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经过50多年的发展,石油行业的自动化进步主要体现在操作现场已经从传统的手工劳作转变为当今的自动化控制,低级的单回路控制已经被予以淘汰,高级复杂系统控制推向市场,直到炼化管控一体化。自动化控制已经蔓延至中国大中型石油化工企业的主要生产过程之中,虽然在水平上有所差异,但从总体来说,相对于传统的行业操作,自动化控制已经帮助取得更多的经济效益。与此同时,在小型的石油化工企业之中,也有很多骨干企业拥有比较成熟的控制系统和较低成本的自动化技术,并且,生产信息在车间的集成常规仪表性能大大提高,已经成为石油化工企业生产过程的主要检测手段。我们了解到石油自动化控制历程,还需对石油自动化控制应用前景做进一步探讨。
2自动化控制设备和系统
石油化工企业把化工过程的控制作为企业日常生产管理控制的目标对象,自动化控制技术、算法和方案帮助石油化工企业可以有机调和控制理论,把整个生产过程纳入到自动化控制体系,实现化工过程中各种模拟量的自动化控制。为了使得自动化控制的全过程得以有效实现,自动化控制设备、控制系统是必不可少的,除此以外,还要制定出科学合理的实施方案,为自动化控制打造控制平台。高素质的操作人员也十分重要,可以实现对科学管理、操作自动化控制系统。在将设备和体系、方案和人员进行科学的结合的前提下,才能使得石油化工企业的自动化控制过程得以顺理成章地完成。从中我们可以发现,在化工行业中,其不仅对自动化控制的技术水平有所要求,还对自动化控制过程的匹配性有所要求。最优化化工过程的自动化控制,可以降低企业的投入成本、提高企业的生产效益,还可以降低企业所需能耗和生产成本,提高成品质量,从而保障化工企业的安全科学生产。因而,对化工过程的自动化控制进行研究,然后使用先进的系统设备和技术,为化工企业提供服务,是化工企业前进和发展的驱动力。
3微电子技术和信息技术的应用
自动化控制系统和自动化设备中应用较为广泛的有微电子技术和信息技术,化工自动化控制网络和信息控制网络呈现出一体化趋势。在数据采集、自动化控制、技术调节等各个环节,都有化工过程的控制体现,通过化工过程控制一体信息平台集中到自动化控制系统中。这要求自动化控制硬件需要更加具有可供挑战的性能。过程控制的各个环节所采用的技术设备拥有各异的硬件设备,分别由不同的生产经营商家供给,而开发商对硬件设施进行自主经营。之所以,在多种资源进行整合的过程之中,很多时候会出现不兼容,接口不统一也时常出现,因而,技术产品的更新升级也会受到影响。综上所述,化工自动化控制硬件需拥有多种优点,如较好的兼容性、便于升级换代、速度快等。化工过程控制技术设备只有具备上述特点,才可以在控制领域中被广泛使用,从而实现化工控制全过程和各个系统之间的完美联合,保证任何的化工过程控制设备在升级换代的时候不会对化工企业的正常生产有所影响。控制硬件只有具备灵活性、精确度、抗干扰等各个方面的优点,才能够在化工过程自动化控制中发挥出显著的作用。化工自动化控制的核心是信息集成,信息集成的重要组成部分是数据库管理系统。大多数化工企业使用流程管理模式,需要通过软件平台处理和管理化工过程中的大量数据。,使用哪一种软件决定着化工控制过程自动化控制的信息有效集成性和共享性。
4专业技术人才作用愈加重要
我国化工自动化控制操作技术人员素质普遍不高,原因在于我国自动化控制理论研究较为落后,存有的化工自动化控制研究成果不多。很多化工自动化控制操作技术人员不够了解化工过程自动化控制原理,对化工行业有关的专业技术知识掌握甚少,化工自动化控制复合型人才欠缺。在化工自动化控制发展的过程中,人才起着决定性的作用。要想实现对整个化工过程的最优化自动化控制,需要从以下几个方面着手。首先,需要引导广大的职工及时更新观念,化工企业领导层需要对化工自动化控制给予充分的重视,以切实行动引导更新全体职工的化工自动化控制观念,从而开放思维,培育出强烈的责任心来对待化工工作,制定出科学合理的化工自动化发展规划和信息化发展职工培育方法,把先进的技术手段和激励措施相结合,促进化工信息化建设的发展。其次,还需要对化工自动化设备的整体利用水平给予更多关注。其充分体现了化工企业技术人员的操作能力。在自动化控制技术的发展过程中,因为电子技术发展速度较快,电子产品更新换代频繁,在化工企业自动化设备的采购、安装及使用过程中,需要注意设备的这个特点,之后结合企业自动化控制现状,加大对相关技术人才的培养力度。在化工过程自动化控制的过程中,需要并重经济效益和社会效益,注重投入产出比的分析,在信息资源建设和化工自动化控制应用技术上投入更多的研究精力,从而不断地提高化工自动化控制设备的整体使用水平。
5结束语
【关键词】石油化工仪表 自动化控制 技术措施
现阶段经济正在迅速进步,与之相应的石化行业也扩大了规模。面对信息化的新形势,石化企业有必要运用自动化控制的基本技术来实现仪表改造,在此基础上明确实时性的石化生产信息。从目前阶段来看,石化企业通常面对激烈的行业竞争,与此同时也应当满足现阶段较大的石油消费总量。同时,石化生产通常包含了较复杂的流程,各个环节都表现出较高风险性。面对新的石化工业趋势,企业需要致力于升级改造自动化仪表,完成智能化以及自动化的仪表操作与控制。因此可以得知,对于石化行业进行的日常生产有必要全面加以控制,对此应当选择自动化控制的方式,确保在根本上提升石化行业日常运行的实效性。
1 自动化控制的基本技术特征
在传统的生产控制中,石油化工行业通常运用批量控制的自动化策略来实现生产控制,典型技术为DCS的化工控制系统。在自动化控制中,DCS系统有助于简化流程;然而不应当忽视,这种控制流程也耗费了较高资金。近些年来,自动化控制相关的技术手段正在更新,这种现状也突显了自动化控制的重要价值。具体而言,自动化控制应当具备如下的技术特性:
(1)自动化的仪表控制有利于优化技术措施。近些年来,自动化控制的具体措施正在获得改进和提升,这种现状在本质上优化了现阶段的控制技术。从化工领域来讲,对于仪表控制通常可以选择PID方式。相比于DCS方式,PID设置了独立性的软件包,在此基础上密切联系了软测量技术与动态变量技术。目前的状态下,很多化工企业已意识到PID技术的价值,因而也开始尝试运用串级控制的仪表测控方式。
(2)化工仪表控制构建了交互界面。化工仪表实现自动化控制,这个过程不能缺少交互性的人机界面。运用人机交互的措施来显示实时性的数据,这样做在根本上符合了集成性的化工生产。具体的措施为:在显示器的辅助下,人机交互设备就可以显示信号灯信息,进而为化工决策提供必要的参考。从现状来看,人性化的交互界面正在逐步推广与普及,这种模式具备直观化以及人性化的特性,因而有助于构建人机交互的框架。
(3)自动化控制在本质上保障了安全性。石化行业表现出较强风险性,这是因为各项生产操作都蕴含危险性。为了消除风险,自动化的化工x表有必要确保安全,对于各项风险都应当予以控制并且尽量消除。对于安全性加以综合考虑,自动化控制最根本的目标就在于保证安全,在此前提下提升利润并且杜绝频繁发生化工事故。
2 具体技术运用
从化工生产的角度来讲,化工仪表应当体现重要的价值。自动化和数字化技术与化工生产实现了紧密结合,这种趋势下也诞生了安全性良好、分辨率与稳定性更高的化工仪表。同时,自动化仪表具备更简单的仪表结构,有助于进行实时性的化工生产监管。对于在线分析而言,可以运用自动化的仪表控制来提升化工生产效能。从现阶段来看,自动化控制在化工仪表领域应当包含如下的具体运用:
2.1 在线的自动检测
化工仪表的基本性能就在于自动化检测,对于实时性的化工生产流程应当予以检测。因此,自动化控制的措施符合了在线检测需求。例如在生产中,通常需要调节为最适当的温度,对此就可以借助在线仪表检测的方式来实现。具体而言,自动化控制下的化工仪表能获得实时性的生产温度,精确显示各类化工设备的实时温度。这样做,就可以方便实时性的化工控制。技术人员可以运用液位计的方式来完成自动测量,确保可视化的化工生产进程。
2.2 分散式的生产控制
化工仪表实现分散式的生产控制,指的是有效分化半成品以及成品油,从而确保各流程的精确性与可控性。从现阶段的石化行业来看,多数企业已经具备了分散式的自动化控制仪表,因此也构建了分散控制所需的化工系统。近些年来,新兴技术正在迅速涌现,在此前提下诞生了智能化的数字操控仪表系统,例如兼容性的OPC化工系统。由此可见,网络辅助下的自动化仪表控制有助于提升化工生产的精准性,在最大限度内减少投入成本。
2.3 现场总线的自动化控制
在智能化的趋势下,现场总线控制也逐步运用了自动化手段来确保控制实效。近些年来,某些化工企业已经引入了微型化与数字化的新式总线控制,自动化控制下的现场总线系统还可以共享信息,通过实时性的手段来传输化工信息。因此在现场总线的帮助下,企业内部各部门都可以随时沟通,提升智能化层次。对于综合性的化工管理成本进行了降低,同时也在根源上提升了化工生产中的自动化水准。
3 结论
石化生产的根本目标就在于保障安全性,对于生产效能进行全面提高。从仪表控制的角度来看,如果能运用新时期的自动化技术实现控制,那么就可以在根源上提升企业获得的综合效益,同时也杜绝了仪表控制中的误差。由此可见,自动化技术与仪表控制应当实现密切结合,运用自动化的手段和措施来检测各项生产指标。截至目前,自动化控制运用于化工仪表的具体实践并没有达到完善,因此仍有待长期的改进。未来的化工生产中,关于自动化的仪表控制还需要摸索经验,在此基础上服务于石油化工综合效能的提升。
参考文献
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为了使PLC控制系统展现出的硬件设计更加形象化,我们可以从其的工作原理来进行分析。以PLC控制自动生产苯氨的过程为例子来举例说明。根据系统性能的规则,我们会提前告诉设计好“手动”和“自动”这2种控制方式以充分保证现场的操作人员能够很好的操控。当操作人员选择“手动”的方式时,则要人工控制电路间的转换和对相应的电磁阀进行“手动下料”。若是选择“自动”的方式时,程序会根据PLC控制系统的硬件设计的顺序再按照工作原理的规定和时间顺序在程序开启时严格地依次进行“下料”与“输送”的工序。过程如下:EVl阀得电开启“下料”阀一定时间后关闭再启动EV2“输送”等待一定时间再次启动EVl。按照这个过程周而复始直到发出“停止”的指令即可停止。为了实现整个系统能够同时进行重启与排气。于是设定在EVl和EV5同时得电,EV2和EV3同时得电,这个结构如图1所示。同时,为了使整个化工自动化工艺流程能够更加集中地进行管理,我们能在这个自动化生产苯氨的过程的现场附近或远程设定多出“启动”与“停止”两种操作方式。本着便于管理的原则,控制功能越分散,那么操作管理也就越集中。
PLC控制系统的软件设计
因为生产过程中,针对自动化复杂程度不同,因此根据PLC控制系统的软件设计不同,要求也不一样。在PLC控制系统中,软件程序总体可分为基本程序和模块化程序两个模块。其中的基本程序是作为PLC控制系统的独立程序。也可作为系统中的一个组合子模块,所以其工艺程序的控制过程也是相当简单。例如,只需要控制一个按钮,就能通过二分频来实现对PLC控制系统的控制和调试其设备的停启。而模块化程序则是一个作为总的控制目标程序的存在。为了实现独立编写和调试的操作,它能根据其的软件设计将整体划分为分多个子任务模块。为了使在调用的过程中减少内存占用量和编程量,使其PLC程序的编制大型优化,允许重复调用,则需要把正反自锁互锁转程序整合后封装成为一个模块。整合后的各个子模块都具有相对的独立性,这种方法能够使简化连接关系,优化调试修改。所以这种程序的涉及思想是业内人士都极为推荐的。好比在我国,此类自动化控制应的系统或模型,大多数企业独立开发,无视各企业之间的学术交流以及各个自动化控制模型和模型之间的数据交换,从而造成了模型数据,工业实时数据,各方面的交换流程混乱。然而独立研究自动化控制技术的各个企业因为某个企业发展迅速而具有先进水平,所以在总体上可以看出各企业间的竞争力不断提高,也促进了工艺水平和条件的不断提高。只有找准各个工艺程序细节的质量控制的属性和指标,才能在试验生产的过程中使结果更加精准确定,例如客户的要求参数就是如此。整一规划参数,对化工产品来说是极其重要的,这关系到PLC自动化控制以及其化工产品的质量和工艺水平的整体提高。
[关键词]化工仪表;自动化控制;分析
中图分类号:TQ056 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)24-0136-01
在化工生产中,时常需要各种各样的仪表来辅助生产,而人工操作不仅不方便,并且有一定的危险。因此为了整个企业的安全生产过程,并且实现对化学工艺指标的科学控制,化学仪表的自动化在企业生产中得到了广泛应用。自动化仪表技术有效减少了对人力、物力的消耗,简化了传统化工企业生产的复杂性,且日趋智能化。这就在很大程度上降低了投资成本,在有限时间和空间内实现了企业利润的最大化,仪表自动化的使用对化工生产来说具有重要的意义。本文就主要分析了化工自动化仪表的发展和应用,以为相关人士提供一点借鉴。
一、化工自动化仪表的重要性
化工仪表是化工生产自动化的心脏,在化工企业中广泛应用。在对化工生产进行处理时,多数步骤与自动化仪表有很大的关系;自动化仪表可以进行不间断性的记录和控制,依照相关的程序给予与之对应的计算和检测,确保各个系统设备能达到最佳的协作状态,在很大程度上提升生产效率。由于实际生产时会出现数据与仪表设置的数据存在误差,仪表展开连续的对比之后,可以及时给予调整,确保生产的产品质量最优。仪表也可以依照所设置的数据展开检测与报警,便于及时对生产事故进行处理,防止出现重大失误。因此,在现代化化工生产过程中,自动化仪表发挥着不可替代的作用。
二、当前常用化工仪表的类型
在化学工业进行自动化生产的过程中, 会广泛使用化工仪表,而主要的化学仪表可以根据不同的特点大致分为以下几种类型:
2.1 温度类仪表
化学工业在生产过程中,因原料与产品的特殊性,对温度具有较高的要求,一般情况下,生产过程中的温度都要控制在零下200℃到1800℃之间,在整个化工产品生产时,划分到化工温度仪表中使用频率最高的便是热电偶与热电阻两种仪表。其基本原理是依托于总线技术,将相关信息输入到DCS与其他温度采集装置中,以完成对化工生产温度上的自动控制。
2.2 压力类仪表
在化学工业生产过程中,压力是除温度以外的另一种必要的化学反应因素,如果在整个生产过程中没有控制好压力,那么整个生产的效果也会大打折扣。与此同时,化工生产设备也会在一定程度上受到压力的影响, 因此,在化工生产的过程中,压力仪表的运用也是必不可少的。压力仪表的类型也比较多,如特种压力表、压力传感器、变送器等。
2.3 化工物位仪表
所谓物位仪表在整个化学工业生产中所起到的主要作用便是控制化工生产的原料量,也是整个化工生产过程中所必不可少的,在整个化工产品生产时,划分到化工物位仪表的主要有超声波、直读、电接触、浮力、激光辐射、差压以及电容等诸多方式,而其中使用最为广泛且具有较强精确度的主要有矩阵涡流式、雷达式以及磁极伸缩时三种类型。
2.4 流量类仪表
化工流量仪表也是化工生产中必不可少的仪表之一,其测量原理主要有容积与速度两种方法,在测量体积流量方面比较合适,而质量流量则普遍采用推导法或直接法进行测量。
化工流量仪表中流量的含义与普通的流速存在一定的差异,流量指的是有效截面在单位面积留过的流体的体积以及质量,有时还要借助积算仪对某段时期内的流量进行计算,而对流量的测量则要结合实际情况进行,有的要求大口径的流量,有时候则是微小的流量,此外,一些固体的接遏制的流量和多相及脉动流量等在介质上都体现出了不同性质 。
除以上四种仪表之外,还有一种在线过程分析仪表,主要用于相对高端的分析仪器,在普通的化学生产过程中,并不经常用到。
三、化工仪表的主要应用情况
随着工业化进程的不断加快,化工生产越来越趋向于密集化和数字化的发展方向,各个机械设备之间的协作更加复杂,采用自动化仪表替代操作人员进行繁重、危险的操作成为日后化工生产发展的基本走向。化工自动化控制仪表最明显的特点是运用比较先进的微电脑芯片及其技术,缩小体积,从而提升其抗干扰性和可靠性能。
在科学技术不断发展的前提下,当前化工仪表需要随着时代的发展也拥有了越来越多的功能,主要体现在以下几方面:
3.1 化工仪表的记忆功能
在传统的化工仪表中,只能做到在指定的某一时刻做出最简单的记忆,而且记忆不能够被完整保存,具有较大的缺陷。但将自动化设备加入到化学仪表中去,则能够利用计算机中的存储器,将仪表所显示的信息做出完整记录,且将其系统保存, 以便目后查看。例如,微机引入仪表后,存储器就能够对前段状态的信息进行记忆并将其保存下来,在需要的时候可以对存储记忆进行重现。
3.2 化工仪表的可编程功能
在化学仪表中,将运用大量的高科技软件取代体积庞大的仪表硬件,并在电路控制的过程中,运用芯片位控技术,控制相对繁杂的系统功能,进行比较简单的软件编程 。
3.3 化工仪表数据处理功能
在化工生产的实际操作中,化学仪表不可避免的会遇到自动检测与校准、线性化处理、工程测量值相互转换等一系列问题,而且还会时不时的伴随着外界干扰。而在化工仪表中运
用科学的计算机装置, 便能够有效的运用软件来规避以上问题,使化工生产中的硬件负担更小,在数据的处理方面更加优化。
3.4 化工仪表计算功能
计算机的运用也意味着计算功能的实现,在化学仪表中运用微型计算机,不仅能够计算相对复杂的数据,还能够在很大程度上提升计算结构的精确性,而计算功能的实现能够帮助化学仪表完成以下比较复杂的计算任务,以确定化工生产中的极大极小值等。
3.5 复杂控制功能
与普通的化学仪表相比,实现化工仪表自动化功能之后,能够做到很多以前无法实现的功能,例如在化工色谱仪器中,运用自动化的化工仪表便能够通过色层分离的方法来实现相对复杂混合物的分离工作,进而确定混合物中化学成分的含量。
3.6 仪表自动化监控
仪表的自动化故障监督仪表显示以及记录的是整个化工过程中的相关数据,基于现代化工自动化下的仪表,由于拥有了微机处理系统,能够较为精细的找到故障数据,为相关故障排除与检修人员带来便利,既节省了维修检查时间,又在一定程度上提高了化工生产的效率,并且有效地保障现代化工的稳定性、安全性以及经济性。
3.7 过程控制检测仪表智能化
在化工生产中,过程检测控制仪表是其重要的组成部分。过程检测控制仪表主要是指对其变化的参数进行记录、检测及控制的一种仪表。现代化控制仪表逐渐趋于智能化和精密化,在仪表检测时,积极采用超声波、激光等高科技技术,不仅大大提高了精确度,还有效促进了仪表的安装和维护工作。
四、结束语
化学工业的自动化涉及多种综合性技术,能够为化工生产过程提供更好服务。在未来的化工生产中,现代化工仪表需要与化工自动化形成一个系统结构,以提升化工仪表的准确性,促进化工生产的自动化进程。
参考文献
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关键词:化工安全生产;自动化;安全系数
随着信息技术的快速发展,越来越多的自动化控制系统被广泛应用到化工安全生产中,极大便利了整个生产过程。自动化控制技术的应用能提升化工生产安全系数,有效防止安全事故和隐患,极大提升生产效率,确保化工安全生产。
1 自动化控制技术概述及其必要性
现阶段,自动化控制技术被广泛应用于化工安全生产中,该技术是指通过必要控制功能对化工生产整个过程进行自动控制的系统,能对化工生产有序化产生积极作用。自动化控制技术能在化工安全生产中自动控制温度、压力和湿度等,成为化工生产必不可少的一部分,在化工安全生产中有着极大必要性。
从客观上来说,化工生产高危险性的特点决定其不能完全依赖传统的人工控制。这是因为,化工材料中蕴含了大量的易爆、易燃、高腐蚀、高毒性物质,能损害人体健康。而化工生产直接渗透到人们生活的方方面面,有着不可或缺的作用。所以,在化工生产中为进一步提升安全性和生产效率,将自动化控制技术引进到具体的生产过程中便显得至关重要。自动化控制技术在化工生产中的应用,能大大降低化工安全事故发生率,对整个生产过程进行充分的安全保护,从而提升生产效率,满足人们生活和发展需求。
2 化工安全生产中自动化控制技术应用现状
2.1 系统监测方面
化工生产的关键性环节之一便是仪表的实时监测,这一环节能对生产过程中存在的一系列安全隐患进行监测,以便维修人员及时根据监测数据对有损伤的机械设备进行维修,从而有效降低安全事故发生率。仪表检测在化工生产中不可或缺,还能监测出生产中的温度、液面高度及压强等参数,便于工作人员及时评估当时的生产状况,对可能存在的故障及安全隐患进行预测。
2.2 故障诊断系统方面
自动化控制技术的重要内容之一便是对化工生产过程中的设备故障进行分析和诊断。故障诊断系统即利用自动化控制技术,及时报告生产设备存在的故障,以便为工作人员提供有效合理的分析和处理依据,降低安全事故发生率,有效保证化工生产的连续性及稳定性,提升设备使用有效性,确保生产安全。
2.3 紧急停车系统方面
化工生产众多环节均为高速运行状态,因此若在生产过程中出现突发性安全事故,就会导致大量生产设备因不能进行及时叫停而发生大规模设备故障,增加安全事故的严重程度,这就需要利用自动化控制技术构建完善的紧急停车系统。这一系统是指在化工生产过程中,若某一个环节出现安全性事故或者某个设备出现故障时,该系统能根据早前设计好的逻辑顺序、自动依据顺序停止正在运行的各个生产环节,从而在最大限度上阻止安全事故的产生或者尽可能将事故造成的损失降到最低。另外,值得注意的是,紧急停车系统在设置上应保持独立,不应在同一系统内设置其他环节的设备,以便在出现故障时,确保紧急停车系统未受影响。同时,该系统在设置中也应该积极遵循简要原则,少冗杂,以充分保证其能在化工生产中实现效率的最大化。
3 化工安全生产中自动化新技术应用与发展
近年来,随着科学技术水平的不断提升,化工安全生产作用越来越明显,同时化工产业安全生产的标准也在不断提升。而自动化控制技术在化工生产中的普及和应用,极大提升其安全性。现阶段,大量的自动化新型控制技术被广泛引入到化工安全生产领域,并做出极大贡献。
3.1 安全装置的自动化处理系统
安全装置自动化的作用具体体现在以下几个方面。首先,在现场工作人员没有及时发现安全事故或没有找到具体的危险所在处时,安全装置自动化处理系统能确保对安全事故第一时间进行处理,从而在最大限度上将事故控制在没有被扩大发展的基础上,以保证正常的生产。其次,安全设置的自动化处理系统能在事故地点进行处理。在发生安全事故时,安全设置的自动化处理系统能自动显示出危险源头,避免抢救人员直接接触事故现场,造成伤亡损失,确保抢救人员的生命安全。
3.2 装置的自动连锁报警系统
化工生产过程中的各个设备均是安全高速方式进行运行,还严格规定温度和压强必须保持的指标。而自动化控制技术能根据高温、高压生产环境自动控制化工生产中的温度、压力及适度等指标,一旦生产过程中出现意外事故,装置的自动连锁警报系统能第一时间就意外事故的源头向操作人员做出连续的警报,从而在很大程度上确保工艺设备的安全,为操作人员和维修人员进行事故消除和设备维修提供参考依据,便于其尽快做出解决方案,提升事故处理效率。
3.3 化工设备的自动化检测
从客观上来说,造成化工安全事故发展的重要因素之一便是化工设备故障。在长期的工作状态下,化工设备极易出现老化、缺陷等问题。以往的化工设备检测方法需要耗费大量的人力、物力、财力,且不能充分保证检测效率。因此,就必须将自动化控制技术引入到化工设备的检测中,实行全自动化的安全性检测。比如,在化工设备检测中利用无损探伤法,能大大降低消耗的人力和物力,在综合分析设备结构的基础上,从根本上确保化工安全生产。
4 结束语
自动化控制技术在化工安全生产中有着极大的重要性和必要性,能大大降低安全事故和隐患,但并不能从根本上规避这些安全隐患。因此,在今后的化工安全生产中,应该不断加强对安全方面新技术、新工艺的投入,降低安全事故发生率,提升工作人员安全意识,确保人员安全,提升化工生产和处理事故的效率,从而促进生产力的提升与国民经济的增长。
参考文献
[1]张长归.自动化控制在化工安全生产中的应用探究[J].中国石油和化工标准与质量,2014,7:37.
关键词石油化工;自动化控制仪表;故障
中图分类号:F470 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)12-0102-01
为实现石油化工生产的自动化,需要对生产过程中温度、压力、流量等数据进行全面监控,这些功能通过相应的检测仪表来实现,仪表一旦发生故障,将对化工生产的正常进行造成严重影响。因此,工作人员必须熟练掌握仪表的物理构造、测量原理以及性能指标等,能够准确地对仪表故障进行诊断和处理,从而保证化工生产的正常进行。
1石油化工自动化控制仪表概述
1.1 温度仪表
石油化工生产中所进行的化学反应及变化需要在特定的温度及压力环境下才能顺利进行,为实时监测温度变化、精密掌控温度范围,必须在生产中布设一定数量的温度仪表。目前对于生产温度主要采取接触测量,通过热电偶、热电阻等测温元件来测量温度数据,并借助现场总线技术来达到自动化温控效果。
1.2 压力仪表
压力仪表的类型比较多样,如压力传感器、压力变送器、特种压力表等,压力仪表可以用于高温、腐蚀等极端环境下的压力测量,也可用于易结晶及粉粒状介质的压力测量。通常情况下压力调节系统会借助压力变送器将采集到的信号输送至集散控制系统,实现自动化压力测量及控制效果。
1.3 物位仪表
根据测量方法的不同,可以将物位仪表划分为浮力式、直读式、差压式、辐射式、雷达式等,在石油化工生产中,雷达式物位仪表由于测量精度较高,同时对石化物料具有较强的适用性,正逐渐受到行业的青睐。
1.4 流量仪表
流量仪表基本上基于两种测量原理,一是体积流量测量,二是质量流量测量,具体来讲,有节流式、压差式和速度式几种。
2仪表故障的原因分析
通常情况下,自动化控制仪表由传感器、变送器、显示器三部分组成。其中传感器负责被测对象模拟信号的检测;变送器负责将传感器输出的信号转化为标准电流信号(4~20 mA),同时将信号输送至PLC控制器;显示器负责测量数据的直观显示。仪表故障通常表现为指示异常,如示数偏低、偏高、不动、异常波动等,导致仪表异常的原因有两种:一是工艺参数本身出现异常;二是测量系统的某一环节发生故障,导致数据显示不准确。要正确诊断故障原因,一是对仪表的测量原理、物理结构、使用特性等具有一定的了解;二是要熟知测量系统的整个工作流程;三是对化工生产的工艺流程、物料特性、设备性质等具有比较深入的了解。下面就化工仪表常见疑难故障进行具体讲解:
2.1 流量仪表故障
1)若流量仪表值达到最高,一般现场检测仪表也会显示最高,这时手动调节远程调节阀大小,若流量值减小,说明是工艺问题;若流量值不变,应该是仪表系统的故障,需要检测仪表信号传输系统、测量引压系统等是否存在异常。
2)若流量指数异常波动,可以将系统由自动控制转到手动,若依然存在波动状况,说明是工艺原因所致;若波动减小,说明是PID参数问题或仪表问题。
3)若仪表流量达到最低,首先检查现场检测仪表,若现场仪表同样显示最低,则查看调节阀开度,开度为零说明故障发生在流量调节装置上,若开度正常,极有可能是物料结晶、管道阻塞或压力过低所致。若现场仪表正常,说明显示仪表出现问题,其原因通常是机械仪表齿轮卡死、差压变送器正压室渗漏等。
2.2 物位仪表故障
1)液位仪表值达最高或最低时,根据现场检测仪表进行判断,若现场仪表正常,则将系统改为手动调控,查看液位是否变动,若液位能够在某一范围内保持稳定,说明是液位控制系统出现问题,反之则是工艺方面的原因。
2)对于差压式液位仪表,当控制仪表与现场检测仪表的显示数据不符,且现场仪表不存在明显异常时,检查导压管液封是否正常,若存在泄漏现象,补充密封液,仪表归零;若不存在泄漏情况,初步推断是仪表负迁移量出错,需进行校正。
3)液位控制仪表的数据异常波动时,要根据设备容量分情况进行判断,设备容量大的,通常是仪表出现问题;设备容量小的,要先检查工艺操作,若工艺操作有所变动,极有可能是工艺原因导致的波动,反之就是仪表方面的问题。
2.3 压力仪表故障
当压力仪表数据异常时,应当根据被测介质的物理状态――固态、液态、气态,进行针对性的检测和诊断。
1)压力控制仪表出现异常波动时,要首先确认工艺操作的变动情况,因为此类变化多是由工艺操作及PID参数异常所致。
2)当控制仪表停滞不动,即工艺操作变化的情况下仪表数据依然保持恒定时,通常是由于压力测量系统出现故障所致,这时应首先确认引压导管是否存在阻塞情况,若管道畅通,再确认压力变送输出装置是否处于正常状态,如果发现异常变化,则可确认问题出现在测量指示系统。
2.4 温度仪表故障
温度仪表故障通常表现为示数偏高、偏低或反应迟缓,当温度仪表发生故障时,要注意以下两点:一是温度仪表大都采用电动仪表;二是该系统仪表在检测时具有比较明显的滞后性。
1)温度仪表数据突然间变化到最高或最低,通常属于仪表系统方面的问题,这是由于仪表系统本身具有一定的滞后性,鲜少出现突发性的变动。若出现突发性的变动,一般是由热电阻、热电偶或变送放大器异常所致。
2)温度控制仪表发生高频异常波动时,通常是由于PID参数设置不当所致。
3)温度控制仪表发生比较明显的缓慢波动时,一般是由工艺操作方面的变动所引起的。若可排除工艺操作方面的影响,那么极有可能是仪表控制系统出现了故障。
3总结
石油化工自动化仪表控制系统的应用给石化行业带来了巨大的方便,重新定位了人与石油化工系统之间的互动关系。 在分析和处理实际的化工仪表故障时,不仅要掌握扎实的仪表理论和知识,还要对工艺实践有着详尽的理解,如此才能对仪表故障进行快速的诊断,然后采取合适的手段进行故障处理,保障化工生产的顺利进行,促进石油化工企业的进一步发展。
参考文献
关键词:石油化工;仪表自动化;控制系统
石油化工企业的发展对国家的经济有着十分重要的影响,随着科技的不断发展,人们对石油化化工的要求在逐渐的增加,在整个石油化工的生产中,需要使用仪表自动化控制系统,这一系统随着石油化工企业的发展,要求在逐渐的增加,在这样的发展状态下,就需要进行改进,在企业生产的过程中使用的是智能化的仪表,也就是仪表自动化系统,这样的系统在整个功能上有了很大的提升,还在效率上也得到了极大的提高,这样对石油化工企业的生产是十分重要的,使用仪表自动化控制系统为石油化工企业的发展做出了贡献。
1 石油化工企业仪表的重要性
石油化工企业要想发展就离不开仪表,仪表系统在整个化工企业的发展中扮演着重要的角色,现在的石油化工企业生产已经逐渐的走向了现代化和数字化,数字化的应用提高了使用的效率,在仪表中除了使用数字化,还使用了智能化、网络化等手段,这样就可以很大程度的促进石油化工企业的发展。随着石油化工行业的不断发展,人们对石油化工仪表的要求在逐渐的增加,在这样的发展趋势下,对仪表进行了改进,尤其是自动检测仪,自动监测仪在性能上的改进是十分大的。
从现场的总线上来说,可以更好的适应了工业的生产,在性能上的提高使变送器也在不断的发展,这样对整个变送器来说也是十分有利的。现代化的自动化仪表在使用的过程中需要在安全性和稳定性上得到提升,这样就可以将整个石油化工企业的发展水平体现在仪表系统的使用上,因为自动化仪表的改进可以提升石油化工企业的生产侠效率,对整个生产有着十分重要的影响,需要得到我们的重视。
数字化仪表的出现不仅仅在性能上得到了极大的提升,在结构上也得到了极大的提升,数字化仪表在操作的时候变得更加便捷,因为现在的很多货物都是进出口贸易,这样对整个生产的要求就在逐渐的增加,在这样的情况下,就需要在产品的质量上有着严格的要求,尤其是在整体性上,需要将整体性总合的运用到仪表控制系统中,还要将在仪表的管理上加强,使用性能和结构较好的仪表,对生产的产品也是非常有利的,在质量上可以得到保证,这样出口到过国外的产品就会更加的受欢迎,对整个企业的影响也是非常大的,因此要使用较为先进的仪表自动化控制系统,这样对石油化工企业的生产是非常重要的。
2 石油化工企业仪表自动化系统的介绍
2.1 DCS(分布式控制系统)
在石油化工的生产中,使用的较为频繁的系统就是分布式控制系统和集中式控制系统,这两大系统在石油化工产业中是十分关键的。但是在我国的石油化工企业中使用的都是DCS系统,DCS系统在性能和结构上都有着一定听的优越性,相对于传统的仪表自动化系统来说,DCS系统在使用的过程中,使用了数字化和智能化技术,在兼容性上是非常好的,这样对整个企业的发展就有了要求,在整个企业的发展中,一定要有着足够的重视,兼容性的体现是DCS系统在功能上有着优越性的体现,在整个企业的生产中,需要将整个企业的发展作为重点,因此兼容性就变得十分重要,在企业的发展中,可以将本企业不同的型号的系统与厂商的DCS系统连接在一起,这样就可以形成一种控制体系,对整个企业的发展是十分有利的,在控制的时候也是非常便利的,提高了企业的生产效率,在出现问题的时候也可以及时的沟通,这样对整个企业的生产有着十分重要的影响。
2.2 新型DCS系统
DCS系统在石油化工企业的发展中是非常重要的,尤其是在炼油的时候,炼油是不能够离开DCS系统的,在生产的过程中,会生产出半成品和成品,在石油化工企业中使用DCS系统可以增加其控制能力,提高自动化的性能,石油化工企业的生产可以利用DCS系统进行石油化工的生产,应用DCS系统进行控制,在一定程度上能够更好的利用系统进行控制和管理,但是,还是有很多的企业在进行生产的时候无法更好的利用DCS系统的所有功能,导致自动化系统在使用的时候出现情况复杂的问题。我国在DCS系统生产方面也有很大的发展,在这种情况下,很多的软件开发更加适合于石油化工企业的生产,这样在功能方面也出现了更好的情况,同时在使用的时候可靠性也是非常高的。
3 具体分析
3.1 检测执行仪表方面
石化现场设备或者管道内界质温度一般都在-200~1800℃之间。现场的水银玻璃温度计都会被双金属温度计取代。热电阻和热电偶信号都会直接进入DCS中。在所有仪表中压力仪表是最受重视的,因为它是与人们的安全联系最紧密的仪表。压力传感器和特殊压力仪表都是采用很多原理生产的,能抵御住高温,能在脉动介质、粉状和易结晶介质中测量压力等。再从物位仪表来讲,石化行业都以液位测量为主,并且除了浮力式仪表外,物料仪表都没有通用的产品。但从测量方式可分为浮力式、静电式、超声波式、电容式、磁致伸缩式和雷达式等等。仪表中还有流量仪表、分析仪器、在线过程分析仪和执行器等仪表。温度、压力、流量和液位都是工艺参数的保证,对生产过程中物料成分的分析和对最终产品的分析都是非常必要的。要对排放的物质进行详细的分析,不能对环境造成污染。
3.2 控制策略
从如今的新一代DCS系统的变化可以看出,石化工业在自动化连接控制、批量控制和顺序控制等基本控制策略还是没有改变。智能化算法如智能PID控制器和多变量控制等都已经开始普遍采用,其都是以DCS为基础的控制,但也都可以独立控制。传统的生产过程都是一个装置一个控制室,但现在几乎都是多个装置一个控制室或全厂都由一个控制中心进行控制,并且都是以LCD屏幕或CRT显示为主。现在人机界面方面都在以DCS操作站屏幕为主,这样能让公益操作人员轻松地进行操作。
石化装置的工艺过程复杂,很容易发生火灾或爆炸等。因此对安全性的要求在不断提升,若仅由DCS设备完成,则已经不能满足现在的要求了,如ESD系统就会在DCS之外单独运行。智能化和自动化控制仪表不仅使得安全生产成为现实,而且现在应用的SIS系统都是以人性化和安全性为主的生产系统。不仅要紧抓安全生产,还要在生产线的危险场所设置警报系统,一旦有可燃气体或有毒气体泄漏后能及时得到提醒。全厂的每个角落都要在火灾报警控制系统的监控下,对重要的工艺装置进行控制和检测。
4 结论
石油化工在生产过程中实现了安全生产,同时在控制方面也发生了很大的变化,因此,企业在发展过程中要不断提高自动化控制水平,这样能够保证企业在激烈的市场中获得更好的发展控制,提高企业的竞争力。
参考文献
【关键词】化工生产 控制 自动化 仪表问题
仪表是指为实现化工生产控制自动化而配置的生产装置,既可以约束化工生产的流程,也可以取缔作业人员的部分工作,体现仪表的控制作用。仪表控制推进化工产生的自动化发展,利用仪表,控制化工生产,确保其达到相应的工艺指标,同时根据仪表自动化的发展,提高化工生产自动化的能力。由此可见:自动化仪表对化工生产具备良好的控制效果。
1 简述化工生产仪表的自动化控制
自动化仪表,即是为化工生产提供有效的控制途径,体现自动化生产的过程。针对化工生产系统,增设自动化仪表,合理设置仪表位置,操控生产流水,保障生产的能力和水平。社会对化工制品的需求量逐渐扩大,化工企业拓宽社会市场,稳定自身地位,必须利用自动化仪表,实现生产控制,提高生产能力,进而保障生产效率和效益。化工生产中的人为操作,在精度和控制上存在明显缺陷,需要借助仪表改进,体现自动化状态。
化工生产控制自动化仪表借助高效的信息技术,实现生产优化,推进化工生产。目前,大量新型的自动化仪表,逐渐投入使用,不仅体现仪表装置的自动化特性,而且展示仪表的智能特性,实现多项领域的集中控制,体现化工生产的一体化操作。
2 化工生产控制自动化仪表的优势
自动化仪表运作的核心为程序芯片,尽量缩小芯片体积,既要防止外界环境干扰仪表工作,又要保持仪表的稳定状态,发挥自动化控制的优势。
2.1 可编程优势
利用部分软件取代自动化仪表中的硬件构件,通过硬件软处理,实现编程优势。例如:软件编程可以实现程序控制,特别是接口芯片的应用,软件编程可以快速实现自动化控制,避免对硬件进行大规模的改革、设定,节约时效性。
2.2 计算优势
自动化仪表可以实现生产计算,针对生产流程,精确计算化工数据。仪表内安装微型CPU,支持公式运算,例如:仪表可以根据生产数据的初始设定值,执行加减乘除、Max、Min、给予精确的计算结果,运用到化工生产中,保障生产安全。
2.3 记忆优势
化工生产中的普通仪表,借助组合电路,促使仪表工作按照设置程序有条不紊的进行,在特殊的时刻记忆生产状态,不能连续存储多项状态,每次只能记忆单一状态。自动化仪表,安装高处理能力的存储器,强度记忆通过仪表的生产状态,操作人员还可根据化工生产的需求,主动处理自动化仪表的状态存储,既可以随时调取生产数据,又可以自行处理信息,实现重现或读取。
2.4 数据处理优势
化工生产中涉及大量精密的数据信息和运行参数,严重干扰仪表的自动化控制,增加仪表的作业负担,例如:仪表受到数据干扰,出现自检、检测转换等问题,影响仪表准确性。基于程序芯片的作用,再加上处理系统和软件支持,降低仪表的工作负担,同时优化处理环境,实现仪表对数据的自动化处理,严格控制数据运行,利用优化、检索的特性,完善仪表控制,体现数据自动化处理的优势。
3 分析化工生产控制自动化常用仪表的问题
自动化仪表在化工生产控制中,并不局限于一种,而是具备多种类型,满足化工生产的多项内容,汇总常用自动化仪表问题,分析如下:
3.1 流量仪表
流量仪表属于化工生产控制自动化中的主要仪表,使用较为广泛,实现流量监测。流量仪表记录化学流体的质量和体积,以单位时间为准,得出仪表数据。流量仪表中质量、体积的测量方法均不相同,导致仪表监测存在严重的数据偏差,无法保持质量与体积信息处于平衡、统一的状态,干扰流量仪表的使用。
3.2 压力仪表
压力仪表不仅负责化工生产的自动化数据,还担负生产控制的安全工作,合理监控安全环境。压力仪表的监测范围为-―+300Mpa,实时监测生产压力,确保压力仪表动态的监控状态。压力仪表在自动化生产中的表现形式主要有三类:(1)活塞控制;(2)液体控制;(3)弹性控制。由于压力仪表的种类不一,较容易导致选择压力仪表时,不符合化学生产的实际,引发精度问题。基于精确问题的影响,各类性能处于不断研究的过程中,提高压力仪表自动化的控制能力。
3.3 测量仪表
此仪表主要是测量化工生产的各项因素,不同化工生产的原料,具备不同的物流属性,利用测量仪表,预防物料属性混淆即可。
3.4 温度仪表
温度仪表有效控制化工生产中各个环节的温度,测量值最低达到-200℃,最高可至1800℃。温度仪表利用热阻和热电的形式,实现接触测量。温度仪表的应用可以改善化工生产的温度控制,但是未能实现完全的自动化干预。目前,基于温度仪表研究过程中,总线技术得到发展,在化工生产中得到实际的推广利用,提高温度自动化控制的能力。
3.5 在线解析
自动化仪表的解析能力,是提高化工生产的必要因素,利用相关技术,实现自动化的参数解析。在线解析仪表可以根据化工生产,分析基本工艺,此功能可以严格按照在线状态执行,体现自动化控制的高效性,主要是利用在线解析的优势,确保化工生产的质量标准。在线解析利用仪表组合,需要不同功能、不同类型的仪表参与,精确控制程度,确保生产工艺的合格性。深入研究仪表组合,优化在线解析,提高化工生产控制自动化的能力,发挥仪表功能,达到高效的制品要求。
4 结束语
化工企业对生产控制的要求逐渐提高,增加仪表自动化工作的负担,必须提高仪表自动化的控制能力,才可满足化工生产的实际需求,确保化工生产的安全系数,推进仪表自动化的发展能力。自动化仪表在实质应用中,发挥有效的控制能力,结合化工生产的具体情况,给予自动化条件,积极研究仪表新技术,解决仪表自动化中出现的问题,保障仪表自动化的控制特性。
参考文献
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作者单位
【关键词】化工生产 自动化仪表 控制
随着科技的发展,化工行业的自动化仪表使用越来越广泛,自动化的程度也越来越高。因为化工行业产品的高危害性、腐蚀性和有毒等特点,为确保安全、高效的进行生产,实现化工生产的自动化具有十分重要的现实意义,而仪表的自动化就成为实现这个过程不可或缺的一步。自动化仪表在化工生产过程中主要是对生产的工艺参数进行监控、显示与相关控制处理,要求有足够的稳定性、安全性与灵敏度,这样才能确保化工行业的生产效率与经济效益。
1 化工生产仪表的自动化控制概念
自动化仪表,即为化工生产提供有效的控制途径,体现自动化生产的过程。对于化工生产系统,增设自动化仪表并合理设置仪表位置,来操控生产流水,以确保生产的能力和水平。社会对化工制品的需求量越来越大,化工企业要想拓宽社会市场,稳定自身地位,就一定要利用自动化仪表,实现生产控制,提高生产能力,进而确保生产效率与效益。化工生产中的人为操作,在精度和控制上有明显缺陷,应该借助仪表进行改进,体现其自动化状态。
化工生产控制自动化仪表借助高效的信息技术,实现生产优化,推进化工生产。近年来,大量的新型自动化仪表开始投入使用,不但体现了仪表装置的自动化特性,还展现了仪表的智能特性,实现多项领域的集中控制,体现化工生产的一体化操作。
2 化工生产中自动化仪表的分类
(1)按照自动化仪表的安装形式,可以将自动化仪表分为:现场仪表、盘装仪表以及架装仪表等等。
(2)按照自动化仪表的组合形式,可以将自动化仪表分为:基地式的仪表、单元组合式的仪表以及综合控制仪表等等。
(3)按照自动化仪表信号传输,可以将自动化仪表分为数字仪表以及模拟仪表。
(4)按照有没有接入系统,可以将自动化仪表分为自动化仪表以及非自动化仪表两种。
(5)按照自动化仪表使用能源对自动化仪表,可以将自动化仪表分为:气动仪表、电动仪表以及液动仪表等等。
由于仪表的覆盖面很广,所以不管采用哪种方法都无法将仪表进行明确划分,他们之间互相渗透、彼此沟通。例如:变送器有很多功能,可以把温度变送器划分到温度检测仪表当中,可以把压力变送器划分到压力检测仪表当中等等。
3 化工生产中自动化仪表的控制功能开发
3.1 能够自动修正误差
修正测量误差对于自动化仪表来说是特别复杂的程序和功能,实时修正误差可以提高化工生产的质量和效率。在自动化仪表上安装微处理器还可以有效地减少误差,可以通过限制干扰来提高自动化仪表的精度。
3.2 能够实现更加复杂控制的功能
自动化仪表可以实现常规仪表中无法实现和控制的复杂功能,一般的自动化仪表不容易实现的复杂控制功能,自动化仪表都能够很容易将其实现,例如:一台在线的分析仪,在运输传送带上就能够当作物料的成分进行分析。
3.3 能够很大程度的提高测量精度
中心控制系统在自动化仪表中就是微型的计算机,重复地测量能够实现多次和快速测量,对自动化仪表的测量值取平均值,就可以排除偶然的干扰及其误差,从而极大程度地提高自动化仪表的测量精度。
4 自动化仪表在化工生产中的发展趋势
4.1 智能化
从未来自动化仪表可能的发展趋势来看,智能化将会成为其发展的核心,而所谓的智能化主要表现在自动化仪表具有更多的新型的功能。
4.2 总线化
随着国家开始广泛地使用现场总线技术,组建的集中以及测试系统的分布式也变得越来越容易。都是,集中式的测控已经越来越无法满足现如今的测控任务的要求,所以,需要组建一种新的网络,使其可以满足各个现场仪表共享数据,这样就形成了现场总线控制系统。此系统具有数字化、开放性、双向性与多站性等特征。
4.3 高精度化
随着工业生产在产品质量方面的要求越来越高,我国的相关文件、政策开始对工业的节能减排工作进行具体的要求以及规定,所以,仪表设计与生产人员必须高度重视提高自动化仪表与控制系统所具有的精度。
4.4 开放性
以后,自动化仪表和计算机之间的联系将会越来越紧密,有的公司曾经指出,仪表的设备需要具有计算机接口,例如打印机接口、USB接口以及接通局域网的网络接口等,此外,需要进行测量的数据应该利用USB接口在一些可以移动的存储设备中进行存储,从而实现仪表的开放性。
4.5 网络化
采用了网络数字化通信技术的现场总线技术,使得自动化控制系统与现场设备都融入了工厂信息网络中,并成为信息网络的底层,充分发挥了智能化仪表所具有的作用。
总而言之,自动化仪表控制是化工生产中的一种创新科技的完美体现,只有充分掌握自动化仪表的基本原理及其相关技术,才可以在化工生产实际工作中合理地选择和使用相关仪表,发挥其应有的作用;也才可以真正地满足包括经济、性能以及可靠性在内的各方面的需要。
参考文献
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