现代控制技术在石油化工仪表中的应用与发展探析

2021-01-25胡兰青

山西化工 2021年4期

胡兰青

(上海电气集团国控环球工程有限公司，山西太原 030006)

引言

石油化工仪表控制技术包含了功能控制技术、模型控制技术、数据处理技术、温度检测技术、压力检测技术以及过程分析技术等多项内容，不同技术对于石油化工仪表应用都具有积极的支持效果，能够在石油化工领域的发展中起到有效的推动价值，通过现代控制技术基础上的新型分散控制系统和新型总线控制系统构建，能够从技术层面去提高仪表控制能力，使我国石油化工产业得到全面的进步。

1 石油化工仪表控制技术

1.1 功能控制技术

石油化工领域发展中，离不开各种仪表的运用。仪表能够通过技术形式获得准确的石油化工生产和传输数值，为石油化工企业准确判断工作状态提供有力的数据支持。石油化工仪表应用的重要基础是现代控制技术。基于现代控制技术，能够使石油化工仪表按照既定的目标完成相应的数据处理任务。现代石油化工领域的仪表已经实现了功能上的完善和优化，基于多种仪表功能可以获得各项数据信息，同时能够将数据运用于石油化工企业各个业务环节中[1]。现代控制技术，使仪表功能得到最大程度的发挥，在日益复杂的石油化工工作流程中，能够在控制模式下实现多个测量目标的同时运行，这对于仪表而言需要精密高效的控制能力。仪表功能控制技术，可以依托于现代自动化控制元件，实现多步骤的算法，并在动态数据模式下进行数据采集和计算，保证了仪表测量的高效性和准确性，提高了石油化工控制水平。

1.2 模型控制技术

现代控制技术中充分利用了计算机的优势，通过计算机进行建模，将石油化工企业各个业务模块纳入到统一的模型中完成集中统一的控制。计算机模型控制技术，可以将石油化工系统中的仪表进行综合控制，仪表示数可以转变为计算机能够识别的程序语言，通过对仪表数值的分析，可以更好地协调好石油化工系统的运行情况。石油化工生产和运输过程，基于数字模型进行直观呈现，仪表控制也基于模型进行参数匹配，在计算机的辅助下，通过仪表控制来达到石油化工运行的稳定和安全目标。

1.3 数据处理技术

在现代控制技术实施中，对于数据处理的要求也不断提高。石油化工仪表作为石油生产和传输的重要测量依据，在石油化工系统运作过程中，会形成大量的数据。这些数据的分析处理，对于提高石油化工企业实践成效具有积极的意义。在处理数据时，现代控制技术依托于先进的设备，可以完成从数据感应、采集到分析和传递等一系列过程，并能够在计算机等硬件设施的辅助下，通过石油化工现场的控制操作，来完成各项具体生产任务[2]。如石油化工生产现场，需要使用裂变设备来完成石化反应，如石油提纯和化工生产等，在计算机的控制中，能够通过裂变数据的监控，及时获得石油化工生产过程的情况。石油化工仪表是裂变数据监测的重要终端，仪表将裂变反应状态以数据的形式进行展示，可以为石油化工生产操作人员提供数据依据，从而可以预测出石油化工生产裂变的进程，进而对加热器等设备进行更准确的控制。

1.4 温度检测技术

石油化工生产过程较为复杂，很多的生产环境都要对温度进行精确把握，基于仪表进行温度检测可以提高石油化工生产质量。温度控制技术实施中，要求仪表可以全面准确地感应到温度变化，即便是微小的温度动态也要在仪表数值上进行反映。仪表检测在现代控制技术支持下，可以对各种温度介质进行测量。石油化工温度检测需要依据专门的仪表设备，这些设备具有较高的温度变化敏感度，并且温度测量范围非常广，一般可以达到零下几百摄氏度到上千摄氏度，从而能够满足各种环境下的石油化工测温[3]。仪表结构性能必须能够支持这样的大幅度温度改变，因此在控制技术中就要采用热电阻和热电偶的元器件。在控制技术支持的温度检测中，热电偶性能是技术实施的关键，温度检测的精确度都与热电偶有着直接关系。在目前的石油化工领域中，对于不同的温度测量需求，可以选择不同的热电偶。不同热电偶的适应状况不同，如测量裂化过程或者温度介质等。

1.5 压力检测技术

石油化工生产运输过程中，需要各种管道承受较大的压力，因此基于控制技术的仪表压力测量就十分重要。压力仪表是专门测量和检验石油化工运行过程中压力程度的仪表设备，现代控制技术通过在仪表结构中设置传感装置，使仪表能够完成不同介质的压力测量。

1.6 过程分析技术

石油化工生产过程中，不同过程都需要结合不同的生产工艺，石油化工产品也要经过不同的环节才能够达到生产要求。在过程分析中使用现代控制技术，能够基于不同过程仪表设备的参数，来获得过程数据。通过过程分析技术，可以对石油化工产品或者半成品的质量进行检验，仪表分析控制中，基于不同技术形态可以实现光谱分析、共振分析等目的，对整个石油化工生产过程起到有效的质量把控作用。

2 石油化工仪表控制系统发展

2.1 新型分散控制系统

石油化工仪表控制系统是重要的发展方向，基于系统构建能够最大程度发挥现代控制技术在仪表测量中的应用效果。新型分散控制系统，是基于现代控制技术，将仪表作为关键措施来完成石油化工各个环节的分散控制目标。石油化工环节，按照产品特性可以分为石油化工产成品和半成品，按照过程特点可以分为生产环节和输送环节。在石油化工领域的控制中，通过分散系统能够完成多任务的仪表测量处理工作。新型分散系统将各种仪表所在的控制过程作为整个控制体系的一个分支，能够对不同控制路径独立设计控制程序，这对于石油化工企业而言，能够扩展生产功能，提高石油化工资源利用效率。新型分散控制系统，可以合理调配各个分部生产和输送环节的进程，提高各个环节工作的衔接紧密性。

2.2 新型总线控制系统

石油化工仪表应用中，通过新型总线控制系统，可以更好地实践新技术。总线控制系统具有更好的统筹规划性，能够最大程度保证各种仪表的统一协同运行。随着新技术的不断成熟，智能技术、信息技术、自动化技术等，都能够被充分地融入到石油化工仪表应用中。石油化工仪表无论是从性能还是从功能方面，都得以得到显著的增强。在新型总线控制系统中，以便参数的设置要根据整个系统运行的总体目标设计，这样可以避免不同仪表应用中，数据难以形成交互和整合的情况。总线控制过程中，各种仪表数据都基于传输体系集中于总控平台，总控平台可以统一布置石油化工生产和传输任务，并能够实现各种仪表数据的信息共享。