化工装置建设中的仪表自动化工程探析

2012-08-15陈为金

科学之友 2012年11期

关键词：控制室化工行业执行器

陈为金

（新疆中泰化学（集团）股份有限公司，新疆乌鲁木齐 830009）

仪表的智能化不仅仅可以改变仪表本身的基本性能，还会给其他的控制网络体系带来一定影响。仪表智能化具有很强的适应性，功能丰富化，它已经不再是单一性的固定结构。笔者根据自己实践中的工作经验，针对化工装置中检测的仪表及相关控制进行阐述。

1 检测执行仪表

1.1 温度仪表

在化工企业的相关设备或管道内温度的控制在－200 ℃到1 800 ℃，对这个温度的控制主要采取了接触式测量。同时在现场指示的水银温度计被双金属的温度计所替代，在替代品中最为常见的就是热电偶和热电阻，通过这些设备把相应的温度数据传输到仪表中，一体化的温度变送器等因现场总线技术兴起而逐渐普及。

1.2 压力仪表

压力仪表和工程的安全相关，所以在各方面都给予足够的重视。压力仪表的自动化能够更好地预防安全事故的发生，不仅能提高安全性，还可以为企业带来更大的经济效益。

1.3 物位仪表

在化工行业中通常以液位测量为主，一般采取浮力式仪表，同时还有物料仪表。测量形式很多，如直读式、电接触式、电容式、浮力式等，物位仪表正在化工行业得到普及。

1.4 流量仪表

流量仪表是化工行业温、压、液、流四大参数中内容及方式最为丰富的一个门类。这一控制主要是看稳定和优化，仪表自动化可以更好地提高流量表的稳定性。

1.5 分析仪器和在线过程分析仪

化工行业智能仪表的运用可以保证温度、压力、流量、液位等工艺参数的正确性，可以间接地保障化工产品的质量。仪表自动化可以更好地对排放的物质成分进行分析和检测。随着化工行业的不断发展，化工行业对仪表自动化的需求极其迫切。同时仪表自动化可以更好地给化工行业带来稳定生产和经济效益。

1.6 执行器

化工行业的执行器主要有调节机构和执行机构两部分，经常使用的是气动执行器和液动执行器，各种执行器运用智能仪表，可以更好地改善执行器的性能，让其在化工行业内更好地发挥作用，通过智能化的运用可以更好地调节执行器的特性计算、测试验证和标准制定。

2 控制策略分析

2.1 常规控制

化工装置建设中的仪表自动化主要通过气动元组合学仪表、常规DCS、电动单元组合仪表、新一代DCS，可以更好地实现自动化的连续控制、批量控制和回路控制，这在其中回路控制与连续控制中占据重要位置。主要有单回路调节，比率调节、串级调节、均匀调节、分程调节、自动选择调节、前馈调节、非线性调节等，这其中仍以PID调节作为基础，功能块或控制算法的变化并不是特别大，变化比较大的主要是组态能力和控制方案，在功能块之间我们可以通过并联、串联、选择性链接等方式，把多配方自动化参数或者功能块进行链接。

2.2 先进控制和优化

在科技的发展和智能技术的不断进步，各种智能化的技术正在各行各业中广泛运用，在这其中最为常见的就是多变量控制，它已在化工行业进入了实践阶段，这种技术是以DCS为基础的，并且可以是一种独立的形式，也可以是软件包的形式，它与多变量动态软测量技术和过程模型辨别技术有着很大的关系，当前在化工行业中应用比较多的是单一油源，它增加了相关操作的平稳性。

2.3 人机界面

当前在化工企业装置建设中正在由一个装置一个控制室转变为数个装置一个控制室或有一个总控制室，在总控制室通过LCD大屏幕可以了解各个节点的情况，同时通过显示仪表及指示灯等控制相应设备。在自动化装置中可以通过电脑进行操作，把工业电视摄像头摄取的画面也由专用屏幕逐步纳入以 DCS操作站的屏幕。

分布式控制在组态时，同控制策略相伴的人机界面的操作策略相符，在组态上我们可以通过仪表棒图、分组画面、趋势画面及细目画面等来完成。但是工艺要求可以组成模拟图，这对人机界面处理问题至关重要；同时在系统集成方面，我们要注意一些硬性指标外，还要注意对软性指标的判断，在自动化过程中要精益求精，更要树立为工艺操作人员服务的思想，让相关工艺人员参与流程工艺的设置，提高其相关人员的控制能力，把DCS、HMI的能力在对应工艺装置中充分发挥出来，让工艺人员能够更好地操作相关仪器设备。

2.4 安全仪表系统

在化工企业里装置建设由于存在大型化、连续化等特点会对周围环境带来环境破坏和潜在危险，对环境保护要求较高，同时安全性也非常重要，通常由分散式控制等设备来完成连锁保护。当前的自动化仪表的兴起主要是基于IEC6l508和EC6l5l1的安全仪表系统（SIS），不但更好地满足了化工企业的基本需求，而且进一步满足了石化企业的需求。战略信息系统是这些问题的解决之道，它具有连续性，在预测到安全隐患时，它能采取措施，减少由于事故带来的各项损失，为企业带来经济效益。