当代石油化工自动化仪表的性能评价和发展趋势

王洋

摘 要 文章介绍了自动化仪表控制系统的发展方向，并就自动化仪表性能评价和发展方向进行论述。

关键词 石油化工；自动化仪表；性能；发展

中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）08-0012-01

改革开放以来，我国的石油化工业快速发展，从简单的无机化工产业逐渐向石油化工产业过渡，石油化工产业成为发展最快、效果最显著、影响力最大的基础性产业，取得了令人惊喜的成效。石油化工的生产环境一般都是深冷、高温、真空和高压等，其生产工艺普遍都具有毒有害、易燃易爆等特点，因此需要严格控制各项技术参数，并将其设置在最佳运行状态，以保证生产的效率和安全。随着现代信息技术的进步，自动化仪表被广泛运用于石油化工产业中，因其计算存储能力强大、数据控制处理精确、适应性越来越强、功能越来越丰富，与传统的仪表相比更具有广阔的发展前景。但是目前我国的自动化仪表与世界先进水平相比，还存在一定的差距，我们只有不断创新新技术，才能使我国的自动化仪表发展更好更快。

1 自动化仪表控制系统的发展方向

伴随石油化工产业的快速发展，监控其生产的系统和仪器仪表也随之取得了十分惊人的成就。为了充分的提高生产效率、减轻人工劳动强度、全面实现石化工厂的信息化管理，引入自动化仪表是必然的选择。从目前我国自动化技术的认可度和技术成熟度来讲，传统的自动化控制系统在实际应用中具有稳定可靠、价格适中的特点。为了推动技术的步伐和商业利益的驱使，新型自动化控制技术将不断的应用到新一代控制系统，使其得到较大的发展。

1）发展中小型DCS。分散控制系统（DCS）因具有体积小、价格低、功能强等优点备受用户的青睐。随着科学技术的进步，DCS采用了性能更强大的微处理器，大大增强了CPU的控制处理能力。中小型DCS独立性比较强，布置方法灵活，使用范围十分广。随着化工生产运行时间延长，DCS不仅可以满足生产控制的需求，还可以使每个小系统分别控制各个生产环节，切出检修也比较方便快捷。近年来，随着DCS联网技术的发展，多套中小型的DCS通过网络构成了较大规模的DCS，满足整个工艺装置的控制要求，使工厂投资周期短，收益速度更快。

2）发展先进高效安全的通信技术。通信网络技术的DCS十分重要的组成部分，若要保证DCS系统的先进性，就必须研究开发先进、高效安全的通信网络技术。我国DCS通常由大规模集成电路构成，受静电、杂波的影响比较敏感，导致故障发生频率较高，严重影响着生产过程的控制。为了确保DCS的安全，必须不断开发新一代通信网络技术，提高DCS的整体质量和

性能。

3）发展嵌入式人工智能技术。在自动化控制系统中采用智能控制算法和软仪表技术，形成具有人工智能的控制模块及网络系统，使得系统全面提高了控制水平。但是由于人工神经网络自学习、组织和处理能力并不是特别强，需要经过训练对DCS全面的监控和检测，提高系统工作的可靠和安全性。

2 自动化仪表性能评价和发展方向

近年来，我国自动化仪表在石油化工产业取得了十分惊人的成就，但是与发达国家相比，仍然存在很大的差距。因此我们必须不断的研究和改进仪表的信息化、智能化性能，提高自动化仪表控制处理能力，促进我国石油化工产业的快速发展。

2.1 电磁阀和气动元件的性能和发展方向

1）电磁阀和气动元件是自动化仪表安全控制系统最重要的部分，是用来控制流体的自动化基础元件，电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，并具有一定的灵活性和精确性。在石油化工自动化控制系统中，利用电磁阀控制系统中调整介质的方向、流量和速度。由于石油化工生产环境比较恶劣，需要对电磁阀进行日常的维护和保养，在安装前，需要注意气体流动的方向和接管是否正确、气压是否符合要求等，同时要注意电磁阀的防尘工作，提高其工作性能。

2）在电磁阀发展过程中，应该尽量简化控制回路以往的执行器，在电磁阀内利用工作介质形成自身的控制回路。目前我国电磁阀通径已扩展到300 mm，介质温度范围在-200℃-450℃，时间从几十秒到几毫秒，减少了生产成本，大大的增加了电磁阀和气动元件的工作性能。

2.2 温度变送器的性能与发展方向

温度变送器是自动化仪表控制系统中重要的部分之一，广泛的运用于各个领域中，它能将物理测量信号或者普通电信号转化为标准电信号输出，是温度变量转换为可传送标准化输出的重要仪表。

1）一般情况下，石油化工企业的生产设备都是有指示控制的，温度一般控制在-200℃-1800℃范围内。温度电流变送器可以把温度传感器的信号转变为电流信号，连接到仪表上，从而显示出相应的温度，这样可以比较简单、直观地观察石油化工生产中的实时温度，较好的控制生产过程。

2）温度变送器传输距离远、抗干扰能力强、测量精度高、具有较好的稳定性。在石油化工自动化控制系统中，可采油热电偶温变，可免用补偿导线，降低成本。同时，对温度变送器的功能不断的研究和完善，更好的将信号传递给其他相关的温度采集仪表，实现石油化工自动化控制的发展方向。

2.3 控制系统电源的性能和发展方向

1）控制系统使用交流电源采用三相四线制380 V和两相220 V，直流电源以24 V为主，使得石化工现场生产供电系统大为简化。随着DCS，SIS控制系统的发展，直流电源在自动化仪表的应用越来越广泛，电源系统集成性比较好，设计可靠性高，对自动化仪表的控制和处理能力有较好的提高。在控制系统中，可以使用变频器进行调速，并降低启动电流。变频器可以利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能，可以进行交流和直流电的转化，同时，变频器的软启动可以使启动电流从零开始，减轻了对电网的冲击，延长其使用寿命，可以达到省电的目的，从而减少了企业在设备维护和电能资源方面的费用。

2）电源技术必须向着标准化、集成化和智能化水平发展，按照国家的相关标准设计直流电源系统；将分散的电源部件、电压表、电流表和电池安装早标准的机柜箱内，便于操作高性能产品。同时，对整个电源系统都有智能监控功能和调节功能，方便运行电流、电压的读取。

3 总结

总而言之，若想更加准确、迅速的检测工艺的参数，并及时对石化工生产进行监控、分析，引入智能化、系统化、集成化的自动化仪表是现代石化工生产的必经之路，生产的需求和商业的竞争将不断推动自动化仪表的快速发展。

参考文献

[1]常苹莉.自动化仪表在石油化工发展中的作用[J].科技与企业，2013（02）：261.

[2]张文全.试述石油化工自动化仪表技术的应用[J].中国新技术新产品，2013（03）：168.endprint