發布時間:2022-07-17 10:15:20
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇石油化工自動化技術分析,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【摘要】加快石油化工工業自動化技術的發展,是現階段面臨的重大課題。石油工程的自動化技術,是將先進的工藝裝備技術、現代化的管理技術、優化的信息集成技術有機結合在一起的,對工程的整體進行全面控制與管理,為企業發展提供整體解決方案,從而實現企業的優化運行、優化控制、優化管理。因此,加強石油化工自動化技術研究與建設所具備的指導意義與價值非常重大。
【關鍵詞】石油化工 經濟 自動化 關鍵技術
雖然,目前我國的石油化工業的整體產品質量、生產工藝、以及管理水準、自動化技術、信息化工作進程水平等方面與國外發達國家相比還有著不小差距。但我國高度重視石油化工自動化技術的發展。目前我國在石油化工業自動化技術研究與發展所取得的長足進展也說明了石油化工業綜合自動化的應用前景非常廣闊。
1 石油化工能源性產業關鍵技術的結構構成
一般而言,大型石油化工集團企業或相關行業都非常注重自動化發展水準以及實踐應用成效的優化體現。因此,這些企業無不具備先進規模化的信息集成系統。如,美國、日本、英國等的上百家煉油企業、化工產業都已經實施過了CIMS計劃。而其目的就是進一步提升自動化應用管理水平,促進產業化經濟迅猛發展。常規而言,石油化工業在引入自動化應用技術時一般都會考慮以下幾點。
其一,安全。所謂安全則是為自動化控制系統、檢測板塊、以及設備的運作裝置等提供安全運行保障,具體的保障舉措則是對裝置系統、控制系統、檢測系統等進行定期檢查故障或階段性維護等。
其二,成本。顯然,成本問題則是考慮投入自動化技術應用研究所用的總體投資,這種投資一般需要先進技術工藝、技術指標權重等的分析與測評,以此才能衡量出具體的建模技術、控制技術等的最高輸出作業效率,最終分析出降低生產物料能耗、資源耗損等的投資比重,保證最大化成產效益。
其三,運作效率。通過有組織、有規劃的計劃調度與先進工藝流程模擬技術等來加強設備的生產效率以及實際作業利用率等。其四,優秀競爭力。這種優秀競爭力的體現顯然與自動化應用技術有著直接重要聯系,一般會通過諸如ERP、SCM、CRM,電子商務,以及價值鏈等技術進行輔助,從而才能確保企業價值增值,在原有的技術硬件基礎上提高自身綜合實力。具體而言,結合國內外先進自動化技術的發展形勢去看待自動化關鍵技術結構,可將其主要劃分為三層結構。
PCS(過程控制系統)為代表的基礎自動化層。主要內容包括先進控制軟件、軟測量技術、實時數據庫技術、可靠性技術、數據融合與數據處理技術、集散控制系統(DCS)、現場控制系統(FCS)、多總線網絡化控制系統、傳感器技術、特種執行機構等。這是最基礎的一層,是過程控制層,即按照生產計劃,使用盡可能低的消耗,穩定的生產出更為優質的產品;
以MES(生產過程制造執行系統)為代表的生產過程運行優化層。主要內容包括先進建模與流程模擬技術、先進計劃與調度技術、數據挖掘與數據校正技術、動態質量控制與管理技術等。中間一層是數據處理及工廠管理層,是由管理網及網上的服務設備構成的;
(3)以ERP(企業資源管理)為代表的企業生產經營優化層。主要內容包括企業資源管理(ERP)、供應鏈管理(SCM)、客戶關系管理(CRM)、產品質量數據管理(PqDM)、數據倉庫技術、企業電子商務平臺等等。這是決策層,生產是由計算機自動管理的按公司決策、市場分析、經濟利益進行的。
2 石油化工業自動化的關鍵技術
2.1 數據庫信息集成
石油化工業自動化技術的主要載體是信息集成,而數據庫管理則是確保信息集成得以實現的必要基礎。由于石油化工行業有著自身行業特性,它往往需求龐大的海量數據加以處理、同時能夠對數據進行開發與應用,以此才能體現數據庫管理系統的強大功能與實用價值,促進石油化工業實現管理系統的各項經濟指標控制。所以,數據庫管理系統基于此種海量信息需求處理的形態下,就要實時對數據的產生加工過程進行監督與控制。而負責監督與控制的數據庫運用載體則為關系數據庫與實時數據庫。這兩種數據庫能夠作為系統信息的集散地,并可獨立完成相應操作,且能相互協調進行。這樣,通過信息集成化的數據庫后臺數據加工處理,就能把各種信息加以充分運用,并實現信息集成共享,以此保障了信息的增值與充分利用。
2.2 決策支持
(1)經營決策分析。石油化工業生產經營過程同樣與其他企業一樣需求決策支持,即經營決策是指導石油化工業生產經營活動的執行準則,同時也是一項重點執行內容。但是,由于傳統管理模式下的決策支持往往缺乏相應的經驗積累、決策質量不高、隨意性幅度較大等缺點。而當前結合信息產業技術下的ERP、CRM、SCM等信息系統的出現,使得各項決策與同行業信息、數據等能夠加以整合并實現優化,從而利于當前石油化工業的經營生產決策部署,提高自動化應用水準。
(2)成本效益分析。成本效益分析的本質目的在于提高各項業績指標的利潤最大化。一般而言,石油化工業自動化生產經營過程中,所必須加以進行盈虧生產方案分析的一項工作就是實際成本投入與計劃成本之間的對照工作。即分析好這一過程的經濟指標并進行及時調整,能夠利于企業決策質量上升一個檔次,更貼近企業生產經營實際情況。
2.3 流程模擬運用技術
簡單說,流程模擬就是對石油化工自動化經營生產過程加以模擬,即建立出反映生產原貌形態的過程模型。我們知道,煉油生產直至后續的原料油品經營過程所涉及到的內容非常多,并且過程復雜,因此,當前在石油化工業運用綜合自動化技術中的流程模擬加以充分運用,將生產工藝機理與整個系統化煉油生產過程加以緊密結合開來,勢必會提高石油化工生產過程的結構優化能力。而除此之外,在石油化工業中還有著測量、機械故障診斷等技術都是自動化領域研究的重點問題。
2.4自動化技術未來增長點
以低碳能源系統、低碳技術體系和低碳產業結構為基礎建立低排放、低能耗、低污染的新經濟發展模式促進了自動化技術的發展。我國二氧化碳排放量、工業能耗普遍偏高。其中,原油加工、乙烯加工、大型合成氨平均能耗水平均高于國際領先水平。為實現到 2020年單位 GDP 二氧化碳排放比 2005 年下降 40%~45%,需要探索一條適合我國國情的低碳經濟發展途徑,石油化工行業是重要行業之一。而發展新經濟無疑將促進自動化技術的發展,風能、核能、太陽能綜合利用,市政、樓宇、環保等自動化技術將成為未來自動化市場的增長點。黃步余總結說:“石油化工行業從未放棄對新技術的開拓和追求,這促進了石油化工自動化技術的不斷發展,另一方面,自動化技術的不斷創新也同時推進了石油化工行業的發展轉型。”
結束語
總之,在當前石油化工行業中努力開發自動化工作建設進程應用技術非常重要。一方面,提高石油化工業的自動化水準能夠提高產業價值、降低生產經營成本,提高產品質量;另一方面,隨著當前市場經濟需求的愈發強勁,自動化應用技術的前景也愈發廣泛,各行各業中也必然脫離不開自動化應用技術。為此,石油化工業加強自動化技術的研究與應用并最終再次做出突破,勢必會提高自身產業優秀競爭能力,在國內市場中占據主導地位。
摘要:工業工廠生產逐漸都朝智能化儀表和自動控制系統方向發展,文章主要對石油化工儀表中的自動化控制技術進行探討。
關鍵詞:石油化工儀表;自動化控制;控制系統;自動檢測儀表;變送器
1 概述
自動化儀表的智能化,使儀表本身性能從整體上得到了改善。智能化的普遍使儀表不再單一地以一種結構運作,使其適應性和功能都得到了提升。對設備優化設計,不僅要考慮到功能的多樣化,也要考慮到提高工作效率。本文根據實踐經驗對石油化工儀表中的自動化控制技術進行深入探討和分析,以便為以后的研究提供參考。
2 石油化工儀表中的控制系統
隨著科技的發展,儀表系統也開始步入了數字化、智能化和網絡化的范圍內。特別是在石油化工企業中,自動檢測儀表更是需要系統的提升。對于現場總線控制系統,就要適應這些要求而使變送器快速發展起來,所以變送器肯定就是數字化儀表。比起一般變送器的性能,數字化儀表從分辨力、安全性能和穩定性能來說都要高出很多,并且其結構也較簡單。從進出口貿易中的商品計量精確度來講,我國一直都在研究并提高著產品的質量。一般在石化出廠的產品精確度為+0.1%或者更高。在對產品加強管理的同時,也為了使出口產品質量能比現在的產品或能與國際產品相抗衡,從而對在線油品質量分析儀和在線氣相或液相色譜儀等儀表加大了使用量。以便得到的數據更為準確,從而提升產品的性能和質量。
2.1 DCS與FCS系統
我國在石化和石油化工系統中已經使用了3000多套DCS。而石化中應用的DCS就有一半之多。現代科技的發展也使DCS系統在一直不斷地推出新產品,與傳統的DCS相比,新產品在數字化智能控制、兼容性和OPC等系統的應用上都變得更開放了。從而使得不同型號和不同廠商生產的DCS都能相互進行聯結,能組成大規模和由自動化控制的網絡管理控制體系。這樣的系統變得更加容易控制,也使性能變得更加強大。
2.2 新型DCS系統
煉油裝置中生產出來的成品油和半成品油在經過調和后就會儲存運輸出廠,這是石油化工過程煉油廠的最后一道工藝。對石化企業的油品貯運系統使用DCS系統,不僅加強了自動化控制,也使管理變的容易了。我國在石化企業中用了DCS系統來控制,對其他新建裝置也采用了DCS來加強控制和管理。但對于如此重視和加強使用的設備中,還是有很多企業無法完全地利用DCS的所有功能。這不僅造成了大量資源的浪費,由于使用率下降而造成自動化系統變得復雜并顯得冗余。但我國自主生產的DCS新一代系統中配備了一些專門軟件,此軟件是適合于我國石化企業特色生產過程的。這樣的新一代DCS系統功能還在不斷增強,可靠性也會越來
越高。
石化企業在催化裂化和加氫裂化等煉油生產裝置中采用了DCS系統來控制,后來在乙烯裝置中也采用了DCS控制,對全廠各生產裝置進行監視和管理。而控制管理等操作都集中在一個控制室內進行,因為現在的新一代DCS控制系統可構成多工段,并采用了多集控單元,能綜合管理并控制綜合信息自動化系統。這些都是新型DCS系統的成果,而以后還會變得更完善。
2.3 總線控制系統
全數字化、開放性、智能化和微型化是現場總線控制系統的特點。這已經成為了現代新型石化企業的發展方向。如今FCS自動化控制的應用變得越來越廣,對其設備的操作和功能的開發也變得越來越完善。從而使得現場總線控制系統的發展空間變得越來越寬闊。據統計,目前的大部分石化企業的系統還是在應用FCS控制著企業生產裝置。現場總線的控制工作是在現場總線和局域網中完成的。局域網的功能是使得多個計算機系統通過網絡相互交換信息,其中的信息容量是相當大的,也可實現相互間的信息共享功能。現場總線的技術標準是實現技術信息共享,這就可以對所有制造商和用戶公開化。FCS智能型現場儀表的測量和控制精確度都是有保障的。工作時是采用雙向數字通信,使得系統的可靠性提高,也使得系統的調試和組態能方便地進行。對現場總線智能儀表還是有著統一的技術標準規范的,每個不同的廠家要按照標準生產產品,就可以相互交換或相互連接。即插即用,不僅能方便設備的提升更新,也能使系統更大規模地擴展。這樣的設備除了有基本的功能外,還具有控制和運算的功能。這就能方便地進行分散控制管理。每一條總線可以連接多臺現場儀表,節省電纜的同時也節省了大規模安裝、調試和維修系統等的復雜工序,也更多地節省了其中的費用。
3 具體分析
3.1 檢測執行儀表方面
石化現場設備或者管道內界質溫度一般都在
-200℃~1800℃之間。現場的水銀玻璃溫度計都會被雙金屬溫度計取代。熱電阻和熱電偶信號都會直接進入DCS中。在所有儀表中壓力儀表是最受重視的,因為它是與人們的安全聯系最緊密的儀表。壓力傳感器和特殊壓力儀表都是采用很多原理生產的,能抵御住高溫,能在脈動介質、粉狀和易結晶介質中測量壓力等。再從物位儀表來講,石化行業都以液位測量為主,并且除了浮力式儀表外,物料儀表都沒有通用的產品。但從測量方式可分為浮力式、靜電式、超聲波式、電容式、磁致伸縮式和雷達式等等。儀表中還有流量儀表、分析儀器、在線過程分析儀和執行器等儀表。溫度、壓力、流量和液位都是工藝參數的保證,對生產過程中物料成分的分析和對最終產品的分析都是非常必要的。要對排放的物質進行詳細的分析,不能對環境造成污染。所以對分析儀表的要求還是很強烈的,而且對其的科技含量和特殊材料的要求也是很高的。目前我國對分析儀表的資金投入在增強,這也會使得產品的質量越來越高。
3.2 控制策略
從如今的新一代DCS系統的變化可以看出,石化工業在自動化連接控制、批量控制和順序控制等基本控制策略還是沒有改變。智能化算法如智能PID控制器和多變量控制等都已經開始普遍采用,其都是以DCS為基礎的控制,但也都可以獨立控制。
傳統的生產過程都是一個裝置一個控制室,但現在幾乎都是多個裝置一個控制室或全廠都由一個控制中心進行控制,并且都是以LCD屏幕或CRT顯示為主。現在人機界面方面都在以DCS操作站屏幕為主,這樣能讓公益操作人員輕松地進行操作。
石化裝置的工藝過程復雜,很容易發生火災或爆炸等。因此對安全性的要求在不斷提升,若僅由DCS設備完成,則已經不能滿足現在的要求了,如ESD系統就會在DCS之外單獨運行。智能化和自動化控制儀表不僅使得安全生產成為現實,而且現在應用的SIS系統都是以人性化和安全性為主的生產系統。不僅要緊抓安全生產,還要在生產線的危險場所設置警報系統,一旦有可燃氣體或有毒氣體泄漏后能及時得到提醒。全廠的每個角落都要在火災報警控制系統的監控下,對重要的工藝裝置進行控制和檢測。對安全系統的統一化管理是企業發展的方向。
4 結語
近年來我國的石油化工儀表的自動化控制技術的發展研究取得了很大的進步。要以我國自由的特色生產為主,在安全生產的同時,設計和研究自己的自動化儀表控制系統。在發展現有的信息系統的同時也要從企業的綜合自動化系統和安全控制系統為主進行深入研究探討。提高企業自身對自動化控制技術的水平,增強自身的市場競爭力是企業持續發展的基礎。
摘 要:我國社現代石油工業也得到了長足的發展,各項技術也有了不同程度的提高。隨著信息技術的不斷發展,其被應用到了各個領域的生產實踐中。石油化工工業的生產活動的性質較為特殊,對于自動化技術的要求較高,信息技術也為其自動化提供了新的思路。本文簡單分析了傳統人工操作的缺陷;自動化在石油化工中的應用,包括自噴井的自動化監控技術、氣舉井的自動化監控技術、電潛泵油井的自動化監控技術等,并分析了自動化控制發展趨勢,為石油化工企業自動化技術管理人員提供一定的參考與借鑒。
關鍵詞:石油化工企業 自動化技術 必要性 應用 研究
隨著我國社會的發展,各個企業的發展,對于能源的需求量不斷攀升。石油最為能源行業的重要組成部分,極大的改變了人們的生活方式。在該社會形勢下,石油工業得到了長足的發展,形成了完整的產業鏈,各項技術也有了較大程度的提高。計算機技術的提高及信息技術的快速發展,改變了許多各個企業的生產及管理方式,并具有操作方便、穩定性良好、可靠性高等諸多優點,被廣泛的應用于各個領域。石油化工企業中的自動化技術也是該技術上發展起來的,并融入了生產的各個環節,能夠有效的提高生產效率,保障生產的安全性并體改生產效率,因此,對其進行深入的研究探討是十分有必要的。
一、石油化工傳統人工操作的缺陷
石油化工企業的傳統技術一般是人工操作,但是其存在較多的缺陷,包括以下幾點:①石油化工企業的生產工藝對于鏡準確有著較高要求,但是傳統的技術中一般是采用人工操作,精準度的控制有較大的困難,且一般達不到技術要求,如果在生產是存在投料不當而出現超溫超壓等現象,容易造成安全隱患;②在傳統的石油化工企業生產中,許多環節需要大量的人員共同協作完成,該類工作一般具有一定的危險性,人員大量集中的情況下容易出現安全事故,直接威脅到大量人員的人身和財產安全;③由于石油化工的性質較為特殊,人員在操作時處于高污染性,高腐蝕性的工作環境中,即使做好防范措施,長期的工作還是會使工作的人員身體健康得受到一定的損害,因此自動化技術在石油化工企業中的應用時十分有必要的。
二、自動化技術在石油化工中的應用
1.氣舉井的自動化監控技術
氣舉井屬于油田中期開發過程中使用的一種開采方式,相較初期自噴井,其還需要控制好注氣舉氣,并進行各種數據的測量,包括氣舉氣的壓力、溫度及流量等。為了控制氣舉氣流量,應在氣舉氣入口處設置一個電動調節閥,該調節閥則是由遠程測控終端系統進行全面的控制。氣舉井的自動化控制的機制是構件的運行信息均需有油井遠程測控終端系統傳全面傳輸至油田的操作站。在油田操作站中,有專門的氣舉優化軟件,對各種信息數據進行計算,再結合油田優化控制產量的各項指標,向調節閥發出指令,及時調整電動可調油嘴和氣舉氣控制閥的開度及狀態。在進行氣舉氣流量控制之前,可以利用氣舉節點分析程序調節閥運行的最佳設定值,油井在該最佳值的狀態下運行,能夠使運行效率保持在較高的狀態,最大化的提高原油產量。如果氣體處理廠工藝出現故障或者壓縮機發生異常情況,而造成氣舉氣氣量較小,控制系統則會有選擇新的自動關閉一些產量或者采油效率較低的油井,保障產量或者效率較高的油井有氣源充足,達到油田優化生產的標準[1]。
2.自噴井的自動化監控技術
自噴井在實現監控自動化之前,需要收集各種數據,包括油壓、套壓、回壓、油溫等。如果油井中的油嘴屬于電動可調油嘴.則還需要收集油嘴閥位的各項數據,根據上述信息合理調整油嘴的開度及狀態。在油井控制系統中,基本上信息的傳輸的信號均屬于AJ模擬信號,自動控制系統會將上述信號傳輸至油井遠程測控終端系統,該系統則能夠用來控制油井的生產。電動可調油嘴接收到油井遠程測控終端系統反饋的模擬信號后,及時對于油嘴的開度及狀態進行全面的控制,能夠有效的控制油井的產油量。油井監控系統的作用可以分為收集信息及傳達信息,其先全面收集信息,再將該類數據等信息發送至油田的監控系統,該類信息對于油田的發展有著重要的意義,可以根據該類數據實施存儲、數據處理、準確的計算等,全面掌握油井的各項變化情況及發展趨勢,并準確的計算出油嘴開度的最佳數據,達到控制油井出油量的目標[2]。
3.電潛泵油井的自動化監控技術
電潛泵油井的構成部分包括電潛泵變速驅動器及電潛泵遠程測控終端系統,并通過變速驅動器對其進行監控,該監控技術需要結合生產要求,把各項必須的設備下入井底,包括電潛泵、井下壓力傳感器等,利用電纜將電潛泵變速驅動器與之連接起來,井底的壓力傳感器準確檢測油井的壓力,進而實現穩定井底壓力的目標。該監控技術的優勢在于無需實施遠程控制即可以完成控制過程。遠程測控終端系統的功能在于收集電潛泵的各類數據,如開關信號、模擬信號、脈沖信號等,并將其傳輸至油田操作控制系統,最后完成電潛泵油井的遠程監測工作。
三、石油化工企業的自動化控制的發展趨勢
1.現場總線控制系統與分散控制系統共同發展
分散控制系統的發展經歷了較長的時間,包括發展階段、技術成熟階段、廣泛應用階段,其靈活的運用了大量已有的成熟技術,因此技術性能穩定、可靠性高,軟件種類較多,因此功能較為全面,受到了用戶的廣泛贊譽。現場總線控制技術起步較晚,現階段還處于發展階段,技術尚未成熟,穩定性不佳,可靠性有限,且功能不全面,因此對于該技術的應用尚未實現大面積推廣,用戶多為觀望的態度。我國現代工業自動化系統中依舊是以分散總線控制系統為主,該技術短時間內不會因為現場總線控制技術的出現及發展完善而被淘汰,相反,二者會在今后的很長一段時間內處于共存的狀態[3]。
2.現場總線控制系統與分散控制系統有機結合
分散控制系統的技術已經趨于成熟,且功能較為全面,控制力較強,在現場總線技術集成應用于現有控制系統方面,可以充分利用其功能優勢促進現場總線的廣泛應用。一般情況下,現場總線與傳統控制系統之間的集成可以通過各種方式實現,具體情況如下:①充分利用網關,將現場總線設備集成至可編程邏輯控制器及分散控制系統中,實現統一組態,全面監控與管理的功能;②現場總線也可以集成至分散控制系統及的可編程邏輯控制器的I/O 層次中;③獨立性較高的現場總線控制可以與分散控制系統及可編程邏輯控制器之間的信息進行集成,并利用網關的功能充分交流信息。利用上述各種方式均是以分散控制系統及可編程邏輯控制系統的成熟的技術與經驗為基礎,充分的發揮出現場總線控制系統的功能及優勢。另外,現場總線控制技術應盡快完善一體化功能,達到統一管理及控制現場設備目的。
四、總結
現代社會的經濟形勢發生了較大的變化,全球化已經成為了大的趨勢。石油行業作為現代社會中極為重要的產業之一,其對于我國經濟發展有著重要的意義,也直接關系著社會的穩定及人們的爭產生活。石油化工企業的得到了長足的發展,其技術含量在一定程度上代表著國家的綜合實力。我國的各個產業對于石油的消耗不斷提升,使得石油化工產業的提高生產效率,因此自動化技術的應用是十分有必要的。自動化技術在石油化工企業中的應用經歷了一段時間,隨著社會形勢的不斷變化,其對于自動化技術的水平也提出了更多的要求。實踐活動中需要管理人員全面掌握各項因素,將理論與實踐相結合,不斷優化自動化技術,提高企業的自動化水平,保障生產效率及安全性。
【摘要】在我國社會經濟的取得發展與進步,人民的生活水平日漸提高,信息技術飛速發展的時刻,石油化工工業設個一直被我們熟知的傳統工業,在當今時代仍然是一個國家經濟發展支柱性產業。隨著工業規模的擴大,經濟全球化的迅猛發展,石油化工產業對石油化工的自動化提出了新的要求。與此同時,信息技術也對石油化工自動化技術的發展注入了新鮮的血液。
【關鍵詞】石油化工 自動化技術 發展趨勢
在國民經濟迅速發展的背景下,我國的能源消耗量也日益增加,雖然我國是一個能源大國,資源豐富,但是如今的經濟發展需要的能源的數量驚人,在激烈的市場競爭中,我國的石油開采量與我國人民的日常生活、工業生產所需漸漸拉開了差距,為了進行生產,我們從國外進口石油的現象越來越嚴重。但是從長遠的發展來看,要想提高綜合國力使國家長久穩定的發展,就要減小對國外能源的依賴,尋求新的方法推進我國資源的開采和利用,減少石油進口量。1 石油化工自動化技術應用必要性1.1 石油資源對我國經濟發展的重要作用
石油是我國一項極其為重要的基礎能源,也是全球需求量最大的能源,經濟全球化的迅速發展,信息技術全球化的推廣,讓石油工業迎來了較大的發展機遇,同時也面臨著前所未有的挑戰。盡管我國號稱能源大國,但是隨著世界范圍內的經濟發展,國內的石油的提供量已經不能滿足當今工業生產的需求。在社會不斷發展的今天,傳統的石油化工企業的生產設計理念不再適應當前的發展,具體的環境逼迫著生產理念的改變。如今的石油化工企業改變了航向開始朝著智能化的方向發展。
1.2 先進的科學技術逐漸滲透到石油化工企業
石油資源能夠保障我國國民經濟的平穩增長。世界范圍內的經濟發展趨勢逐步把先進的科學技術融入到石油化工行業中。在分析了以往的人工操作的局限性和不準確性,逐步運用先進的科學技術模擬人工化,不僅達到了人工操作的效果,還高額度的,高精準性的完成了數百倍次的工作量。從工廠生產的操作、維護的不同的角度出發,先進技術的控制系統具有相對的開放性、易于管理性。不需要耗費太大的精力,只要熟悉操作程序,并且通過生產操作的自動化、經營管理模式的信息化、就可以簡單的實現傳統石油化工企業從原油選擇、采購、生產加工再進一步得到石油以及石油附屬產品的全部過程,不同的是這一過程具有智能性,簡化了工人手工操作的人力耗費和時間耗費。這種智能化的石油化工的生產及管理,可以在相同的時間和空間上使企業的利潤最大化。
1.3 傳統石油化工企業中,人工操作的缺陷性及危險性
(1)在傳統的石油化工企業中,生產需要人工操作,大量的作業量需要很大數量的工人協作完成,石油化工生產作業時具有一定的危險性,大量的工人集中作業的工作環境下,一旦發生安全事故,大量工人的人身和財產安全得不到保障,會造成大量的人員傷亡。
(2)人工操作,達不到石油化工產業要求的精準度。石油化工企業的生產工作有嚴格的精準性要求,但是人工操作生產過程中,精準度不易控制,在人工操作控制的情況下,想要達到精確的工藝參數要求有很大的難度。并且極易因為這種誤差而造成投料不當,從而導致生產時超溫超壓等異常狀況,埋下安全隱患,引起事故的發生。
(3)石油化工屬于高污染性,高腐蝕性的工作環境,全人工操作的模式下,如果做不好安全防范工作,長期工作的人員的身體健康得不到保障,對身心極可能造成不可逆轉的傷害,容易形成職業病。
2 石油化工自動化技術的應用及發展趨勢
2.1 自動化技術的應用
石油化工自動化技術投入到石油化工企業的使用中,目前的使用主要有兩方面的應用:自適應控制和最優控制。
(1)自適應控制。根據具體的工作環境,智能調節機器的性能生成反饋信息,接受反饋信息后系統自動按照事先設定的程序標準來進行工作。在我國目前的石油行業自動化生產過程中,自適應控制運用到了石油化工的不同部門,與以往的傳統自適應控制模式相比較來看,如今的自控制系統更主要的是自整定與模型參考,具有具體的辨識過程的獨特性。并且在辨識過程中激勵信號平穩運行。
(2)最優控制。在當代的控制理論中,最優控制是一個占據極為重要作用的構成環節。最優控制給人們的生活提供了一個安定和平的大環境,使人民群眾的生活的各個方面得到定改善。如今最優控制在石油化工產業上的應用成果較為顯著,解決了傳統人工操作的各種弊病,提升了石油化工產業在我國的產業地位。
2.2 石油化工企業的自動化控制發展趨勢
2.2.1FCS將與DCS共存
DCS 自七十年代問世以來,采用了大量先進的成熟技術,經歷了發展、成熟到集中應用幾個階段。DCS 技術成熟,性能可靠,軟件豐富,功能完善,得到了用戶的信任,而FCS還處于發展階段,技術還不太成熟,可靠性還有待考證,功能不如DCS 完善。如今廣大用戶雖然關注FCS 的發展,但是多持觀望的態度。DCS 至今已經發展得相當成熟和實用,仍是當前工業自動化系統應用的主導型,不會隨著FCS的出現和發展而走向衰退或是退出歷史的舞臺,DCS將會與FCS在相當長的一段時間內共存下去。
2.2.2現場總線與DCS相結合
現場總線技術集成到現有控制系統中,利用DCS豐富而成熟的控制功能帶動現場總線的推廣應用。現場總線與傳統控制系統之間的集成通過三種途徑:一是現場總線在DCS、PLC的I/O 層次上的集成,二是現場總線設備通過網關集成到DCS、PLC上,統一組態、監控與管理;第三是獨立FCS 與DCS、PLC 之間的信息集成,兩者之間通過網關實現信息交流與映射。通過以上幾種方法可以利用DCS、PLC成熟的技術與經驗,發揮現場總線的獨特優勢。在現場總線推廣應用的基礎上,盡快完善一體化功能。實現對現場設備的一體化管理與控制。
3 結語
在經濟全球化的大背景下,石油化工企業決定著一個國家競爭力的命脈,石油化工產業融入的技術含量的多少也是彰顯一個國家綜合國力的重要指標。石油化工的自動化控制技術一直努力的尋找新的突破,處于不斷改革、創新的階段。石油化工自動化控制技術不斷進步對石油化工行業在激烈的行業競爭中的生存與發展起著積極作用。
作者簡介
賈苑(1984-10)男,漢,河北邯鄲人,蘭州寰球工程公司,設計,本科學歷,自控設計方向。
摘 要:石油化工發展綜合自動化整體解決方案,有利于提高和增加產品產量,降低生產成本,取得顯著的經濟效益和社會效益,增強企業的競爭能力,本文論述了石油化工自動化技術目前的發展現狀,以及提高石油化工工業自動化技術的具體措施。
關鍵詞:石油化工 自動化技術 發展 信息
在信息技術高度發達的今天,石油化工自動化技術隨著工藝和裝備技術的不斷發展而進步,從初期簡單的手工操作到連續工藝作業,對生產穩定性和對控制的要求及自動化水平也越來越高,從簡單的閉環控制到裝置的全面自動化,使用的控制工具也從實現了DCS的廣泛應用;控制技術方便又先進的控制系統、優化控制系統.隨著工業規模的進一步推廣,快速反應、臨界穩定工藝、能量綜合平衡等工藝的開發成功,對自動化提出了更高的要求。石油化工發展綜合自動化整體解決方案,有利于提高和增加產品產量,降低生產成本,取得顯著的經濟效益和社會效益,增強企業的競爭能力,是今后石油化工工業自動化技術發展與應用的趨勢。同時,激烈的市場競爭也對自動化提出了新的要求。
一、石油化工自動化技術的發展現狀
1現場總線的應用正在逐步推廣
現場總線應用于生產現場,實現全數字化、串行、雙向、多變量數字通信的網絡互連技術。現場總線雖然沒有實現“制定單一現場總線”,但與現有的DCS、PLC等相比,現場總線控制系統FCS由于具有的全數字多點通信、現場設備狀態可控、開放性、互可操作并能實現分散控制等特點,仍然是石油化工行業基礎自動化系統的發展趨勢。
2.工業控制系統軟件及各種應用軟件開發、系統集成技術成為優秀技術,取代系統硬件而成為高附加值的載體
具體的技術手段首先是FCS將與DCS共存.DCS技術實現了性能可靠,軟件豐富,功能完善等優點.已經成為工業生產過程控制的主要手段,當前工業自動化系統應用,沒有隨著FCS的出現而退出歷史舞臺,在今后相當長一段時間內,DCS將會與FCS共存下去。其次是現場總線與DCS相結合。從集成到控制系統,將現場總線智能儀表連接到DCS上,利用DCS的控制功能和軟、硬件產品帶動現場總線來應用。利用現場總線的全數字通信功能,收集現場大量非控制信息,建立現場智能設備數據庫,建立和完善智能設備的遠程狀態監控、故障診斷、預防維護、在線調校等遠程管理功能,實現對現場設備的一體化管理與控制。
二、石油化工企業綜合自動化的有效手段
1.實現企業的管控一體化。
自從計算機發明以來,自動化技術就和信息技術緊密結合到了一起。信息技術的發展,給自動化技術提供了便捷的工具,使得過去的均勻控制、解耦控制、模糊控制等變成了一段段比較容易實現的軟件代碼。如何把IT技術盡可能多地應用到自動化技術中的能力,已經成為決定企業競爭力的重要因素。
1.1是更好的應用IT技術,通過優化來產生效益,和具體的工藝、設備相結合,挖掘設備和工藝潛力,促進提高產量、降低消耗、并使生產過程更加安全。
1.2是將企業中的“自動化孤島”變成一個統一的平臺,具體措施是:實現信息共享,提高信息利用率,提高企業決策水平和實效性,實現管控一體化。
2.先進的自動化控制系統的建立。
以PCS(過程控制系統)為代表的基礎自動化層。主要內容包括先進控制軟件、軟測量技術、實時數據庫技術、可靠性技術、數據融合與數據處理技術、集散控制系統(DCS)、現場控制系統(FCS)、多總線網絡化控制系統、基于高速以太網和無線技術的現場控制設備、傳感器技術、特種執行機構等等。同時以MES為代表的生產過程運行優化層。
2.1信息的集成、挖掘和增值
數據庫管理系統則是信息集成的基礎。因此要利用數據庫管理系統時數據對生產過程進行監督與控制,同時設置關系數據庫和實時數據庫系統。利用信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利用信息。
2.2成本效益分析
應用財務分析方法進行分析評價,可以得到全企業綜合經濟指標的過程。在煉油企業綜合自動化中,成本效益分析是煉油企業生產管理中的重要環節,也是煉油企業生產經營決策中的必需步驟。成本效益分析以企業獲得最大利潤為目標。對企業生產經營進行成本效益分析、并在此基礎上進行生產方案的盈虧分析,為企業提供實際生產經營過程和生產計劃的經濟指標,加強企業的競爭能力。為了達到公司預先的利潤目標,就必須協調好原油采購、生產計劃的制定、生產調度和產品的銷售,控制控制原油的采購價格。
3.實現企業生產經營優化層
主要內容包括企業資源管理、供應鏈管理、客戶關系管理、數據倉庫技術、設備資源管理、企業電子商務平臺等等。通過研究生產過程制造執行系統,可以實現在線成本的預測,以形成生產成本控制中心,保證生產過程的優化運行;可以實現生產過程的質量跟蹤、安全監控,以形成質量管理體系和設備健康保障體系,保證生產過程的優化管理。
4.進行流程模擬,建立過程模型
實現流程模擬,是流程工業綜合自動化的關鍵技術。由于煉油生產具有高度復雜性的特點,必須將工藝機理建模與系統工程理論緊密結合起來。實踐證明,結合應用線性規劃或動態規劃的辦法建立計算機調度系統,實現優化調度的有效途徑。過程操作優化根據市場原料和產品需求變化,技術難點是建立過程穩態數學模型。此外,還有設備過程故障診斷技術、生產過程的安全保護技術等。