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當(dāng)代石油化工自動化儀表的性能評價(jià)和發(fā)展趨勢

2014-07-24 15:29王洋
新媒體研究 2014年8期
關(guān)鍵詞:自動化儀表石油化工性能

王洋

摘 要 文章介紹了自動化儀表控制系統(tǒng)的發(fā)展方向,并就自動化儀表性能評價(jià)和發(fā)展方向進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞 石油化工;自動化儀表;性能;發(fā)展

中圖分類號:TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)08-0012-01

改革開放以來,我國的石油化工業(yè)快速發(fā)展,從簡單的無機(jī)化工產(chǎn)業(yè)逐漸向石油化工產(chǎn)業(yè)過渡,石油化工產(chǎn)業(yè)成為發(fā)展最快、效果最顯著、影響力最大的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),取得了令人驚喜的成效。石油化工的生產(chǎn)環(huán)境一般都是深冷、高溫、真空和高壓等,其生產(chǎn)工藝普遍都具有毒有害、易燃易爆等特點(diǎn),因此需要嚴(yán)格控制各項(xiàng)技術(shù)參數(shù),并將其設(shè)置在最佳運(yùn)行狀態(tài),以保證生產(chǎn)的效率和安全。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的進(jìn)步,自動化儀表被廣泛運(yùn)用于石油化工產(chǎn)業(yè)中,因其計(jì)算存儲能力強(qiáng)大、數(shù)據(jù)控制處理精確、適應(yīng)性越來越強(qiáng)、功能越來越豐富,與傳統(tǒng)的儀表相比更具有廣闊的發(fā)展前景。但是目前我國的自動化儀表與世界先進(jìn)水平相比,還存在一定的差距,我們只有不斷創(chuàng)新新技術(shù),才能使我國的自動化儀表發(fā)展更好更快。

1 自動化儀表控制系統(tǒng)的發(fā)展方向

伴隨石油化工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,監(jiān)控其生產(chǎn)的系統(tǒng)和儀器儀表也隨之取得了十分驚人的成就。為了充分的提高生產(chǎn)效率、減輕人工勞動強(qiáng)度、全面實(shí)現(xiàn)石化工廠的信息化管理,引入自動化儀表是必然的選擇。從目前我國自動化技術(shù)的認(rèn)可度和技術(shù)成熟度來講,傳統(tǒng)的自動化控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中具有穩(wěn)定可靠、價(jià)格適中的特點(diǎn)。為了推動技術(shù)的步伐和商業(yè)利益的驅(qū)使,新型自動化控制技術(shù)將不斷的應(yīng)用到新一代控制系統(tǒng),使其得到較大的發(fā)展。

1)發(fā)展中小型DCS。分散控制系統(tǒng)(DCS)因具有體積小、價(jià)格低、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)備受用戶的青睞。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,DCS采用了性能更強(qiáng)大的微處理器,大大增強(qiáng)了CPU的控制處理能力。中小型DCS獨(dú)立性比較強(qiáng),布置方法靈活,使用范圍十分廣。隨著化工生產(chǎn)運(yùn)行時間延長,DCS不僅可以滿足生產(chǎn)控制的需求,還可以使每個小系統(tǒng)分別控制各個生產(chǎn)環(huán)節(jié),切出檢修也比較方便快捷。近年來,隨著DCS聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,多套中小型的DCS通過網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了較大規(guī)模的DCS,滿足整個工藝裝置的控制要求,使工廠投資周期短,收益速度更快。

2)發(fā)展先進(jìn)高效安全的通信技術(shù)。通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的DCS十分重要的組成部分,若要保證DCS系統(tǒng)的先進(jìn)性,就必須研究開發(fā)先進(jìn)、高效安全的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。我國DCS通常由大規(guī)模集成電路構(gòu)成,受靜電、雜波的影響比較敏感,導(dǎo)致故障發(fā)生頻率較高,嚴(yán)重影響著生產(chǎn)過程的控制。為了確保DCS的安全,必須不斷開發(fā)新一代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),提高DCS的整體質(zhì)量和

性能。

3)發(fā)展嵌入式人工智能技術(shù)。在自動化控制系統(tǒng)中采用智能控制算法和軟儀表技術(shù),形成具有人工智能的控制模塊及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),使得系統(tǒng)全面提高了控制水平。但是由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)、組織和處理能力并不是特別強(qiáng),需要經(jīng)過訓(xùn)練對DCS全面的監(jiān)控和檢測,提高系統(tǒng)工作的可靠和安全性。

2 自動化儀表性能評價(jià)和發(fā)展方向

近年來,我國自動化儀表在石油化工產(chǎn)業(yè)取得了十分驚人的成就,但是與發(fā)達(dá)國家相比,仍然存在很大的差距。因此我們必須不斷的研究和改進(jìn)儀表的信息化、智能化性能,提高自動化儀表控制處理能力,促進(jìn)我國石油化工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

2.1 電磁閥和氣動元件的性能和發(fā)展方向

1)電磁閥和氣動元件是自動化儀表安全控制系統(tǒng)最重要的部分,是用來控制流體的自動化基礎(chǔ)元件,電磁閥可以配合不同的電路來實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制,并具有一定的靈活性和精確性。在石油化工自動化控制系統(tǒng)中,利用電磁閥控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量和速度。由于石油化工生產(chǎn)環(huán)境比較惡劣,需要對電磁閥進(jìn)行日常的維護(hù)和保養(yǎng),在安裝前,需要注意氣體流動的方向和接管是否正確、氣壓是否符合要求等,同時要注意電磁閥的防塵工作,提高其工作性能。

2)在電磁閥發(fā)展過程中,應(yīng)該盡量簡化控制回路以往的執(zhí)行器,在電磁閥內(nèi)利用工作介質(zhì)形成自身的控制回路。目前我國電磁閥通徑已擴(kuò)展到300 mm,介質(zhì)溫度范圍在-200℃-450℃,時間從幾十秒到幾毫秒,減少了生產(chǎn)成本,大大的增加了電磁閥和氣動元件的工作性能。

2.2 溫度變送器的性能與發(fā)展方向

溫度變送器是自動化儀表控制系統(tǒng)中重要的部分之一,廣泛的運(yùn)用于各個領(lǐng)域中,它能將物理測量信號或者普通電信號轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)電信號輸出,是溫度變量轉(zhuǎn)換為可傳送標(biāo)準(zhǔn)化輸出的重要儀表。

1)一般情況下,石油化工企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備都是有指示控制的,溫度一般控制在-200℃-1800℃范圍內(nèi)。溫度電流變送器可以把溫度傳感器的信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?,連接到儀表上,從而顯示出相應(yīng)的溫度,這樣可以比較簡單、直觀地觀察石油化工生產(chǎn)中的實(shí)時溫度,較好的控制生產(chǎn)過程。

2)溫度變送器傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)、測量精度高、具有較好的穩(wěn)定性。在石油化工自動化控制系統(tǒng)中,可采油熱電偶溫變,可免用補(bǔ)償導(dǎo)線,降低成本。同時,對溫度變送器的功能不斷的研究和完善,更好的將信號傳遞給其他相關(guān)的溫度采集儀表,實(shí)現(xiàn)石油化工自動化控制的發(fā)展方向。

2.3 控制系統(tǒng)電源的性能和發(fā)展方向

1)控制系統(tǒng)使用交流電源采用三相四線制380 V和兩相220 V,直流電源以24 V為主,使得石化工現(xiàn)場生產(chǎn)供電系統(tǒng)大為簡化。隨著DCS,SIS控制系統(tǒng)的發(fā)展,直流電源在自動化儀表的應(yīng)用越來越廣泛,電源系統(tǒng)集成性比較好,設(shè)計(jì)可靠性高,對自動化儀表的控制和處理能力有較好的提高。在控制系統(tǒng)中,可以使用變頻器進(jìn)行調(diào)速,并降低啟動電流。變頻器可以利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能,可以進(jìn)行交流和直流電的轉(zhuǎn)化,同時,變頻器的軟啟動可以使啟動電流從零開始,減輕了對電網(wǎng)的沖擊,延長其使用壽命,可以達(dá)到省電的目的,從而減少了企業(yè)在設(shè)備維護(hù)和電能資源方面的費(fèi)用。

2)電源技術(shù)必須向著標(biāo)準(zhǔn)化、集成化和智能化水平發(fā)展,按照國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)直流電源系統(tǒng);將分散的電源部件、電壓表、電流表和電池安裝早標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)柜箱內(nèi),便于操作高性能產(chǎn)品。同時,對整個電源系統(tǒng)都有智能監(jiān)控功能和調(diào)節(jié)功能,方便運(yùn)行電流、電壓的讀取。

3 總結(jié)

總而言之,若想更加準(zhǔn)確、迅速的檢測工藝的參數(shù),并及時對石化工生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控、分析,引入智能化、系統(tǒng)化、集成化的自動化儀表是現(xiàn)代石化工生產(chǎn)的必經(jīng)之路,生產(chǎn)的需求和商業(yè)的競爭將不斷推動自動化儀表的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]常蘋莉.自動化儀表在石油化工發(fā)展中的作用[J].科技與企業(yè),2013(02):261.

[2]張文全.試述石油化工自動化儀表技術(shù)的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2013(03):168.endprint

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