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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12篇石油化工自動化,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。
中圖分類號TE3 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2011)49-0070-01
石油化工中涉及到的自動化設備有石油化工控制系統、化工儀表、化工閥門、化工業電視、單井監控系統等。目前,我國石油化工自動化設備裝置的作業要求是能夠連續性生產,而且設備應該具有長周期運行作業能力。石油化工的自動化設備在整個作業環境中投用率比較高,這種現象為單元裝置的自動化控制提供了有效的資源保障,石油化工企業在具有先進科學生產力的情況下經濟效益才能提高發展。
1 石油化工自動化設備使用存在的問題
石油化工自動化設備存在的問題主要包括以下幾個方面:系統內部控制自身原因不合理、石油工藝控制設備故障以及現場工業操作不穩等情況。
系統內部控制自身原因的不合理性主要體現在控制系統在使用前選型不合理,沒有對石油工業的施工條件進行周密的考察而直接采購,這樣增加了使用控制的成本,使自動化控制設備的使用難度加大,特別是在石油化工中的串級、比值、分程等復雜控制程序,要求的控制使用初始化條件多,對于不同的作業環境需要進行多次、反復的調整作業控制設備參數,使用過程中調整參數的難度比較大,不能夠完全的實現自動化的真正含義,除此之外,由于自動化設備參數的調整難度比較大,大多數設備裝置運行了幾年都未對其進行調整,而有的卻把參數調整權限下放給操作員工,導致設備參數調節過于頻繁,嚴重影響了正常的作業運行生產。
石油工藝控制設備故障主要體現在自動化設備的使用過程出現的故障現象。化工調節閥關閉不夠嚴密,有少量的漏液、漏氣現象,操作動作滯后,自動化設備實時性比較低,有時候后甚至會出現響應失靈以及卡塞。對于數字化的設備來說,有時候后自動化設備的數字信息損失比較嚴重,在正常的作業環境中,溫度、流量和壓力都不是連續性變化的,對與數字顯示要求比較高的數字化控制設備,不能夠及時的反應由于溫度或者是壓力的變化而影響的化學反應過程,滯后過大,有經驗的操作人員只能手動投入生產。
現場工業操作不穩和石油企業自身的原因有關系,目前石油化工企業主要出現上線原料不足或者是超負荷作業情況,對與這兩種極端現象都出現在企業作業設計的工程下限或者是上限的邊緣。比如說化工中的某個酮苯脫蠟自動化裝置常常會因為上道工序的原料量使用不足,造成后期的溶劑量過低,從而導致了自動化比例控制系統不能夠自動化運行,只能用人為的手工去代替機器,減低的儀器的使用效率,對能源和原材料都造成了浪費。又比如說蒸餾加熱爐由于原料的增加導致了全開調節閥也不能夠很好的提升爐內溫度,在這種情況下,需要手動的開啟開側線閥門,以此來滿足提升爐內溫度要求,使自動化控制中的串級控制失去的原有的作用。
除此之外,這是由于化工生產工藝設計初期,由于某些原因,沒有很好的考慮到工藝操作條件變化對系統產生的影響,所以在選擇或者是采購自動化設備時選擇了不適宜得變送器和調節閥等設備。企業的有關部門在自動化設備的安裝和調試過程中沒有進行特殊情況測試試驗,導致后期作業時變自動為手動,從而違背了初衷。
2化工設備自動化應用措施
在自動化設備的應用過程中我們應該首先明確本企業的工藝路線以及作業流程,認真考察作業環境以及氣候變化等客觀條件,根據自身條件選擇合適的自動化設備。在選擇安裝調試自動化設備參數的過程中,應該對特殊情況進行試驗操作,以此來明確自動化設備的工作飽和能力。對于每一款設備的工作上限與工作下限值應該匹配本企業的生產作業能力,比如說上道工序或者是下道工序的原料提供能力,以此來對特殊的作業單元匹配作業設備。
在應用工程中應該注重設備的應用細節,對于設備中的調節閥等設備,應該做好定期檢查和維護工作,定期關注調節閥是否工作運行正常,測量系統是否可靠。除此之外,還應該設備對設備進行定期維護。目前大多數自動化設備都在內部存儲有設備操作記錄,其被存在系統硬件中,可以定期讀取,這對自動化設備的管理維護以及應用提供了數據參考支持,因為這些數據可以為我們提供自動化投用狀態分析,以此來分析該設備在應用過程中使用是否正確,也可以通過自動化投用狀況來分析判斷局部單元裝置的運行參數是否合理,單元裝置設備存在的問題是否有故障的早期征兆,故障部位定位都有很大的幫助。
除此之外,還應該培養專業的自動化設備的使用人員。這些人員應該知曉是工藝設備、轉動設備,控制設備管理等理論知識。管控一體化的信息時代,更應該利用計算機的先進性,通過對自動化設備的使用狀況以及歷史數據來推理判斷生產裝置和設備存在的問題,充分發揮自動化的優越性。
總之,石油化工自動化設備在應用過程中,應該考慮企業自身的作業環境,在設備的安裝過程中做好特殊實例的測試工作,尤其是對溫度和壓力比較敏感的反應儀器。在應用的過程中應該培養原工盡量使用自動化設備的自動化功能,除非特殊情況,不應進行手動操作。以此來最大限度的發揮自動化設備的長處,提高企業的生產力,提升產品質量,帶到企業經濟的發展。
參考文獻
自動化控制是一項較為復雜的技術,它是以獨特的控制算法和方案為前提,并以控制理論為基礎,對石油化工整個生產過程中的各種模擬量進行自動控制,如溫度、壓力、液位等等。實現自動化控制需要具備以下基本條件:其一,先進的控制設備和系統,如分散集中控制系統、現場總線控制系統、火災控制系統等。其二,滿足控制系統運行的實施方案,為自動化控制目標的實現構建平臺。其三,高素質人才。通過上述三個條件的有機協調,能夠實現石油化工生產過程的自動化控制。
2自動化控制系統在石油化工企業中的具體應用
目前,國內很多石油化工企業都應用了大量的自動化控制技術,這使得生產能效和安全性大幅度提升,給企業帶來了巨大的經濟效益。由于石油化工企業的生產過程中存在大量的可燃性和有毒氣體,一旦發生火災后果極其嚴重,所以必須采取穩定、可靠地火災控制系統。FDGS是可燃性氣體監測與火災控制系統的簡稱,與傳統的DGS控制系統相比,FDGS的優勢更加突出,具體體現在該系統能夠獨立完成對危險氣體泄漏和裝置火災的檢測、分析及防控。對于石油化工企業而言,其生產過程具有一定的特殊性,這使得各個生產環節對SIL(安全設備的安全完整性等級)要求相對較高,所以構成FDGS系統的各個部分均必須符合SIL國際認證。FDGS系統不僅可以連續不間斷地進行探測,而且還能發現裝置所在區域內可能出現聚集的各種危險氣體,如可燃氣體、有毒有害氣體等等,不僅如此,系統還可以最早發現火情,并針對實際情況提供手、自動裝置滅火。通過該系統的應用,能夠極大程度地提高石油化工生產現場的安全性。
(1)FGDS系統的構成
FDGS系統的主輔設備會分布在兩個區域當中,一個區域是裝置現場,即危險區域,另一個區域是中央控制室,即相對安全區域。系統中的各個傳感器具備檢測功能,終端執行器主要負責執行功能。危險區域內的主要儀器和設備包括:IR火焰檢測器、感溫感煙探頭、氣體檢測器、HVAC系統、熔斷檢測、火災報警控制盤等,除了以上的自動化檢測裝置之外,在生產現場還布置了大量的手報按鈕,當遇到突發火災事件時,可通過該按鈕進行報警。
(2)系統的主要功能和作用
①FGDS系統具備連續不間斷的探測功能,能夠在早期發現各個區域內可能聚集的有毒氣體以及可能出現的火情。②系統為滅火提供了手自動裝置,并設置有聲光報警器,不同顏色與聲音代表著不同的危險,現場操作人員可按照報警時的顏色和聲音對險情進行判斷,據此采取應對措施。③具備執行控制欲連鎖邏輯功能,可以提供事件石油化工企業中自動化控制的應用研究陳壽寶(中海油能源發展油田建設工程分公司,天津300459)摘要:本文首先闡述了石油化工企業應用自動化控制所需具備的條件,并在此基礎上對自動化控制系統在石油化工企業中的具體應用進行論述。期望通過本文的研究能夠對提高石油化工企業的生產能效有所幫助。關鍵字:石油化工;自動化控制;生產能效發生的順序記錄報告。
(3)系統設計方案
在對FGDS系統方案進行進行設計的過程中,要從全局的角度出發,對生產中的主要危險因素進行分析,并在此基礎上確定最終方案。①火災檢測儀表選型。目前,市場中的火災檢測儀表種類十分繁多,每一種儀表的性能和應用場所均有所差別。為了達到最佳的效果,在選擇儀表時,必須要結合生產現場的實際情況,同時,還要充分考慮防火分區的要求。按照我國現行GB50116-2013規范標準的規定要求,在選擇火災檢測儀表時,應當滿足如下以下幾點要求:一是由于火災發生的初期階段會產生出煙和熱,對于無明火輻射的場所應當選擇感煙探測器。二是對于火災發生后可能產生大量煙、熱,且存在火焰輻射的場所,則應當選擇感溫感煙和火焰探測器。三是對于因溫升過高可能引發火災的場所,則必須選擇感溫探測器。②有毒及可燃氣體檢測儀表選型。在選擇此類儀表時,應當以石油化工企業氣體檢測報警設計規范為依據,并確保所選的儀表滿足以下規定要求:一是在工藝裝置和儲運設施的區域內應當安裝可燃性氣體檢測器。二是對于使用有毒的裝置和設施區域內,則應安裝有毒氣體檢測器。三是如果可燃氣體當中含有有毒氣體,但有毒氣體泄漏時達不到最高允許濃度時,應當安裝可燃氣體檢測器。③安全性設計。由于FGDS系統歸屬于安全儀表系統的范疇,所以它的主要元件均應當選用故障安全型。如I/O應具備短路和斷路檢測功能;AI點則應具備異常電流檢測功能;執行元件應當為勵磁型;邏輯運算器要具備可靠地冗余和冗錯功能。只有這樣,才能確保整個系統的安全、穩定運行。
3結語
關鍵詞石油化工;自動化控制儀表;故障
中圖分類號:F470 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)12-0102-01
為實現石油化工生產的自動化,需要對生產過程中溫度、壓力、流量等數據進行全面監控,這些功能通過相應的檢測儀表來實現,儀表一旦發生故障,將對化工生產的正常進行造成嚴重影響。因此,工作人員必須熟練掌握儀表的物理構造、測量原理以及性能指標等,能夠準確地對儀表故障進行診斷和處理,從而保證化工生產的正常進行。
1石油化工自動化控制儀表概述
1.1 溫度儀表
石油化工生產中所進行的化學反應及變化需要在特定的溫度及壓力環境下才能順利進行,為實時監測溫度變化、精密掌控溫度范圍,必須在生產中布設一定數量的溫度儀表。目前對于生產溫度主要采取接觸測量,通過熱電偶、熱電阻等測溫元件來測量溫度數據,并借助現場總線技術來達到自動化溫控效果。
1.2 壓力儀表
壓力儀表的類型比較多樣,如壓力傳感器、壓力變送器、特種壓力表等,壓力儀表可以用于高溫、腐蝕等極端環境下的壓力測量,也可用于易結晶及粉粒狀介質的壓力測量。通常情況下壓力調節系統會借助壓力變送器將采集到的信號輸送至集散控制系統,實現自動化壓力測量及控制效果。
1.3 物位儀表
根據測量方法的不同,可以將物位儀表劃分為浮力式、直讀式、差壓式、輻射式、雷達式等,在石油化工生產中,雷達式物位儀表由于測量精度較高,同時對石化物料具有較強的適用性,正逐漸受到行業的青睞。
1.4 流量儀表
流量儀表基本上基于兩種測量原理,一是體積流量測量,二是質量流量測量,具體來講,有節流式、壓差式和速度式幾種。
2儀表故障的原因分析
通常情況下,自動化控制儀表由傳感器、變送器、顯示器三部分組成。其中傳感器負責被測對象模擬信號的檢測;變送器負責將傳感器輸出的信號轉化為標準電流信號(4~20 mA),同時將信號輸送至PLC控制器;顯示器負責測量數據的直觀顯示。儀表故障通常表現為指示異常,如示數偏低、偏高、不動、異常波動等,導致儀表異常的原因有兩種:一是工藝參數本身出現異常;二是測量系統的某一環節發生故障,導致數據顯示不準確。要正確診斷故障原因,一是對儀表的測量原理、物理結構、使用特性等具有一定的了解;二是要熟知測量系統的整個工作流程;三是對化工生產的工藝流程、物料特性、設備性質等具有比較深入的了解。下面就化工儀表常見疑難故障進行具體講解:
2.1 流量儀表故障
1)若流量儀表值達到最高,一般現場檢測儀表也會顯示最高,這時手動調節遠程調節閥大小,若流量值減小,說明是工藝問題;若流量值不變,應該是儀表系統的故障,需要檢測儀表信號傳輸系統、測量引壓系統等是否存在異常。
2)若流量指數異常波動,可以將系統由自動控制轉到手動,若依然存在波動狀況,說明是工藝原因所致;若波動減小,說明是PID參數問題或儀表問題。
3)若儀表流量達到最低,首先檢查現場檢測儀表,若現場儀表同樣顯示最低,則查看調節閥開度,開度為零說明故障發生在流量調節裝置上,若開度正常,極有可能是物料結晶、管道阻塞或壓力過低所致。若現場儀表正常,說明顯示儀表出現問題,其原因通常是機械儀表齒輪卡死、差壓變送器正壓室滲漏等。
2.2 物位儀表故障
1)液位儀表值達最高或最低時,根據現場檢測儀表進行判斷,若現場儀表正常,則將系統改為手動調控,查看液位是否變動,若液位能夠在某一范圍內保持穩定,說明是液位控制系統出現問題,反之則是工藝方面的原因。
2)對于差壓式液位儀表,當控制儀表與現場檢測儀表的顯示數據不符,且現場儀表不存在明顯異常時,檢查導壓管液封是否正常,若存在泄漏現象,補充密封液,儀表歸零;若不存在泄漏情況,初步推斷是儀表負遷移量出錯,需進行校正。
3)液位控制儀表的數據異常波動時,要根據設備容量分情況進行判斷,設備容量大的,通常是儀表出現問題;設備容量小的,要先檢查工藝操作,若工藝操作有所變動,極有可能是工藝原因導致的波動,反之就是儀表方面的問題。
2.3 壓力儀表故障
當壓力儀表數據異常時,應當根據被測介質的物理狀態――固態、液態、氣態,進行針對性的檢測和診斷。
1)壓力控制儀表出現異常波動時,要首先確認工藝操作的變動情況,因為此類變化多是由工藝操作及PID參數異常所致。
2)當控制儀表停滯不動,即工藝操作變化的情況下儀表數據依然保持恒定時,通常是由于壓力測量系統出現故障所致,這時應首先確認引壓導管是否存在阻塞情況,若管道暢通,再確認壓力變送輸出裝置是否處于正常狀態,如果發現異常變化,則可確認問題出現在測量指示系統。
2.4 溫度儀表故障
溫度儀表故障通常表現為示數偏高、偏低或反應遲緩,當溫度儀表發生故障時,要注意以下兩點:一是溫度儀表大都采用電動儀表;二是該系統儀表在檢測時具有比較明顯的滯后性。
1)溫度儀表數據突然間變化到最高或最低,通常屬于儀表系統方面的問題,這是由于儀表系統本身具有一定的滯后性,鮮少出現突發性的變動。若出現突發性的變動,一般是由熱電阻、熱電偶或變送放大器異常所致。
2)溫度控制儀表發生高頻異常波動時,通常是由于PID參數設置不當所致。
3)溫度控制儀表發生比較明顯的緩慢波動時,一般是由工藝操作方面的變動所引起的。若可排除工藝操作方面的影響,那么極有可能是儀表控制系統出現了故障。
3總結
石油化工自動化儀表控制系統的應用給石化行業帶來了巨大的方便,重新定位了人與石油化工系統之間的互動關系。 在分析和處理實際的化工儀表故障時,不僅要掌握扎實的儀表理論和知識,還要對工藝實踐有著詳盡的理解,如此才能對儀表故障進行快速的診斷,然后采取合適的手段進行故障處理,保障化工生產的順利進行,促進石油化工企業的進一步發展。
參考文獻
[關鍵詞]石油化工;企業;儀表;自動化設備;預防;維護
中圖分類號:TE967 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)18-0050-01
在當前的石油化工企業發展當中,儀表自動化設備占生產裝置中的比重越來越高,在石油化工企業實際設備的運行過程當中,即使為石化企業帶來了一些方面的方便,但是對于儀表自動化設備而言,運行過程中難以避免會出現故障的現象,為了保證石油化工的企業經濟效益目的的實現,應當在平時就做好自動化設備的及時維護,一旦出現問題應當積極采取措施進行維護,進而為儀器的正常運行提供保障,推動石油化工企業的順利發展,保證經濟和社會效益的穩定。
1、石油化工企業儀表自動化設備故障的預防
石化企業儀表自動化設備的順利運行是保障企業正常生產、保證企業正常經濟收益的前提,因此,必須嚴格做好石油化工企業儀表自動化故障發生的預防工作。這種預防工作,顧名思義,就是要在設備發生問題之間進行,在購買設備伊始就應當有針對性的制定有計劃地預防性故障維護工作計劃,目的是做到防患于未然。由此可見,對于石油化工企業自動化進行預防性的維護,在避免發生事故的同時應當對于設備進行及時維護,這樣一方面可以減少對于石油化工企業正常生產造成的傷害,另一個方面,還會減少事故發生以后的設備維護的難度。[1]
1.1 積極更新管理制度,將隱患消除在萌芽
石油化工企業在進行設備故障預防的過程當中,應當對于各個級別儀表自動化設備操作人員和管理人員的工作都進行嚴格的規范,這是由于石油化工企業不斷的發展壯大的同時儀表自動化的設備也會在石油化工企業設備中的比重越占越高,在這些先進設備上投入的高技術人才和管理人員自然也比較多,因此在先進設備的操作過程中投入的人員和財力也越來越多,為了保障儀表自動化設備的順利運行,應當對于現有的設備管理制度進行不斷的創新,鼓勵建立起符合現行石油化工企業儀表自動化設備的新型管理制度,把這些設備的維護工作做好有利于及時發現設備管理當中存在或者潛在的問題,有利于及時采取針對性的措施,將隱患消除在萌芽之中。
1.2 采取分級維護方式,減小設備故障導致的消極影響
在日常的儀表自動化設備維護的過程當中,應當采取分級衛華的制度,對于一般的設備進行二級維護,并且保持定期的巡查和檢查工作。在實際進行設備維護的過程當中,首先應當對于全體的設備進行統一全面的排查工作,讓所有的設備都按照一個正常的生產量進行生產,其次組織專門的技術管理人員對于重要的設備進行二次維護,參加二次維護的設備應當至少占全部排查的50%以上,在進行二次維護的過程中應當選用具備專業知識的人來進行管理和負責,[2]保證能夠及時保證發現儀表自動化設別在運行過程中的隱患或者潛在的隱患。通過這樣的分級制度有利于提升預防工作的效率,在各級員工而言不僅能夠保證權利和責任明確而且能夠提升原有的故障預防水準,對于石油化工企業中使用的儀表自動化設備維護意義重大,有利于減弱設備故障導致的消極影響,提升企業的經濟和社會效益。
1.3 著重發展儀表自動化設備的生命周期預防,提升企業經濟效益
在石油化工企業儀表自動化設備故障維護的過程當中,無論是哪一種的儀表自動化設備都具有一定的使用生命周期,并且生命周期的長短和設備所在的環境密切相關,因此,為了實現儀表自動化周期更長的目的,減少儀表自動化故障發生的幾率,在故障設備維護的過程當中能夠保證設備的減少和維護,保證設備所在的環境是適合設備正常發展的,不會導致設備由于環境的原因難以使用,進而導致設備故障的可能性提升。[3]在設備一場維護的過程當中,應當做好現場的測量工作,保證儀表的溫度和壓力以及液位等方面的參數都在正常的范圍以內,減少儀表自動化設備故障的發生的同時做好日常的維護。
2、石油化工企業儀表自動化設備故障的維護探討
2.1 維護儀表自動化設備的診斷技術
在維護發生故障的石油化工企業儀表自動化設備的鍋中當中,應當首先考慮到發生故障儀器對于整體石油化工企業的意義,以及其相關的其他相似功能儀器的穩定性,以期待其發揮功效,保證整個企業工業的正常進行提升石油化工企業的工作效率。[4]
在對于石油化工企業儀表自動化設備維護的過程當中,應當采取儀表的自行診斷技術,實現基層設備維護工作目的的同時,也應當注意管理人員的工作內容。經過多年技術的不斷成熟發展,儀表自動化設備的自行診斷技術已經達到一個比較完備的水平,也正是由于自行診斷技術,采取的人工智能性質的設備檢測和分析方式,因此能夠及時發現設備運行過程中存在的問題,并且提示相關維修人員采取合理措施消除故障,或者也會通過自動警示的方式來提醒操作人員設備存在的問題,并且提示相關的故障維護措施保障設備的正常運行。人工智能的設備維護技術一方面減輕了設備維護人員的壓力和工作量,另一個方面還會通過智能化的分析為維護人員提供科學的數據,促使和幫助維修人員更快的制定適用于設備的相關維護工作。
2.2 保證儀表自動化設備維護和管理工作的規范性
在儀表自動化設備進行故障或者潛在故障維護維修的整個技術過程當中,還應當著重注意的一點是石油化工企業儀表自動化設備在很多方面是相互銜接的,并且符合公司整體利益要求,這樣的方式能夠最大限度的減少設備故障的產生和發展,因此在對于設備進行日常維護和故障處理的過程當中,應當充分考慮石油化工企業的生產規模、生產年限、相關設別維護人員的數量和技術。在選購儀表自動化設備的過程當中應當著重選取技術頂尖、功能完備、操作易上手、價格制定合理、售后保障技術團隊完善的設別,一旦發生購買的設備不符合要求以及產生設備不能正常使用的情況或是造成設備使用壽命減短的現象,就會為日后的長遠工作留下后患。
3、結束語
綜上所述,在石油化工企業的儀表自動化設備運行的過程當中,為了實現保障企業經濟利益的目的,同時保障設備正常運行,首先就需要做好設備的故障預防和維護工作,對于設備進行定期檢測的同時采取有效預防措施消除設別運行過程當中存在的隱患,對已經故障的設備進行及時維護。在維護過程當中也應當積極探索新的有效的方式,保證石油化工企業的儀表自動化設備更好地為我國的經濟發展貢獻力量,推動我國經濟和社會不斷向前發展。
參考文獻
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[2] 鄧慧卿.化工企業自動化儀表的安裝與調試探討[J].電子技術與軟件工程,2014,12:258.
關鍵詞:石油化工;自動化;儀表;應用
一、檢測執行儀表
1.1溫度儀表。在石化企業日常加工聲場中,需要對現場設備和管道進行嚴格的溫度控制,通常情況下,石油化工企業的溫度范圍為-200℃到180℃,溫度的測試主要采用的是接觸式測試,其中最為常見的溫度儀表多為雙金屬溫度計和熱電子[1]。對于現代的設備而言,需要對油罐平均溫度進行測量,因此常常會石油價位特殊的熱電阻,主要包括耐磨熱電偶、表面熱電偶以及防爆熱電偶。1.2壓力儀表。在石油化工生產的過程中,為了保證安全,其生產過程中壓力需要控制在300Mpa以內,對于設備中壓力傳感器以及變送器的選擇可以采用多種原理,目前在生產過程中主要采用的是高溫介質、脈動介質、粘稠狀、粉狀、易結晶介質的壓力測量等,其測量的精確度較高。目前,壓力儀表分為液柱式、彈性式、活塞式三類[2]。1.3 液位儀表。在石油化工行業中,往往會采用的是液位測量的方法,在測量的過程中,其準確度往往和被測物料特性有直接的關系,實際生產中往往會采用浮力式的儀表,根據其原理不用,可以分為靜電式、電接觸式,電容式、超聲波式、雷達式、重錘式、輻射式、激光式,磁致伸縮式、矩陣渦流式等,但目前在實際生產中均采用的是可讀式儀表,如果在生產過程中為了追求更高的精度,則可以采用雷達式、磁致伸縮式、矩陣渦流式等,這些儀表在測量液位過程中,更多被石油化工企業采用。1.4流量儀表。上述溫度、壓力以及液位是常見的儀表,內容最為豐富的儀表為流量儀表,流量儀表的精確度在石油化工行業的加工生產中占有非常重要的地位,在流量考核方面占據有重要地位,流量考核一直是秉承著穩定以及優化的原則。流量測量的原理是單位界面流體有效面截的流體的體積和溫度及壓力補償的大小。流量的大小和管道的性質有直接關系。1.5分析儀器和在線過程分析儀。對于現代石油化工生產而言,分析儀器和在線分析儀是近些年自動化儀表的發展趨勢,也是現代新科技的產物,其大量的科研投入做出了新的研究,從工藝原理角度分析,對溫度、壓力、液位、力量等工藝原理進行把握,從而實現了產品質量的保證。因此在整個加工環節中,對最初的原材料以及最終的質量進行控制至關重要。
二、關于對石油化工企業自動化儀表的現狀分析
2.1常規控制。從目前組合儀表以及電動單元等儀表的變化來看,在石油化工恒壓自動化儀表中主要存在連續控制、批量控制以及順序控制等基本操作,其基本控制的策略沒有隨著自動化儀表的變化而變化,在設計中使用了單回路調節、比率調節和分程調節等基礎調節設備,這樣的模塊能夠保證功能和算法的把握,從而對組態能力和控制方案進行合理掌握。2.2先進控制和優化。基于現代計算機理論技術的發展,在自動化控制中實現了多種智能化的算法,并且以獨立的DCS為基礎,同時也可以配合多種軟件包以及變量的動態模型識別技術,從而對軟測量技術和測控與PID串級控制相結合方式等進行智能化計算。2.3人機界面。現代自動化儀表中,主要是以LED屏幕為主要顯示,輔助采用的是顯示儀表,人機界面已經成為了石油化工企業現代化的標志之一,采用攝像頭界面,在DCS操作站的控制下,對工藝流程進行控制,能夠發揮DCS和HMI的潛力,從而為企業生產現代化的發展提供了較大的幫助。2.4安全儀表系統。在石油化工企業中,存在大量的易燃易爆裝置,因而在安全和環保方面有非常嚴格的要求,為了保證生產過程中的安全和符合環保要求,采用DCS的設備進行全連鎖保護,或者是在緊急狀態下實現設置相分離,同時對火災和可燃氣體進行檢測,對轉動設備可壓縮機組進行嚴格的實時監控。
三、結束語
在石油化工行業中,使用自動化儀表在一定程度上體現了現代科技的理想,但是如何有效的對自動化儀表進行控制依然是人們非常關注問題,因此對自動化儀表的掌握需要做到精益求精,對故障及時進行排除,才能夠為石油化工企業的現代化建設貢獻一份力量。
參考文獻
[1]李震.石油化工企業自動化儀表的施工管理[J].中國化工貿易,2015(35).
關鍵詞:自動化儀表 ;石油化工 ;檢測;應用
中圖分類號:TN830 文獻標識碼:A
一、自動化儀表
1 近年來,隨著人們對石油產品需求量逐漸增多,導致石油市場逐漸發展壯大,而自動化儀表是石油化工生產中不可缺少的內容。那么,什么是自動化儀表呢?
2 自動化儀表是由若干個自動化元件構成的自動化技術工具,并具有強大的功能。具體來說,自動化儀表是用以檢測、顯示、記錄、傳輸并控制各種工藝參數的器具或設備。例如用于工業生產過程自動控制中的氣動調節儀表,和電動調節儀表,以及集散型儀表控制系統。自動化儀表本身是一個系統,也是整個自動化系統中的一個子系統。自動化儀表是一種“信息機器”,它的主要功能是將輸入信號轉換成輸出信號。信號可以按時間或頻率的方式表達,也可以按照數字的方式傳輸。
二、自動化儀表技術在石油化工中的應用
1 溫度測量儀表按其測溫方式可以分為接觸式和非接觸式兩大類。通常來說接觸式測溫儀表比較簡單、可靠,測量精度比較高;但因測溫元件與被測介質需要充分進行熱交換,故需要一定的時間才能達到熱平衡,所以存在測溫延遲現象,另外受耐高溫材料的限制,不能用于很高的溫度測量。相比較而言,非接觸式儀表測溫是通過熱輻射原理來測量溫度的,測溫元件不需要與被測介質接觸,測溫范圍廣,不受測溫上限限制,也不會破壞被測物質的溫度場,反應速度一般較快;但受到各種外界因素影響,其測量誤差較大。目前,化工企業中常用的非接觸式的溫度儀表包括輻射式和紅外線式。接觸式測溫儀表包括膨脹式、壓力式、熱電偶以及熱電阻等。
2 壓力是工業生產中的重要參數之一,為了保證生產正常運行,必須對壓力進行檢測和控制。在壓力測量中,常有絕對壓力、表壓力、負壓力或真空度之分。按壓力測量原理可以分為液柱式、彈性式、電阻式、電容式、電感式和振頻式等。壓力計測量壓力范圍寬廣,可以從超真空直到超高壓280MPa。壓力計的品種繁多,因此根據被測壓力對象很好地選用壓力計就顯得十分重要。石油化工行業中常用的有就地壓力表、遠傳壓力表以及壓力變送器等。
3 在石油化工生產過程中,常遇到大量的液體或固體物料,它們占有一定的體積,堆成一定的高度,對此物料高度的測量稱為物位測量。物位測量主要有兩個目的:一是通過物位測量來確定容器中的原料、產品或半成品的數量,以保證連續供應生產中各個環節所需的物料或進行經濟核算;另外通過物位測量,了解物位是否是否在安全范圍內。物位儀表按測量方式的不同可分為直讀式、浮力式、超聲波式、雷達式、輻射式、激光式、磁致伸縮式、矩陣渦流式等等。他們的測量精度高,反應迅速,測量數據可靠,石化企業中的物位儀表與閥門配合,當物位超出設定值時閥門會相應的開啟或者關閉,可以保證安全的物位高度,在石油化工企業中得到了普遍的應用。
4 流量儀表是用來測量單位時間內流過管道的流體的體積。流量計一般伴隨著石油開采、運輸、冶煉加工直至最后的貿易全過程。在石油化工產業中,為了保證生產的順利進行,需要根據測量結果對管道的流量進行合理的調節。自動化流量儀表可以預先設定流量的限值,當生產過程中的流量值超出預設值時,會自動調節閥的開度,確保流量在最佳范圍,同時還可以通過信號傳送將數據和動作記錄下來,幫助工作人員自動進行分析或者提供手工調節參數。這種措施提高了石化生產過程的安全,減輕了人員的勞動量,在石化企業中有著廣泛的應用。
5 執行器在自動控制系統中的作用,就是接收調節器發出的控制信號,改變調節參數,把被調參數控制在所要求的范圍內,從而達到生產過程自動化,因此,執行器是自動控制系統中一個極為重要的組成部分。執行器由執行機構和調節機構組成的,主要是對得到的物性參數進行控制。石化行業經常用到的是氣動執行器,少數的液動執行器、電動調節器等。石化行業中對溫度和壓力的調節要通過閥門來控制,氣動薄膜調節閥是最常使用的,它經常與電氣閥門定位器配合使用,可以用于幫助改善調節閥的性能。
結語
隨著科技的進步,自動化儀表技術在石油化工行業得到廣泛應用的同時也在不斷的進行理論和科技的創新。我們還需要不斷的對以往的技術經驗進行總結和改進,虛心學習國外的先進自動化技術,培養創新型的人才,使自動化儀表技術為石油化工行業做出更大的貢獻。
參考文獻
[1]張晉,徐秀榮.自動化儀表在石油化工發展中的作用[J].城市建設理論研究(電子版),2013(17).
1石油化工行業自動化儀表的闡述
目前我國石油化工行業自動化儀表的實際情況,其主要包括以下三個階段:設計、施工和調試,無論是哪個階段都必須根據國家相關標準要求進行,同時設計、施工以及安裝工作人員,必須具備較強的專業技能和知識,確保自動化儀表能夠安全、穩定運行,進而使其能夠充分發揮出自身的作用和價值。根據功能、性質的不同,我們可以將自動化儀表分成以下五種類型:一是,根據儀表本身性質的不同,可以分為三種類型,即液動、氣動以及電動這三種形式的儀表;二是,根據儀表結構的不同,可以將其分為基地式儀表、綜合控制式裝置以及單元組合式儀表這三種;三是,根據工作人員對其安裝的方式不同,可以將其分為現場型儀表、架裝型儀表以及盤裝型的儀表;四是,根據其功能的不同,可以將其分為智能型的儀表和非智能型的儀表;五是,根據其信號表現形式的不同,可以將其分為模擬型儀表和數字型儀表兩種。由此可以看出,自動化儀表的種類是非常多的,這也是其能夠在各個行業中得到廣泛應用的一個重要前提。
2石油化工行業自動化儀表的特點
自動化儀表能夠在石油化工行業得到廣泛應用的一個重要原因,就是其具有非常獨特的特征,下面我們就對其特點進行詳細的分析。
2.1可編程功能
自動化儀表在對電路進行有效控制時,硬件軟化能夠憑借接口芯片的某些功能實現較為復雜的功能控制,另外,自動化儀表的軟件編程改變了傳統的順序控制方式,而是選擇了儲存控制程序的方式,另外在通過硬件來實現控制時,必須具備較為健全的控制電路,所以說,自動化儀表通過軟件代替硬件的方式來控制電路,從而在最大程度上使硬件的結構得到了簡化。
2.2記憶功能
傳統的儀表基本上都是選擇組合邏輯電路和時序電路這兩種形式,但是這兩種形式的記憶時間有限,而且還只能對一些比較簡單的狀態進行記憶,一旦由一個狀態進入下一個狀態后,前一個狀態的記憶基本上完全消失。而自動化儀表引入了微電腦芯片技術,能夠將全部的狀態都記住,因此,只要我們將其充滿電,就可以保存下所有的記憶,進而方便人們對信息進行相應的處理。
2.3數據處理功能
我們在實際測量過程中經常會遇到類似線性化處理、測量值和工程值之間的有效轉化以及自檢自校等比較難的問題?,F在通過自動化儀表中的微處理器技術,能夠借助這些軟件來進行處理,操作簡便、準確性高,從而使得處理功能變得更加豐富。
3石油化工行業自動化儀表控制技術的分析
3.1常規控制技術分析
就目前實際情況來說,人們基本上還將以前的石油化工行業自動化控制策略保留下來,仍是批量控制、連續控制以及順序控制這三種控制技術。人們通過以前的控制技術來對自動選擇調節、均有調節、串級調節、比率調節、分成調節、自動選擇調節、非線性調節等方面的內容進行有效控制。在這里需要注意的是,在以上眾多調節中,最基礎的還是PID調節,即人們基本上保留了原來的功能模塊和控制算法,只是對控制方案和組態能力這兩方面內容進行了較大的改變。
3.2先進控制技術分析
近幾年,隨著我國相關部門加大了對自動化儀表的研究,使其相關技術得到了快速發展,越來越多的新技術應用到自動化儀表中去,從而使其變得更加智能化和數字化。就目前實際情況來說,除智能PID控制器技術外,在我國石油化工行業中基本上已經將全部的多變量控制技術投入實際應用中,智能PID控制器技術雖然也是將DCS作為基礎,但是它不僅是軟件包,還可以是獨立的個體,而且絕大多數的多變量動態過程的軟測兩技術都跟其有著非常緊密的聯系,在一般情況下,人們將測控跟PID串級控制結合在一起進行綜合使用和分析,從而使其控制技術得到有效提高和完善。
3.3人機界面
當前,我國很少還有使用一對一的控制室和裝置的石油化工企業,基本上都是使用多個裝置對應一個控制式的形式,同時都是采用CRT和LCD顯示屏主要表現形式,有時候還會使用一些指示燈或顯示儀表來進行輔助;另外基本上是以鍵盤和鼠標操作為主,少數旋鈕、觸摸屏作為輔助工具。對于DCS的組態來說,人機界面的操作方式基本上是跟控制方式緊密結合在一起的,而且在操作工位號時,對于一些具有代表性的“儀表棒圖”,例如分組畫面、細目畫面以及趨勢畫面等,基本上都能夠相伴,能夠以最快的速度實現“組態”。在這里需要注意的是,工作人員一定要謹慎制作模擬圖,嚴格按照相關工藝標準要求進行,這主要是由于模擬圖跟操作優化、報警、信息處理等方面的人機界面有著非常緊密的聯系,是人機界面取得較好相處的關鍵。因此,除了不斷創新和改革HMI、DCS相關軟件產品功能外,還要嚴格按照相關要求實現控制方案,同時還要對在系統集成中的一些硬指標的控制提高重視,要求相關工作人員一方面必須付出百分百的努力來實現人機界面的軟指標,另一方面還要具有較高的思想和覺悟,跟操作人員之間建立友好的關系,具有一定的團隊協作精神,進而能夠確保工藝裝置設計的更加完美。
4結語
當前,石油化工的儀表供電系統一般采用220VAC、24VDC兩種電壓級別,其中220VAC交流電源由UPS來供電,再經低壓斷路器控制處理后,形成諸多分支回路分別通過AC/DC轉化器或變壓器等設備輸出24VDC和110VAC的電源,向相應儀表提供電力負荷。在石油化工儀表中常見的不安全隱患比如照明、散熱風扇等,石油化工儀表中常見的不安全供電系統構造如圖1。從圖1可以看出,該種供電系統,測控儀器和儀表設備系統運行安全性和可靠性得到一定的保障,但是存在安全隱患,主要是:1)對需要經過24VDC的直流供電的直流式儀表未按照標準和要求配置冗余電源;2)DCS系統、PL系統等需要采取雙回路電源的儀表并未應用雙回路電源供電,而僅僅在分支線路上配置并聯兩個電源,以對回路進行供電,當出現斷路器開啟、UPS電源發生故障、非主觀斷電等情況時,電氣儀表會形成閉合式供電線路,進而引起短路;3)當照明、風扇等設備的供電短路時,會導致整個供電系統發生斷電。所以,為提高石油化工儀表供電系統的安全性和可靠性,必須做好優化設計、安裝調試、維護等方面的工作,采取積極有效的防護措施,消除安全隱患,避免供電事件的發生,保證石油化工生產的安全、穩定。
2提升石油化工電氣儀表安全供電體系安全性的對策
2.1提升總電源的安全性和可靠性
提升整個石油化工儀表供電系統安全性和可靠性的重要基礎就是要有一個安全可靠的總電源。所以,石化企業應該選擇性能穩定、質量硬,且在10kVA以上的市電電源,以向生產過程中的各種自動化儀表提供電力支持。另外,還應采用市電供電和UPS的正常、穩定供電兩種形式,以實現并行供電,強化整個石油化工電氣儀表供電系統的安全與穩定[2]。特別強調的是,供電系統廠家還應科學有效地核算斷路器容量。
2.2優化雙回路電氣儀表的供電系統
DCS分散控制系統、SIS儀表監控系統及PLC系統均為石油化工自動化生產過程中最為核心的系統,對于整個生產系統的安全可靠供電具有很高的要求,所以對這些儀表系統的供電安全性要有足夠的重視。在正常情況下,只需要保證控制站供電電源的正常穩定運行,一般不會對生產性儀表產生很大的影響。由于控制站在整個生產測控系統中是最為重要和關鍵的,所以在優化和改進過程中,應該對其所有關鍵元器件的供電都采用冗余聯合容錯控制模式。所以,控制站的冗余電源系統應嚴格設置兩個獨立電源,以確保其中任何一路出現故障不能正常運行情況下,另一路可正常供電,如此可確保整個儀表測控系統中諸多重要性儀表的正常穩定運行。
2.3優化配置直流供電儀表的冗余電源
在石油化工生產系統中,直流電源主要為24VDC的直流儀表提供電力支持。要確保直流儀表供電系統的安全性,應該采取不同電源供電的兩臺24VDC直流穩壓電源進行并聯式供電,同時還應該在每個直流電源輸出端的正極上增加一個大功率的二極管,以此分開兩個不同電源。兩臺24VDC直流穩壓電源,其電源均來自兩個不同的220VAC交流UPS電源,或者市電和UPS電源同時供電,這就實現了良好的冗余電源設置[3]。該模式設計和操作都較為簡便,兼顧了經濟性、安全性和可靠性。
2.4優化單項220VAC供電儀表的電源配置
在石油化工生產過程中,一些儀器儀表對供電系統的要求不高,即使出現暫時性斷電,也不會對整個化工自動化生產系統產生很大的影響,比如:壓力表、溫度器等。所以,為了整個供電系統的優化,可直接應用220VAC的城市電網來完成供電,以節約企業的生產成本,提高生產經濟效益。不管是從經濟方面考慮,還是從技術安全性考慮,此類模式具有很強的可實施性。在供電模式中配置STS后,整個電氣儀表供電系統的安全穩定性均要比UPS電源要好。另外,在該種模式中,如果UPS電源發生故障,則STS會在內部電路閉鎖控制狀態下自動切換到市電供電,并經市電分開、穩壓電路來實現正常供電,這也極大方便了在不斷電確保電氣儀表的供電安全性基礎上,對UPS電源進行檢修。
2.5優化照明、風扇等設備配電
在系統供電回路的設計中,可將照明、風扇等設備采用市電單獨供電。可以避免發生因此類輔助設備供電回路短路而產生的整個系統運行故障。
3結語
關鍵詞:石油化工;儀表控制系統;質量控制;應用;石化企業
中圖分類號:TE967 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2015)06-0172-01
近年來,隨著社會主義市場經濟發展速度的不斷加快及科學技術水平的提高,我國化工儀表自動化設備及控制系統也得到了極大的發展。石油化工儀表越來越趨向于多樣化、精密化及智能化與數字化的方向發展。在工業生產過程中,石油化工儀表是檢測、顯示、記錄及控制工藝參數的基礎。隨著自動化工業發展速度的不斷提升,要求加大儀表控制系統的力度,實現數字化電動儀表的目標。
1 石油化工儀表控制系統的應用
隨著石油化工儀表事業發展速度的不斷提升,其控制系統也愈加完善。逐漸向著數字化與微型化的方向發展。新型自動化檢測與分析儀作為石油化工儀表控制系統的重要組成部分,其技術水平的高低對整個系統的順利運行起到關鍵性的作用。為滿足社會經濟的發展要求,為確保儀表控制系統的正常運作,石化企業必須重視相關技術的應用,規范操作流程,只有這樣才能實現其經濟效益。
1.1 新型自動化檢測與分析儀的應用
隨著科學技術水平的不斷提升,化工儀表系統也逐漸發展為數字化、智能化及網絡化,這種發展極大地提升了是由化工企業自動檢測儀表的使用水平。現場總線型變送器為滿足現場總線控制系統的需求,也得到了極大的發展?,F場總線型變送器作為新型自動化檢測儀表的重要組成部分,其特點主要表現為全數字式、結構簡單、高可靠性與操作性,與其他智能型變送器相比,現場總線型變送器具有較高的分辨力、穩定性,基于此,在石油化工事業發展中得到了廣泛地應用。
在線分析儀表如圖1所示的廣泛使用及推廣,在提高石油化工產品質量方面起到了關鍵性的作用。在對石化企業產品質量及先進控制應用水平提升的同時,石化系統也逐漸完善。其中主要包含以下幾個內容:在線油品質量分析儀、在線氣相與液相色譜儀等。在石化企業煉油調合系統中在線多路近紅外光譜分析儀這種新型分析儀得到了大量的應用,并獲得了良好的應用效果。在中石化洛陽煉油廠等企業內新一代實驗室低成本汽油質量指標快速測定儀已經開始使用,并得到了廣泛好評。
1.2 先進控制的應用
選用先進控制作為石化企業生產裝置,不僅可以對裝置運作的穩定性、安全性進行有效提升,還可以起到產品質量及收益提升的作用。同時先進控制的應用可以達到運作成本降低及實現企業經濟效益最大化的目的?,F階段石化企業化工儀表控制系統內部分先進控制技術已經日漸完善,如多變量預測控制技術等。其特點主要體現在以下幾點:①基于模型的控制策略。如模型預測控制、推斷控制等?,F階段智能控制與模糊控制主要為知識控制的范疇,這也是今后先進控制發展的主要趨勢;②一般情況下先進控制都是用于復雜多變量過程控制問題處理中。如多變量耦合等。作為在常規單回路控制以上建立的動態協調約束控制,先進控制必須符合具體工業生產過程中的動態特點及操作規定;③實現先進控制必須具備較為強硬的支持平臺,如計算能力。其主要實現工具為上位機、DCS、FCS。目前我國石化系統和美國Honeywell公司合作,實現了催化裂化裝置先進控制的應用。
2 石油化工儀表控制系統的質量控制
為有效提升石化企業自動檢測儀表的使用能力,必須逐漸向數字化、智能化等方向發展。在保證關鍵儀表系統質量時,應進行工序質量控制點和共檢點的設置,在石油化工儀表系統安裝過程中,應做好以下幾點,才能實現質量控制的良好效果,只有這樣才能做好預控工作,才能實現企業的社會效益與經濟效益。
①安裝就位變送器后,為確保儀表系統導壓管線的質量符合相關規定,應選用2.5~5倍的工作壓力用水對一次閥后的儀表導壓管線進行試壓作業,這樣可以防止使用過程中因焊接不牢及安裝不正確等原因,導致泄漏等問題的出現。
②檢查儀表接線。在確保端子接線符合相關規定后,必須對線路電阻進行準確測量,并對各線末端標記情況進行詳細檢查。導線屏蔽接地線必須連接到計算機房一側,同時確保中間端子箱的防爆接頭等不存在損壞情況。
③檢查與確認計算機系統送電前的相關條件。作為整個安裝過程的中心環節,計算機系統送電前檢查結果是否真實將直接影響到未來的使用狀況?;诖耍嚓P部門必須組織設計單位、施工單位等相關工作人員對其實際情況進行檢查。其檢查內容主要含有:檢查中央空調、UPS不間斷電源與計算機接地系統等。
④計算機硬件的性能測試及軟件組態。遵循相關設計要求,檢查其基本功能測試內容,組態任務主要由設計代表和軟件組態單位一起完成。自控儀表設計交底和圖紙會審由監理組織設計人員與施工技術人員完成。在對設計圖紙與設計文件認真審核的基礎上,進行儀表安裝作業。在安裝前期應進行技術交底工作,要以會議紀要為主要依據。安裝過程中如發現問題,應及時改正,盡可能降低失誤與危害。同時校驗儀表單機,對儀表元件進行測試檢查。對其儀表的質量及精準度進行檢測與確定。如不符合相關規定,由有關單位以書面形式通知制造廠商進行處理與更換,避免安全問題的產生。
⑤在儀表工程設計施工圖中未作出具體規定的部分應執行《自動化儀表工程施工及質量驗收規范》GB 50093-2013和《石油化工儀表工程施工技術規程》SH/T 3521-2013標準;對引進裝置的儀表工程,施工應執行有關國外標準規范和參照安裝手冊;在執行過程中應做好各類儀表調試安裝記錄,應填寫儀表工程交工資料記錄表,要求做到數據真實、字跡端正、各級簽署完整,按照規定上報。為了保證電纜敷設順利進行,應在匯線橋架完工合格的基礎上,對全部待敷設的電纜進行現場清查、核對型號、規格、實際長度、繪制電纜作業表,并測其絕緣電阻值,做好各種位號標記,以防混錯。特別應注意的是室內外本安電纜和非本安電纜應分開敷設,不得混放,以防信號干擾。
3 結 語
綜上所述,隨著國民經濟發展速度的不斷加快,我國石油化工事業也得到了極大的發展,這都為石化儀表控制系統的完善提供了可靠地依據。在社會主義市場經濟高速發展的今天,市場競爭壓力越來越重,對石化儀表控制技術提出了更高地要求。通過對石油化工儀表控制系統的應用與質量控制,可以有效避免泄漏等安全隱患的出現,在加大先進控制與新型自動化檢測與分析儀應用的同時,石化企業還要提升自身管理水平,避免人為失誤,只有這樣,才能實現企業發展的社會效益與經濟效益。
1執行機構部分的壽命管理
當前我國機械儀表設備的執行機構部分主要是儀表調節閥,儀表調節閥在機械儀表設備中適用范圍大,故障率相對較高,故障點較之其他兩部分較多,所以執行機構部分的壽命管理是工作的重中之重。這需要我們堅持對其進行科學的統計,來了解其MTBF情況,從而確定出一套適合的維護方案。儀表回路包含了整個機械的大部分零件,一旦某一部分出現問題,便會使得整個回路不能正常的工作。所以在日常維護中,我們需要對機械設備的回路進行仔細的排查工作,以保障其正常運行。
2儀表設備的預防性維護措施
近年來,有石油化工企業設備管理推行TNPM管理,是指全面規范化生產維護,是規范化的TPM,是全員參與步步深入的,通過制訂規范,執行規范,評估效果,不斷完善、改進TPM。實行TPM需要我們堅持不斷深入的觀察實際情況,根據實際情況,對機械加深了解,找出其操作應用的客觀規律,而后制定出合理的操作應用規范,并不斷的根據情況將其優化發展。石油化工企業的設備維護應當堅持以預防為主,這需要我們規范儀器的操作規范,將長期工作總結出來的經驗拿來對員工培訓,提高其操作水平,另一方面制定出儀器維護規范,將設備的維護定期化,制度化,并一一記錄在案。當前很多儀器在生產時,都增加了儀器的自診斷技術,通過這一技術,我們可以更直觀的發現儀器的問題,并可以根據他制定出更為科學的維護計劃和方案,從而大大的降低儀器維護的工作量。
3規范各個環節,降低維護難度
石油化工企業在對儀表及自控設備進行挑選的時候,應當根據自身的實際情況,以石油化標準規范為指導,挑選出技術先進,故障率低并且有良好的售后服務和完整的技術支持企業的儀表和自控設備。挑選出來的儀器應當有嚴格的質量保障,并且能夠適應企業的工作環境和工作要求。此外,我們應當注意儀表和自控設備的安裝,以便能夠保障儀器正常的運行,否則,根據以往案例,由于安裝不規范,造成了日后儀器和自控設備出現大量的故障,這大大的增加了儀器維護的工作量,降低了儀器的使用壽命。
4結論
我們需要堅持以科學發展觀為指導,堅持對儀表自動化研究加大投入,并且對儀表自動化進行定期的維護和檢修,以保障儀表自動化設備的正常運行,以便能夠提高石油化工企業的工作效率,保證石油化工企業的油氣產量,維護企業的經濟利益,為我國社會主義經濟建設作出應有的貢獻。
1虛擬儀器技術簡介
虛擬儀器技術[1-3]是以軟件為核心借助計算機強大的數據存儲、加工處理功能和極高的精確度,能迅速準確地完成實際生產過程中數據的自動采集、實時顯示、深層次分析與處理及多個測試結果同一面板顯示等功能,實現自動化測試與控制,避免了諸多人為因素的影響,很大程度地提高了測試的精確度和控制的自動化程度。同時虛擬儀器的功能主要是通過軟件編程來實現的,在硬件基本確定后,通過編寫不同的軟件程序就能實現不同的測試和控制功能,從而最大限度地降低了儀器的開發成本和維護升級費用。一個完整的虛擬儀器[4]需要硬件和軟件的相互結合,儀器中的硬件設備主要用來實現信號的輸入和輸出,而軟件的作用是通過編程將采集到的數據進行加工分析、顯示、存儲及控制等。虛擬儀器完整體系的結構框圖如圖1所示。
2LabVIEW軟件簡介
虛擬儀器技術蘊藏著巨大的發展潛力,已經成為各個領域發展道路上的先進方向,在“軟件就是儀器”這一核心理念的驅動下,國外各大測控儀器公司相繼開發和推出了為數不少的虛擬儀器軟件開發平臺,尤其是美國NI公司推出的基于G語言(圖形化編程語言)模式的LabVIEW(LaboratoryVirtualInstru-mentEngineeringWorkbench的縮寫,即實驗室虛擬儀器集成環境)編程平臺[5],此軟件之所以是目前應用于虛擬儀器開發中功能最強大、發展速度最快的圖形化軟件開發平臺,具有以下其他軟件無法比擬的優點[6-8]:
(1)采用數據流編程方式,由彩色的圖標、連線構成的程序框圖中各節點之間的數據流向決定了程序的執行順序,用圖標表示函數,用連線表示數據流向。相對于傳統的文本式編程代碼更加直觀、層次清晰、賞心悅目。
(2)提供了大量外觀與傳統儀器(如示波器、萬用表、按鈕、開關等)類似的控件,并可以對控件進行自定義,滿足用戶的特定需求,方便、快捷地進行控件拖放來創建人機界面。
(3)內置了大量的函數庫和程序模塊庫,具有專用性和可擴展性,提供了用于數據采集、分析、顯示、存儲等以及GPIB、DAQ、VXI、串行口等各種總線設備的應用程序模塊,使不熟悉總線標準的工程師們也能順利地進行儀器開發。
(4)用戶可以把創建的VI程序當作子程序調用,以創建更為復雜的程序,而這種調用的層次是沒有限制的。
(5)程序的運行是基于數據流驅動模式,不受計算機操作系統的影響。
(6)在程序進行測試時,不僅提供了如斷點、單步運行、探針等傳統手段,還提供有高亮執行工具,可以在程序運行中高亮顯示數據的傳遞細節,以便于用戶進行高效率的調試。
(7)提供了大量的與外部代碼和軟件進行連接的動態鏈接庫,還提供了CIN(CodeInterfaceNode)節點,可以方便地調用由C/C++及Matlab編譯的程序模塊,具有更大的開放性。
(8)支持常用的網絡協議,具有數據共享、遠程測控等功能。
3虛擬儀器技術在石油化工領域的應用
在石油化工的生產過程中,傳統的儀器設備是由廠家預先設定好的硬件組合,功能比較單一,具有很強的專用性,難以滿足用戶的特殊需求;生產過程中,需要對大量的敏感參數(如溫度、壓力、液位等)進行實時監控和報警,測試結果只能人工記錄后才能對數據進行計算、分析和評估,一方面人工讀取數據會造成人為誤差,另一方面不能實時處理數據、繪制實時圖;對一些需要多參數同時測試的過程,即使用多臺儀器同時測定,卻往往很難保證各臺儀器間的兼容性,同時也增大了設備的投資成本,且多參數同時測試的結果不能集中到同一面板上進行顯示,不方便用戶對多個參數變化的綜合比較和分析;對有些設備的操作,由于條件的苛刻(尤其是易燃易爆有毒的測試現場),不能進行人工直接操作,需要遠程測控,傳統儀器很難滿足這一迫切需求;若傳統儀器設備的部分器件出現故障,將可能導致整個測試系統的癱瘓甚至報廢,造成資源的極大浪費。
天津大學的韓磊等基于LabVIEW開發了虛擬-1286電化學接口軟件,通過測試黃銅在自來水中的耐腐蝕性和不銹鋼鈍化膜的穩定性,證明該接口軟件兼備了靈活性、實用性與可靠性;東南大學的王曉[10]等基于LabVIEW開發了換熱器試驗裝置測控系統,在保證系統安全可靠性的基礎上,同時實現了數據測量、記錄和分析等多種功能,具有較高的自動化程度與控制精度;新疆大學的付志新[11]等研發了一套全混流反應器的仿真系統,通過模擬計算驗證了該仿真系統可應用于不同反應類型的穩態和動態模擬,既方便于用戶進行反應器的設計,又可用作穩態、動態反應器的演示或培訓,具有較強的實用性。Schlumberger(斯倫貝謝公司)在阿拉斯加石油鉆井作業中使用NIFieldPoint和LabVIEW實現了冗余鉆井控制,創建了一個帶有控制和遠程關機功能的監控報警系統,防止了泵機系統的損壞和環境污染,提高了安全性;勝利油田和華東輸油管理局利用LabVIEW軟件開發的原油管道實時性泄漏監測系統已成功應用于集輸管網和長輸管線,能及時精確地定位突發原油泄漏的泄漏點,有效地防止造成巨大的經濟損失和環境污染;Shell(殼牌)利用LabVIEW軟件實時模塊與FieldPoint分布式I/O,研制開發的段塞流抑制系統(S3),成功地控制了因操作變化(如開關車、增加產量等)而引起的在長距離的流線-升管系統中形成的大規模段塞流[12]。
摘 要:結合市場經濟發展需求,明確自動化專業崗位的技能需求,通過與行業全方位深層次的合作,建立“3+1”模式的人才培養方案,培養具有創新能力的工程應用型人才。
關鍵詞:行業特色 “3+1”模式 職業崗位能力
隨著遼寧省產業結構調整和社會人才需求的發展變化,沈陽工業大學工程學院自動化專業根據自己的辦學定位,堅持已有的專業優勢,突出石油化工行業特色,推進高校專業建設與人才培養緊密結合國家經濟社會發展需要,通過與中石油、中石化等用人單位的密切聯系,針對石油化工行業的需要,按照技術領域和職業崗位的實際要求進行專業課程設置。
培養學生具備生產過程自動化系統的調試、運行和管理的基本方法和技能,應用計算機控制生產過程的能力,能夠在生產過程自動化系統的領域,從事工程設計、技術開發、生產技術管理和科學研究等方面工作的高層次工程應用型技術人才。
一、“3+1”人才培養模式的開發
通過走訪用人單位和深入企業對自動化專業崗位的典型工作任務進行調查研究,確定自動化專業典型工作任務。打破原有課程體系,依據自動化專業能力要求,確定了“3+1”模式的自動化專業培養方案,形成以職業崗位能力培養為主線的課程體系。
“3+1”人才培養模式就是指學生前三年在學校完成公共課、基礎課與專業理論知識的修讀,輔之以實驗、實習等實踐性教學環節;第四年進行專業操作技能的實訓或根據相關企業需求進行頂崗實習,同時結合生產實際選擇畢業設計題目,并在學校、企業指導老師的共同指導下完成畢業設計,完成理論與實踐緊密結合的學習實踐任務。
實施“3+1”人才培養模式要求改革和創新專業人才培養模式,創立高校與行業企業聯合培養人才機制,以市場需求為導向,把“用戶的需要”作為辦學的出發點和落腳點,重視利用社會教育資源,通過學校和企業兩個育人主體、兩個育人環境,著力提高學生服務遼寧經濟社會發展的社會責任感、勇于探索的創新精神和善于解決問題的實踐能力??s短畢業生走上工作崗位后的適應期,使高等教育貼緊社會,貼緊用戶。
二、形成以職業崗位能力培養為主線的課程體系
課程體系與教學內容突出應用,強化技能,緊密結合行業技術現狀,不斷更新,及時增加新知識、新技術、新工藝,提高解決生產第一線技術問題的能力。
按照基本素質、基本技能、專業技能、綜合技能的結構構建的新課程體系,將專業基礎課與專業課進行科學整合,注重兩者之間的內在聯系,突出技術應用能力培養。將專業英語與專業課程融合為一體,突出專業英語的實用性。將職業道德課程與社會實踐、生產實習、頂崗實習等教學模塊結合,使職業道德形成具體化、真實化。
學科專業基礎課的設置都是與專業技術的應用能力相適應的,課程以理論服務于能力培養為出發點,以循序漸進的原則優化課程內容,學科基礎課程滿足了學生應具備的專業基礎知識,并達到“夠用”的目的要求。包括自動控制原理、現代檢測技術、電氣控制技術、單片機原理及接口技術、電機與拖動、現代控制理論、PLC原理及應用、電氣CAD、MATLAB仿真、計算機控制技術等課程。
專業課教學根據崗位技能要求,加強針對性和實用性,教學內容組織和安排融知識傳授、能力培養和素質教育為一體,針對專業培養目標,通過工學結合,充實課程內涵,進行必要的課程結構整合重組,實現理論與實踐的深度融合,結合人才培養職業性、實踐性和開放性的要求,突出行業特色,優化核心課程建設,包括化工測量儀表、控制儀表與裝置、數調及集散控制系統、化工過程控制、現場總線技術、虛擬儀器。
專業選修課根據市場經濟熱門、應用性較強的情況,設置了組態軟件、嵌入式系統、軟測量技術及應用、智能儀表設計、DSP原理及應用等課程。
三、建立基于工作過程的全方位、多層次的實踐教學體系
新方案實施后,如何確?!?+1”模式不流于形式,實驗、實訓和實習、頂崗實訓的教學突出校內學習與實際工作的一致性,緊密聯系行業企業,真正起到實現工程應用型人才和創新型人才培養的作用,使成為當前必須解決的問題。
1.優化培養方案,構建創新型實踐教學體系。突出學生的動手能力、實踐能力和創新能力的培養,搭建開放的實踐教學平臺,進一步創新實踐教學模式。培養計劃中實踐環節的學分占32%以上,構建遞進式實踐教學體系,工程實踐教學四年不斷線,形成“基礎實驗認識實習專業實驗生產實習工程實訓畢業設計”的遞進式的實踐能力培養過程。突出面向工程的,具有行業特色、學科優勢的創新性實驗,仿真模擬訓練,重點強化以集散控制系統為核心的過程控制系統工程實訓、以PLC為核心的電氣控制工程實訓和以單片機為核心的計算機控制系統實訓。
利用已有的集散控制系統實驗裝置,現場總線實驗裝置和化工過程仿真系統,培養學生的工程實踐能力,尤其是具有石油化工過程控制系統的設計安裝調試與集成投運維護能力。
培養學生以可編程控制器(PLC)應用技術為核心,精通三菱FX2、西門子S7-200機型,熟悉歐姆龍、松下等機型,熟練掌握以PLC為核心的控制系統及設備的開發、改造、維修、操作技能。
以MSP430聯合實驗室為依托,學生應具備運用單片機技術、電子技術、檢測技術等完成計算機控制系統的設計、制造與調試的能力。
同時,引入企業全面質量管理思想和方法來評價實訓教學質量,包括對產品質量的檢驗和教學效果評價兩個方面,并將二者有機結合,綜合進行質量管理和評價。
2.整合資源、優化配置,搭建全校共享、學科交叉的創新應用型實驗教學平臺
通過結構優化和資源整合,采取設備購置與自制結合的方法,在現有實驗室的基礎上,建立以化工過程控制工程實訓室、PLC變頻電氣控制實訓室、計算機控制技術實驗室為核心的自動化實驗教學平臺。該實驗平臺即能在工業自動化領域進行學生專業技能實訓與鑒定又能進行自動化專業產品生產、應用技術研發、新技術培訓推廣,在建設過程中突出石油化工特色,強化專業實驗設備的研發能力。
該實驗平臺可集教學、科研和生產經營等多種功能于一體,打破封閉教學實驗室的傳統模式,建立一個開放性的教學、科研和生產一體化運作的新模式,可實現以產養教、以科養教,是實驗室自我建設、自我完善、自我發展的有效途徑,可以形成產學研互為促進、共同發展的有機整體。
幾年來已為中海油樂金(LG)、大連石化等企業進行多輪次、多工種企業員工崗位技能培訓;承接了遼寧省多家企業的自動控制系統研發與制造合同。
3.充分利用區位優勢,以行業為背景,加強校企合作
我校位于遼陽市,置于國家芳烴及精細化工高新技術產業化基地這一獨特地理環境之中,依托國有特大型企業中石油遼陽石化分公司,彰顯石油化工行業特色,建立與企業長期穩定的產學研合作關系。與專業對口企業簽訂合作項目,以項目為驅動使學生校外實習更有保障,學校在培養人才時也更具有針對性,聘請企業一線的人員任兼職指導教師。
專任教師根據需要不定期到企業通過調研學習、合作開發等方式,了解石油化工企業的生產現場的狀況和自動化技術需求,相應地調整人才培養方案,及時修訂課程體系。
四、大力倡導職業能力培養與職業資格結合
積極引進行業標準,確保實踐教學內容、訓練條件與國家職業技能鑒定全面接軌,使學生在獲得畢業證書的同時,取得相應的職業資格。引入國家職業資格認證制度,建立職業技能培訓與鑒定中心,開展中、高級電工、工業自動化儀器儀表與裝置裝配工、高低壓開關板柜裝配工等重點職業技能培訓、鑒定工作。
五、結束語
通過調研分析遼寧石油化工行業對自動化專業高素質技能型人才需求,確定和建立本專業知識、技能和素質標準,通過與行業全方位深層次的合作,建立工學結合素質與技能并重的“3+1”人才培養模式。按照崗位群技能需求,改革課程體系,加強課程之間內在聯系,強化技術應用能力培養,強化解決工程現場實際問題的能力,實現畢業與就業的“零距離”。
參考文獻:
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