石油化工仪表控制系统的应用

摘 要随着科学技术的不断发展,特别是计算机技术的不断成熟,使得石油化工企业在仪表控制系统上迎来了发展春天,仪表系统正朝着智能化、数字化和网络微型化方向发展.本文基于新型自动检测与分析仪、先进控制、MES等内容,论述了仪表控制系统的应用.

关 键 词石油化工仪表控制系统应用

中图分类号：TQ056文献标识码：A

0前言

以信息化带动工业化是我国的国策,是促进我国工业化建设重要指导思想.目前,我国石油化工企业正处于现代化建设阶段,特别是仪表系统正朝着智能化、数字化和网络微型化发展,体现了我国信息化带动工业化发展已见成效.但与国外相比,我国在相关技术的研发上,仍存在诸多的不足,需要投入更多的人力和物力,以推动石油化工企业现代化建设.

1新型自动检测与分析仪的应用

随着科学技术的不断发展,仪表系统正朝着智能化、数字化和网络微型化方向发展,石油化工企业的自动检测仪表在应用水平上得到很大提高.特别是在适应现场总线控制系统的需求上,迅速发展了现场总线型变压器.该变压器实现了全数字模式,不仅结构简单,而且稳定性和分辨力均优于一般智能型变送器.目前,现场总线数字化仪器的发展比较成熟,具备良好的可互操作性和稳定性,广泛应用于石油化工的过程控制领域.

为切实强化产品质量管理,落实在线分析仪表在石油化工企业的应用.石化企业积极推进相关系统的应用,特别是提高先进控制应用水平.就目前来看,为确保产品质量、提高仪表应用水平,主要在线分析仪表有：在线液相色谱仪、在线油品质量分析仪等.而最新的NIR光谱分析仪已成功应用于石化企业的炼油调合系统；新一代低成本汽油质量指标快速测定仪在实际应用中取得较好效果.同时,软测量技术也发展迅速,在解决石油化工企业分析检测难题上,发挥了重要作用.

维护工作一直是石化企业的重要工作,尤其是对预测维护养护工作,关系到系统正常运行.就实际来看,一些企业构建有实时传感和在线联机系统,以对加热炉效率、热交换器等进行监控.并采用先进的仪表与系统,具备有诊断和预测维护保养的功能,进而实现了生产设备最优化,生产潜力增幅在1%～3%,相比非计划维护费用减少了近20%.

2先进控制的应用

在石油化工企业现代化发展的进程中,生产装置采用了先进控制,不仅有效地提高了产品质量、降低运行成本,而且装置运行可靠安全,带来了十分明显的经济效益.目前,诸多先进控制技术已发展成熟,如多变测量、鲁棒PID控制等的成功应用.先进控制有如下特点：（1）先进控制是以模型为策略.如当前的模型推断控制、模型预测控制等,这些模糊智能控制已成为先进控制的重要发展方向；（2）可以应用于复杂过程的控制.如多变量耦合、大时滞等；（3）以强大的计算能力为支撑,实现先进控制,如先进控制可以在DCS/FCS中实现.目前,国外在该领域的研发比较成熟,有美国生产的控制器DMC-PLUS、日本生产的控制器OC等.而国内的主要研究力量是浙江大学和清华大学,并已取得一定的成功.

目前,先进控制已在中石油和中石化的几十套装置中运行成功.且主要有：延迟焦化、柴油加氢、催化裂化、聚丙烯等,并已取得了较为显著的经济效益.

3制造执行系统

在近几年的发展中,石油化工企业已朝着自动化技术的方向发展,并现已采用了ERP/MES/PCS的三层控制与管理系统.就ERP的实际应用来看,单纯地上ERP,（下转第187页）（上接第177页）而与之配套的MES不跟进,其效果不是很理想.所以,目前已开发了MES,并在应用领域上进行扩充,基于MES技术,石油化工企业信息系统取得了较为理想的效果.据相关调查而言,企业应用MES,可以提高19.2%的产品质量、13.5%的生产率和11.5%的产量.

在石油化工企业的生产经营中,主要分为三层：一是操作控制层,为实时数据库、装置DCS/FCS；二是生产管理层,主要负责生产调度和油品储运；三是经营管理层,主要是ERP.对于ERP系统,需要MES提供制造周期、成本等生产数据,以及在MES系统平衡处理的急促上,对生产装置的投入和产出数据进行处理,已导入至ERP系统之中.所以,石油化工行业的ERP有效应用,关键在于MES系统的实施水平,以及相关的数据源质量、处理效率等因素.从大型国有企业的MES来看,主要有如下部分组成：（1）信息数据库的实时管理.企业可以依托信息数据库,集成对生产计划、调度、设备维护管理、先进控制、动态管理等系统,并实现了整体信息链,进而使得企业在生产经营管理中,处于一体化控制状态；（2）优化声场计划及调度.这是确保企业稳定、高效生产的关键.而调度决策系统可以有效地将声场计划、调度、制作等联系起来,以实现生产的最优化；（3）模拟工程流程.在先进技术的优化与模拟下,寻找操作的最佳条件,这样而已满足产品质量和安全生产的需求,是石油化工企业获取更多效益的重要途径；（4）模拟实时动态系统.该系统可以为炼厂提供多功能、高精准的操作环境,并在提高生产能力的过程中,将企业效益最大化.

4结束语

石油化工企业是我国经济发展的重要组成部分,强调先进控制技术的应用,以实现仪表系统正朝着智能化、数字化和网络微型化方向发展.所以,在不断的发展中,石油化工企业将广泛应用先进控制技术、DCS/FCS等,以实现企业现代化建设.