基于自动调节控制方法的石油化工仪表应用

2020-04-08赵勇，王齐

化工设计通讯 2020年2期

赵勇，王齐

（中国石油抚顺石化公司工程建设有限公司，辽宁抚顺 113001）

以信息化、自动化带动工业化是当前工业发展的基本策略之一，也是工业化向着现代化发展的必要途径。石油化工产业的信息化和自动化的含量逐渐提高，而石油化工仪表也逐渐向着智能化、自动化、微型化的方向发展，在一定程度上促进石油化工产业的快速发展，从中也可以看出自动化对石油化工发展的推动作用[1]。虽然目前石油化工仪表在控制方面取得了一定的成绩，但仍然存在控制精度较低、自动化程度不高、人员干预程度高等问题，因此本文针对以上几方面的问题，对基于自动调节控制方法的石油化工仪表应用进行探究，实现石油化工仪表控制精度高、同步率高的自动化控制。

1 石油化工仪表的自动调节控制方法

1.1 建立石油化工仪表自动调节控制机制

实现石油化工仪表的自动调节控制，首先要建立石油化工仪表自动调节控制机制，控制机制结构组成如图1所示。

图1 控制机制结构组成

根据图1中各个设备构成的控制机制可以看出，本文控制方法中采用了三层的控制框架，其中包含管理层、自动调节控制层以及数据存储层[2]。在每一层中都有具体的职能，通过三层控制结构对整个控制机制进行综合的调节。管理层主要用于实现对石油化工仪表的自动化管理，其中具体包含了对调节信息的服务、对调节控制操作的存档、对控制指令识别以及对石油化工仪表在工作过程中的故障监督，为石油化工仪表的自动调节控制提供更加多元化的数据信息管理。自动调节控制层是控制机制中的核心部分，主要用于实现石油化工仪表的自动化运行，具体包括控制指令的传递、控制指令的存储，控制指令的复制[3]。通过不断地重复控制，控制机制自动形成在固定位置上的控制指令识别，实现石油化工仪表的自动化调节控制。数据存储层是对石油化工仪表调节数据、自动控制数据等进行存储。在自动化调节控制中可能会出现由于对仪表运行时的监督不及时造成仪表故障且仍然处于运行状态，此时，会严重影响石油化工仪表及其他设备的正常运行，导致最终的工业生产出现严重问题，对此，增设对仪表运行时的各类相关数据的存储层，用于记录仪表运行过程中以及历史数据，通过控制机制自动并及时找出数据存储层中存在问题的数据，当石油化工仪表出现故障时，可以第一时间实现自动化处理。

1.2 确定自动控制调节目标

针对本文建立的石油化工仪表自动调节控制机制，开展确定自动控制调节目标的方式，实现石油化工仪表的自动化控制调节[4]。首先根据石油化工仪表不同的运行模式，划分为不同范围阈值的设定。其次，通过机制中的管理层实现对控制指令的获取，并对其指令的阈值进行自动化划分。最后利用自动调节控制器对控制指令的输送功率进行控制。通过控制输送功率量，确定不同阈值内，石油化工仪表的自动化调节控制。输送功率量计算公式为：

公式中，ΔW表示为输送功率的增加量；W表示为石油化工仪表控制前输出的功率；τ表示为不同调节控制指令的对应增加量。通过上述公式，实现对石油化工仪表在工作中，不同的调节控制指令的自动化操作。

1.3 实现石油化工仪表自动化调节控制

通过本文建立石油化工仪表自动调节控制机制和确定自动控制调节目标，设计针对石油化工仪表的自动调节控制方法。通过控制机制对指令中存在的数据信息进行识别，结合调节目标对石油化工仪表的调节操作进行自动化选择和映射[5]。通过控制机制中的数据存储层对仪表各运行参数进行监督，实现石油化工仪表自动化控制的同时，保证仪表的平稳运行。在石油化工仪表工作过程中，通过调节其输送功率改变其工作状态，在对仪表进行精准的控制同时不会对仪表工作的实时性造成影响。

2 实验论证分析

2.1 实验准备

本次实验选用5台某石油化工厂的仪表设备作为实验研究对象，分别利用本文提出的控制方法和传统控制方法对这5台仪表设备进行控制，保证控制指令相同的情况下，比较两种控制方法的同步率。为了使实验结果更加具有说服力，除选择的控制方法不同外，其他影响石油化工仪表调节的外在条件及环境均相同的情况下，完成对比实验。

2.2 实验结果及分析

分别将两种控制方法的控制结果进行记录，并计算出两种控制方法的同步率，绘制成如图2所示的实验结果对比图。

图2 实验结果对比图

从图2可以看出，本文控制方法的同步率明显高于传统控制方法的同步率，且随着控制的石油化工仪表台数的增加，控制同步率呈现出逐步上升的趋势，说明本文控制方法中的控制机制在实际控制应用中起到了重要作用，而传统控制方法的同步率随着仪表台数的增加同步率的波动幅度较大。因此通过对比实验证明，基于自动调节控制方法的石油化工仪表应用能够更好地保证仪表控制的同步率，更具有实际的应用价值。