现资源利用的最大化。

(六)即时性监控技术

由于石油化工企业生产具有高风险性,且周围具有诸多危险因素,因而对安全要求较高,需要相关单位保证基础设备的安全和稳定,从而提升石油化工企业整体运行的安全,为此,石油化工仪表中即时性监控技术应运而生,借助该技术,相关人员可以对石油化工生产具体流程进行监督管理,从而在满足生产资料的前提下,保障整个石油化工生产的安全。最为重要的是,该种技术还能够对这个环节进行监测,并及时评估生产线中存在的安全风险,从而为工作人员提供相关参考,帮助他们及时建立规避风险的方案,从而提升整个化工生产的安全性和规范性,尽可能减少安全事故发生几率。通过安全隐患排查工作的开展,提升自由化工仪表的稳定性,减少化工企业成本支出。

(七)仪表检测技术

石油化工生产中,石油化工仪表在运行作业时往往会受到外界环境、温度等多方面的影响,而发生故障,影响生产线的运行。相关方面必须对外界影响因素进行控制,从而提高石油化工仪表管理的综合效果。双金属温度计分散控制系统广泛应用在石油化工生产中,其通过有效收集实时性能数据、电阻性能数据,更好的建立技术分析模式,确保相关管控工作的落实,实现提高资源利用效率的提高,在信息化部进程中,发挥着重要的作用。总的来看,若企业能够合理的运用仪表控制技术,充分发挥该技术的优势,必将能够促进自身自动化管理和控制水平的进一步提升,为整个化工企业的生产提供切实的保障。工作人员作为整个石油化工生产的重要主体,企业必须充分重视工作人员的专业素质,尽可能组建一支高水平、专业素质高的石油化工仪表管理团队,并通过上岗培训,让他们熟悉自动化技术在化工生产中的应用和控制,更好地开展相关管理工作,为化工企业生产线的顺利运作提供人才支持。相关单位要科学推动人才队伍的建设,通过一定的激励机制,激发人员的积极性,不断提高自身专业能力,满足石油化工生产中自动化控制技术管理方面的需要。。而要想强化这一技术的优势,相关方面在实际应用中,必须加强自动化技术的控制工作,按照相关要求对石油操作流程进行分层处理,保证每一个每一层的操作模式都能独立完整的运行,从而提高石油化工仪表自动化控制水平。

七、结语

在经济全球化的背景下,企业想要获得长足发展,就需要在生产中不断提升科技含量,在石油化工企业中,则体现为不断追求与创新新的科技设备。所以石油化工领域中自动化控制技术需要不断进行改革和创新,从而促进石油化工行业的发展,有效保证了生产的规范性和安全性,推动生产效益的提高。总而言之,石油化工仪表自动化控制技术在产品生产与加工中的有效应用,对提升产品生产质量与效率,保障生产安全与稳定具有积极影响。因此,认知石油化工仪表自动化控制技术特征,掌握现阶段常用的石油化工仪表自动化控制技术,对促进技术应用与推广具有重要的现实意义。与此同时,在未来发展过程中,应以创新发展为指导,促进设备与先进技术的有效融合,推动仪表设备更加智能化、自动化发展,更好服务石油企业生产需求。

综上所述,石油化工企业中自动化控制技术的使用,对企业生存和发展具有重要的意义和作用。相关方面必须对该技术进行分析和掌握,并借助这一技术的优势,提高企业生产效率。并努力通过该技术的应用,充分发挥技术优势,保证企业生产的安全性和科学性,促进石油化工企业自动化控制水平的进一步提升,从而为生产线实在更高水平的自动化发展奠定坚实的基础。

八、参考文献

[1]黄珊珊.关于自动化控制技术在石油化工仪表中应用的相关研究[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(14):177-178.

[2]刘海亮,王翌墉,周骏.石油化工仪表中自动化控制技术的相关研究[J].化工管理,2018(18):106.

[3]施文杰.石油化工自动化仪表控制技术及仪表控制[J].电脑知识与技术,2018,14(15):245-246.

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