石油化工自动化论文:石油化工仪表中的自动化控制技术研究

摘要：工业工厂生产逐渐都朝智能化仪表和自动控制系统方向发展，文章主要对石油化工仪表中的自动化控制技术进行探讨。

关键词：石油化工仪表；自动化控制；控制系统；自动检测仪表；变送器

1 概述

自动化仪表的智能化，使仪表本身性能从整体上得到了改善。智能化的普遍使仪表不再单一地以一种结构运作，使其适应性和功能都得到了提升。对设备优化设计，不仅要考虑到功能的多样化，也要考虑到提高工作效率。本文根据实践经验对石油化工仪表中的自动化控制技术进行深入探讨和分析，以便为以后的研究提供参考。

2 石油化工仪表中的控制系统

随着科技的发展，仪表系统也开始步入了数字化、智能化和网络化的范围内。特别是在石油化工企业中，自动检测仪表更是需要系统的提升。对于现场总线控制系统，就要适应这些要求而使变送器快速发展起来，所以变送器肯定就是数字化仪表。比起一般变送器的性能，数字化仪表从分辨力、安全性能和稳定性能来说都要高出很多，并且其结构也较简单。从进出口贸易中的商品计量精确度来讲，我国一直都在研究并提高着产品的质量。一般在石化出厂的产品精确度为＋0.1%或者更高。在对产品加强管理的同时，也为了使出口产品质量能比现在的产品或能与国际产品相抗衡，从而对在线油品质量分析仪和在线气相或液相色谱仪等仪表加大了使用量。以便得到的数据更为准确，从而提升产品的性能和质量。

2.1 DCS与FCS系统

我国在石化和石油化工系统中已经使用了3000多套DCS。而石化中应用的DCS就有一半之多。现代科技的发展也使DCS系统在一直不断地推出新产品，与传统的DCS相比，新产品在数字化智能控制、兼容性和OPC等系统的应用上都变得更开放了。从而使得不同型号和不同厂商生产的DCS都能相互进行联结，能组成大规模和由自动化控制的网络管理控制体系。这样的系统变得更加容易控制，也使性能变得更加强大。

2.2 新型DCS系统

炼油装置中生产出来的成品油和半成品油在经过调和后就会储存运输出厂，这是石油化工过程炼油厂的最后一道工艺。对石化企业的油品贮运系统使用DCS系统，不仅加强了自动化控制，也使管理变的容易了。我国在石化企业中用了DCS系统来控制，对其他新建装置也采用了DCS来加强控制和管理。但对于如此重视和加强使用的设备中，还是有很多企业无法完全地利用DCS的所有功能。这不仅造成了大量资源的浪费，由于使用率下降而造成自动化系统变得复杂并显得冗余。但我国自主生产的DCS新一代系统中配备了一些专门软件，此软件是适合于我国石化企业特色生产过程的。这样的新一代DCS系统功能还在不断增强，可靠性也会越来

越高。

石化企业在催化裂化和加氢裂化等炼油生产装置中采用了DCS系统来控制，后来在乙烯装置中也采用了DCS控制，对全厂各生产装置进行监视和管理。而控制管理等操作都集中在一个控制室内进行，因为现在的新一代DCS控制系统可构成多工段，并采用了多集控单元，能综合管理并控制综合信息自动化系统。这些都是新型DCS系统的成果，而以后还会变得更完善。

2.3 总线控制系统

全数字化、开放性、智能化和微型化是现场总线控制系统的特点。这已经成为了现代新型石化企业的发展方向。如今FCS自动化控制的应用变得越来越广，对其设备的操作和功能的开发也变得越来越完善。从而使得现场总线控制系统的发展空间变得越来越宽阔。据统计，目前的大部分石化企业的系统还是在应用FCS控制着企业生产装置。现场总线的控制工作是在现场总线和局域网中完成的。局域网的功能是使得多个计算机系统通过网络相互交换信息，其中的信息容量是相当大的，也可实现相互间的信息共享功能。现场总线的技术标准是实现技术信息共享，这就可以对所有制造商和用户公开化。FCS智能型现场仪表的测量和控制精确度都是有保障的。工作时是采用双向数字通信，使得系统的可靠性提高，也使得系统的调试和组态能方便地进行。对现场总线智能仪表还是有着统一的技术标准规范的，每个不同的厂家要按照标准生产产品，就可以相互交换或相互连接。即插即用，不仅能方便设备的提升更新，也能使系统更大规模地扩展。这样的设备除了有基本的功能外，还具有控制和运算的功能。这就能方便地进行分散控制管理。每一条总线可以连接多台现场仪表，节省电缆的同时也节省了大规模安装、调试和维修系统等的复杂工序，也更多地节省了其中的费用。

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。所以对分析仪表的要求还是很强烈的，而且对其的科技含量和特殊材料的要求也是很高的。目前我国对分析仪表的资金投入在增强，这也会使得产品的质量越来越高。

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。对安全系统的统一化管理是企业发展的方向。

4 结语

近年来我国的石油化工仪表的自动化控制技术的发展研究取得了很大的进步。要以我国自由的特色生产为主，在安全生产的同时，设计和研究自己的自动化仪表控制系统。在发展现有的信息系统的同时也要从企业的综合自动化系统和安全控制系统为主进行深入研究探讨。提高企业自身对自动化控制技术的水平，增强自身的市场竞争力是企业持续发展的基础。

石油化工自动化论文:石油化工企业中自动化控制的应用前景分析

摘　要：石油化工产业与我国的经济和能源安全有着直接的关系，对我国社会发展起着至关重要的作用。为了促进石油化工产业的发展，自动化控制系统逐渐在我国得到广泛的研究和应用。本文将对我国自动化控制在石油化工行业的发展及应用做了探讨。

关键词：自动化控制　石油化工行业

在我国，虽然石油资源总量较大，石油消费增长速度很快，但是就目前的石油产量并不能使人们对石油的需求得到满足，需要进口的石油数量越来越多。在这种形势下，石油化工产业需要在不断研究和引进新技术的同时，提高企业管理水平，采用自动化控制系统。自动化控制不仅能避免人工操作的危险，而且为提高产品质量、优化企业分布、节能降耗、延长运转周期、增加资产利用率、安全生产发挥了更大作用，同时推进了石油化工行业的发展转型。

一、石油化工企业人工操作的危险性

1.现场人工操作用人多，一旦发生事故件直接造成人员伤亡。

2.人工手动控制中很难严格控制工艺参数，稍有不慎即会出现投料比控制不当和超温、超压等异常现象，引发溢料、火灾甚至爆炸事故。

3.作业环境对人体健康的影响不容忽视，很容易造成职业危害。

4.设备和环境的不安全状态及管理缺陷，增加了现场人员机械伤害、触电、灼伤、高处坠落及中毒等事故的发生，直接威胁现场人员安危。

二、石油化工企业自动化控制运用历程

石油化工自动化系统的技术发展关系到这一支柱产业的发展水平，因此，十分引人关注。多年的经验证明，自动化已成为企业提高效率的有效手段之一，特别是随着信息技术的应用和发展，现代企业自动化的概念已不单是生产过程的自动化，还包括企业信息管理和实验室灾难性等的综合自动化，具体包括生产过程控制与管理、计划、仓库、设备、安全、财务、人事、市场和经营等的信息系统，是企业的综合信息管理系统。中国石油化工自动化经过50多年的发展，通过技术引进，消化吸收和不断创新，自动化水平取得了长足进步。主要体现在：现场已从手工操作发展到自动化控制，从低级的单回路控制发展到高级复杂系统控制，直到炼化一管控一体化。中国的大中型石油化工企业主要乍产过程在不同水平上均已实现了自动化控制，并取得显著的经济效益小型骨干石油化工企业的主流程也已具有比较成熟的控制系统和低成本自动化成套技术，并实现了生产信息在车间的集成常规仪表性能大大提高，已成为石油化工企业生产过程的主要检测手段，电子仪表、数字仪表、智能变送器与执行器的使用数量逐年增加现场总线控制系统的应用取得进展，近年来已成为石油化工自动化领域发展的热点之先进控制与优化技术、安全性控制、生产调度和管理中的开发与应崩进一步提高，并取得了良好的经济效益。

三、自动化控制的几种方法

1.自适应控制

自适应控制可以看作是一个能根据环境变化智能调节自身特性的反馈控制系统以使系统能按照一些设定的标准工作在最优状态。一般地说，自适应控制在航空、导弹和空间飞行器的控制中很成功。可以得出结论，传统的自适应控制适合没有大时间延迟的机械系统；对设计的系统动态特性很清楚。但在工业过程控制应用中，传统的自适应控制并不如意。PID自整定方案可能是最可靠的，广泛应用于商业产品，但用户并不怎么喜欢和接受。传统的自适应控制方法，要么采用模型参考要么采用自整定，一般需要辨识过程的动态特性。它存在许多基本问题：需要复杂的离线训练；辨识所需的充分激励信号和系统平稳运行的矛盾；对系统结构假设；实际应用中，模型的收敛性和系统稳定性无法保证。另外，传统自适应控制方法中假设系统结构的信息，在处理非线性、变结构或大时间延迟时很难。

2.最优控制

最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分。成功应用于航天航空和军事领域，在许多方面改变了人们的生活。一个典型的最优控制问题描述如下：被控系统的状态方程和初始条件给定，同时给定目标函数。然后寻找一个可行的控制方法使系统从输出状态过渡到目标状态，并达到最优的性能指标。动态规划、最大值原理和变分法是最优控制理论的基本内容和常用方法。庞特里亚金极大值原理和贝尔曼动态规划是在约束条件下获得最优解的两个强有力的工具，应用于大部分最优控制问题。在实际应用中，最优控制很适用于航天航空和军事等领域，例如空间飞行器的登月、火箭的飞行控制和防御导弹的导弹封锁。工业系统中也有一些最优控制的应用，例如生物工程系统中细菌数量的控制等。然而，绝大多数过程控制问题都和流量、压力、温度和液位的控制有关，用传统的最优控制技术来控制它们并不合适。

四、自动化控制在石油化工企业的发展趋

石油化工自动化系统的发展新趋势将必然和智能控制在石油化工领域里面的应用研究相关。大型石油化工装置的一些控制难点与解决对策石油化工自动化的主要研究对象是过程控制系统的设计、分析和维护，其内容较为主富，涉及控制系统中的各个环节，如石油化：亡对象的特性分析、建模方法、控制器原理与相关计算，以及自动化仪表工具(如变送器、控制阀等)。其研究对象既包括简单控制系统，又包括复杂控制系统及先进控制算法，还涉及控制方案的设计，以及对控制器参数进行整定。大型石油化工装置的过程控制系统则是其重点各种过程及设备，如储罐、储槽、流体管道、换热器、加热炉、精馏塔、反应器、泵和压缩机都足被控制对象。这些对象有简单的，也有复杂的。应当说，炼油和乙烯领域里面的过程自动化控制系统(甚至于石油化工领域里面的大多数过程自动化控制系统，其控制难点都是和系统中的强耦合、大滞后、多惯性及慢时变等非线性系统环节相关。

五、结语

石油化工行业从未放弃对新技术的开拓和追求，这促进了石油化工自动化控制技术的不断发展，另一方面，自动化控制技术的不断创新也同时推进了石油化工行业的发展转型。石油化工自动化控制技术需要在自主创新的基础上，为提高产品质量、优化企业分布、节能降耗、延长运转周期、增加资产利用率、安全生产发挥更大作用，使得中国的石油化工行业跃升为世界范围内的强者之一。

石油化工自动化论文:浅析我国石油化工自动化的构成及关键技术

摘要：几十年来，石油化工工业自动化技术随着工艺和装备技术的不断发展而发展，从初期简单的手工操作到连续工艺及负荷不断加大，对生产稳定性要求越来越高，对控制的要求及自动化水平也越来越高，仪表使用越来越普遍，从简单回路的闭环控制到单元装置的全面自动化，使用的控制工具也从气动单元组合仪表、电动单元组合仪表到DCS的广泛应用，控制水平也从单参数简单控制回路到多变量复杂控制回路，先进控制系统、优化控制系统在各种场合都有成功应用的典范。

关键词：石油化工自动化关键技术

化学工业是国民经济中必不可少的重要组成部分，它不但直接影响国计民生而且与国民经济的其他部门密切相关，同时又是农业、轻工、纺织、国防、交通运输等部门发展的不可或缺的基础工业之一。化工生产过程，往往是在密闭的容器和设备中，在高压、真空、高温、深冷的情况下连续进行的。此外，不少介质还具有毒、易燃、易爆、有腐蚀的性质。因此，为使化工生产正常地、高效地进行，就必须把各项工艺参数维持在某一最佳范围之内，并尽量使生产过程自动化、现代化。所谓化工生产过程自动化，就是在化工设备上，配置一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行。

一、化工自动化释义及其重要意义

在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，是生产在不同程度上自动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法称为化工自动化。实行化工自动化的重要意义：

(1)加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量；

(2)减轻劳动强度，改善劳动条件；

(3)能够保证生产安全，防止事故发生和扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的；

(4)生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。

二、石油化工综合技术的结构构成

一般而言，流程工业企业对综合自动化技术的需求主要关注4方面的问题。(1)安全：即需要用高可靠性的控制系统、检铡和执行机构对设备与装置的运行提供保证，进而对关键装置进行故障诊断与健康维护。(2)低成本：通过先进的工艺及工艺参数以降低能耗和原料消耗，以及通过先进的建模技术、控制技术和实时优化技术来提高产品的合格率和转化率。(3)高效率：通过先进的计划调度与排产技术和流程模拟技术来提高设备利用率和劳动生产率。(4)提高竞争力：通过数据和信息的综合集成，如先进的管理技术(包括ERP、CRM、SCM等)、电子商务、价值链分析技术等，以促进企业价值的增值，最终提高企业的综合竞争力。

根据国内外综合自动化技术的发展趋势和网络技术的发展现状，流程工业综合自动化技术的总体结构可以分成3层结构。

(1)以PCs(过程控制系统)为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统(Dcs)、现场控制系统(FCs)、多总线网络化控制系统、基于高速以太网和无线技术的现场控制设备、传感器技术、特种执行机构等等。

(2)以MEs(生产过程制造执行系统)为代表的生产过程运行优化层。主要内容包括先进建模与流程模拟技术(AMT：AdvancedModelingTechnologies)、先进计划与调度技术(APS：Adv用信息。

(2)科学的决策支持

生产经营决策是企业生产经营活动中的重要内容。但是，传统的生产管理模式还处于经验决策、具有较大的随意性、而科学的决策支持则是企业经营成败的关键。成本效益分析是指对企业生产经营活动应用财务分析方法进行分析评价、以得到全企业综合经济指标的过程。在炼油企业综合自动化中，成本效益分析是炼油企业生产管理中的重要环节，也是炼油企业生产经营决策中的必需步骤。

成本效益分析以企业获得最大利润为目标。对企业生产经营进行成本效益分析、并在此基础上进行生产方案的盈亏分析，为企业领导提供实际生产经营过程和生产计划的经济指标，以提高企业决策水平，加强企业在市场中的竞争能力。

为了达到公司预先制定的利润目标，就必须协调好企业各部门的工作，即原油采购、生产计划的制定、生产调度和产品的销售等。由(RTO：Real timeopfimization)、故障诊断与健康维护技术、数据挖掘与数据校正技术、动态质量控制与管理技术、动态成本控制与管理技术等等。

(3)以ERP(企业资源管理)为代表的企业生产经营优化层。主要内容包括企业资源管理(ERP)、供应链管理(scM)、客户关系管理(cRM)、产品质量数据管理(PqDM)、数据仓库技术、设备资源管理、企业电子商务平台等等。

通过研究生产过程制造执行系统(MEs)及相关技术，可以实现在线成本的预测、控制和反馈校正，以形成生产成本控制中心，保证生产过程的优化运行，可以实施生产全过程的优化调度、统一指挥，以形成生产指挥中心，保证生产过程的优化控制；可以实现生产过程的质量跟踪、安全监控，以形成质量管理体系和设备健康保障体系，保证生产过程的优化管理。

三、企业综合自动化所需要的关键技术

(1)信息的集成、挖掘和增值

信息集成是综合自动化的核心，而数据库管理系统则是信息集成的基础。由于流程工业的特点，有大量的反映生产过程状态的实时海量数据需要处理，管理和有效地应用，因此实时数据库管理系统是采用实时数据对生产过程进行监督与控制，对生产状态进行分析与评价的基础。因而流程工业信息集成环境中需要同时设置关系数据库和实时数据库系统。作为整个系统信息的集散地。这两个数据库既可独立地操作，又可协同动作，及时并行或交叉地处理来自全厂的各种信息。真正做到信息集成与共享。信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利于原油是炼油厂生产的主要原料，原油成本占了产品总成本的80-90％，因此，为了实现利润目标，必须首先控制原油成本，即控制原油的采购价格。

盈亏平衡分析是指利用财务分析方法和数学工具，对生产经营方案或计划进行分析，得出实现利润目标的原油最高采购价格(保利点)和保证不亏损经营(利润为0)的原油最高采购价格(保本点)。盈亏平衡分析对于原油采购，控制成本、提高经济效益具有重要的参考价值、是制定合理生产计划时的重要环节，对于控制生产成本、扩大利润，从而保证利润目标的实现，指导全企业的生产经营，具有十分重要的意义。

此外，还有软测量技术、设备过程故障诊断新技术、生产过程的安全保护技术以及对实时测量的数据进行处理的数据调整技术等，都是自动化领域急待解决的难题和研究的热点。

随着科学技术的飞速发展及其在工业生产中广泛和深入的应用，近几十年工业生产的发展体现着两个明显的特征，一是生产规模越来越大，二是生产技术水平越来越高。长期以来，我国化学工业技术水平较低，导致能耗物耗高，限制了化学工业的发展。要改变这种局面，根本的出路就是走科技进步的道路，采用先进实用的技术改造传统产业。将现场总线技术、信息技术应用于石油化工，发展综合自动化整体解决方素及集成技术，可以提高产品质量，增加产品产量，降低生产成本，取得显著的经济效益和社会效益，增强企业的竞争能力，是今后石油化工工业自动化技术发展与应用的趋势。

石油化工自动化论文:浅谈自动化控制在石油化工企业中的应用

摘要：石油化工自动化控制系统是一个极其丰富而广泛的技术领域，在该行业内当前的智能控制理论及控制算法的发展格外的引人关注，本文将浅要谈论一下自动化控制在石油化工行业的发展及应用。

关键字：自动化控制；石油化工行业；发展；应用

一、石油化工企业人工操作的危险性

1、危险性大小五要素：

化工装置的危险性大小通常用危险度来分级，分为高度危险级、中度危险级和低度危险级三级，构成危险度的五个要素是：

（1）、物质：工艺过程中的物质本身固有的点火性、可燃性、爆炸性和毒性。

（2）、容量：工艺过程中物料量，量大危险性大。

（3）、温度：运行温度越高，点火温度低的危险性大。

（4）、压力：运行压力越高越危险。

、操作：不同的化工产品、不同的反应类型、不同的运行条件、不同的工艺路线、不同的原料路线造成化工操作异常复杂。

人工操作的危害

（1）、现场人工操作用人多，一旦发生事故件直接造成人员伤亡。

（2）、人工手动控制中很难严格控制工艺参数，稍有不慎即会出现投料比控制不当和超温、超压等异常现象，引发溢料、火灾甚至爆炸事故。

（3）、作业环境对人体健康的影响不容忽视，很容易造成职业危害。

（4）、设备和环境的不安全状态及管理缺陷，增加了现场人员机械伤害、触电、灼伤、高处坠落及中毒等事故的发生，直接威胁现场人员安危。

二、石油化工企业自动化控制运用历程

石油化工自动化系统的技术发展关系到这一支柱产业的发展水平，因此，十分引人关注。多年的经验证明，自动化已成为企业提高效率的有效手段之一，特别是随着信息技术的应用和发展，现代企业自动化的概念已不单是生产过程的自动化，还包括企业信息管理和实验室灾难性等的综合自动化，具体包括生产过程控制与管理、计划、仓库、设备、安全、财务、人事、市场和经营等的信息系统，是企业的综合信息管理系统。

中国石油化工自动化经过50多年的发展，通过技术引进，消化吸收和不断创新，自动化水平取得了长足进步。主要体现在：现场已从手工操作发展到自动化控制，从低级的单回路控制发展到高级复杂系统控制，直到炼化一管控一体化。中国的大中型石油化工企业主要乍产过程在不同水平上均已实现了自动化控制，并取得显著的经济效益小型骨干石油化工企业的主流程也已具有比较成熟的控制系统和低成本自动化成套技术，并实现了生产信息在车间的集成常规仪表性能大大提高，已成为石油化工企业生产过程的主要检测手段，电子仪表、数字仪表、智能变送器与执行器的使用数量逐年增加现场总线控制系统的应用取得进展，近年来已成为石油化工自动化领域发展的热点之先进控制与优化技术、安全性控制、生产调度和管理中的开发与应崩进一步提高，并取得了良好的经济效益。

自动化控制的几种方法

1. 自适应控制

自适应控制可以看作是一个能根据环境变化智能调节自身特性的反馈控制系统以使系统能按照一些设定的标准工作在最优状态。

一般地说，自适应控制在航空、导弹和空间飞行器的控制中很成功。可以得出结论，传统的自适应控制适合没有大时间延迟的机械系统；对设计的系统动态特性很清楚。但在工业过程控制应用中，传统的自适应控制并不如意。PID自整定方案可能是最可靠的，广泛应用于商业产品，但用户并不怎么喜欢和接受。传统的自适应控制方法，要么采用模型参考要么采用自整定，一般需要辨识过程的动态特性。它存在许多基本问题：需要复杂的离线训练；辨识所需的充分激励信号和系统平稳运行的矛盾；对系统结构假设；实际应用中，模型的收敛性和系统稳定性无法保证。

另外，传统自适应控制方法中假设系统结构的信息，在处理非线性、变结构或大时间延迟时很难。

最优控制

最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分。成功应用于航天航空和军事领域，在许多方面改变了人们的生活。

一个典型的最优控制问题描述如下：被控系统的状态方程和初始条件给定，同时给定目标函数。然后寻找一个可行的控制方法使系统从输出状态过渡到目标状态，并达到最优的性能指标。

动态规划、最大值原理和变分法是最优控制理论的基本内容和常用方法。庞特里亚金极大值原理和贝尔曼动态规划是在约束条件下获得最优解的两个强有力的工具，应用于大部分最优控制问题。

在实际应用中，最优控制很适用于航天航空和军事等领域，例如空间飞行器的登月、火箭的飞行控制和防御导弹的导弹封锁。

工业系统中也有一些最优控制的应用，例如生物工程系统中细菌数量的控制等。然而，绝大多数过程控制问题都和流量、压力、温度和液位的控制有关，用传统的最优控制技术来控制它们并不合适。

自动化控制在石油化工企业的发展趋

世界级规模的工厂需要集成自动化的系统。对于当前的大型炼化一体化企业来说，为应对全球竞争，对于企业信息化系统的建设高度重视，这就要求DCS系统打破以往只是单装置控制形成一个个“信息孤岛”的状况，通过系统集成实现真正的全厂集中控制、操作和管理。与此同时，当前新建的大型石油化工企业，生产装置规模大且同步建设，控制系统规模多达几万点，涉及分散控制系统砚场总线控制系统（DCS/FCS）、安全仪表系统（SIS）、火灾和气体检测系统（FGS）、压缩机控制系统(CCS）、转动设备监视系统（MMS）、设备包控制系统（PECS）、分析数据采集系统（ADAS）、罐区数据采集系统(TDAS）、储运自动化系统（MAS）、设备管理系统（AMS）、操作数据管理系统(ODs）、先进控制（APC）、实时优化(RT-OPT）、操作培训仿真系统（OTS)等多种自动化控制系统，要实现全厂控制系统之间的集成，对于自动化系统的集成水平就提出了更高的要求。

石油化工自动化系统的发展新趋势将必然和智能控制在石油化工领域里面的应用研究相关。大型石油化工装置的一些控制难点与解决对策石油化工自动化的主要研究对象是过程控制系统的设计、分析和维护，其内容较为主富，涉及控制系统中的各个环节，如石油化：亡对象的特性分析、建模方法、控制器原理与相关计算，以及自动化仪表工具(如变送器、控制阀等)。其研究对象既包括简单控制系统，又包括复杂控制系统及先进控制算法，还涉及控制方案的设计，以及对控制器参数进行整定。大型石油化工装置的过程控制系统则是其重点各种过程及设备，如储罐、储槽、流体管道、换热器、加热炉、精馏塔、反应器、泵和压缩机都足被控制对象。这些对象有简单的，也有复杂的。应当说，炼油和乙烯领域里面的过程自动化控制系统(甚至于石油化工领域里面的大多数过程自动化控制系统，其控制难点都是和系统中的强耦合、大滞后、多惯性及慢时变等非线性系统环节相关。

结语

石油化工行业从未放弃对新技术的开拓和追求，这促进了石油化工自动化控制技术的不断发展，另一方面，自动化控制技术的不断创新也同时推进了石油化工行业的发展转型。石油化工自动化控制技术需要在自主创新的基础上，为提高产品质量、优化企业分布、节能降耗、延长运转周期、增加资产利用率、安全生产发挥更大作用，使得中国的石油化工行业跃升为世界范围内的强者之一。

石油化工自动化论文:浅谈石油化工自动化设备的应用

摘要：现代科学技术的蓬勃发展与工业生产技术水平的整体提高是新时期的工业生产设备面临着前所未有的发展机遇与挑战。石油化工自动化设备在整个化工业中所占据的地位日益关键。本文从石油化工自动化基本概述、当前石油化工自动化设备在应用中的缺陷分析、石油化工自动化设备的应用要点分析以及未来石油化工自动化技术的发展展望这四个方面入手，进行了详细分析与说明，希望能够为整个石油化工自动化设备的发展与进步提供一定的意见与建议。

一、石油化工自动化概述

随着科技信息化技术快速发展，石油行业化工自动化技术也随之飞速发展，目前石油化工设备的自动化是发展的趋势。作为我国经济建设发展的基础，我国在发展自动化技术方面投入了大量人力、物力，并取得了相当的成效。就现阶段而言，我国石化设备正向着设备大型化发展，所以更要提高相关石油化工自动化设备的水平，提高效率。

通常而言，石油化工自动化技术的要求包括三个方面：

1.安全控制

安全性控制需要控制系统的可靠、相关检测机构或部门对设备及其他装置的正常运行提供有效的保障，所以对关键部位的设备、装置进行专业化的故障诊断与基本保养、维修。

2.效率控制

通过科学、合理的计划调度安排与模拟流程技术以期提高设备与相关装置的生产效率与原材料使用率。

3.成本控制

通过先进的技术来实现降低能源与原材料的消耗、通过建模、控制、优化技术来相应的提升产品的合格率、利用率。

二、石油化工自动化设备在应用中的缺陷

石化行业自动化设备在应用中存在着一些问题亟待解决，主要包括设备系统内部控制原因不合理、石化工艺控制设备产生故障、现场操作不稳定等情况。

1.系统内部不合理

它主要体现在使用前对控制系统的选型不合理，并没有根据项目所在地实际情况进行考察、分析、研究、论证，而是直接采购，在很大程度上增加了使用的成本，导致石油化工的自动化设备使用难度大幅度增加。尤其中石化行业中串级、比值、分程等繁琐复杂的控制程序，其对控制用的初始条件要求繁多，针对不同工作环境，它需要反复、多次数的调整相关设备作业参数，且在调整参数在使用过程中较难，不能够完全的体现自动化设备的意义。除此之外，由于调整参数的工作难度大，导致多数自动化设备在未调整的情况下运行了很长时间，影响了正常生产作业的高效率运行。

2.控制设备故障

就是指石油化工自动化设备在使用过程中发生故障。其中包括调节阀关闭的严密性不够而产生的漏液漏气情况、操作设备动作缓慢，设备实现实时化相对低，甚至出现无响应情况等，对于比较重视数字化的自动设备来说，其数字信息丢失情况比较严重，在正常的实地作业环境中，数字化设备不能实时将各项诸如温度、压力等参数反应出来，滞后情况严重，导致部分操作人员只可采取手动操作，影响了设备的使用效率与施工进度。

3.现场操作不稳定

其与石油化工企业自身原因有关，目前石化企业经常会出现原料不足或是超负荷工作情况，这两种极端情况出现在作业设计的下限或是上限边缘。如在化工作业过程中的一个自动化装置往往因为上道工序中原料使用量不够，以造成后期溶剂量太低，进而导致自动化控制比例系统不能实现自动化运行，只能依赖人工替代机器，大幅度降低了自动化设备的使用效率，对原材料也形成了浪费。又如在加热炉作业时，由于原料增加导致将自动化设备的功能全开也未能满足其加热需要，产生这种现象，只有通过手动开启侧边阀门，以此满足增加炉内温度，满足加热需要，使自动化控制设备失去了其原来的作用。

4.其他原因

一般由化工企业设计初期，考虑不全面，在选择或采购设备时选择了不符合实际需要的设备与仪器，缺少对设备运行时遇到特殊情况的测试，导致后续自动化设备作业由自动变手动，违背企业要求自动化的初衷。

三、石油化工自动化设备的应用要点

1.明确工艺、流程，挑选适合的设备

在对自动化设备的应用中，应首先明确作业项目的工艺路线和作业的流程，全面考虑实地作业环境和气象气候变化等的客观条件，根据实际需求选择适合的自动化设备。在选择、安装、调试自动化设备参数过程之中，要重视对特殊情况下的测试操作，并以此为基本依据，确定自动化设备作业饱和极限能力。对于每一台设备的选择应该与企业的生产能力相匹配，要能合理衔接起企业每道工序。

2.重视应用细节，定期检查与保养

在自动化设备应用中，要重视设备的使用细节，对于诸如调节阀之类的设备，要做好定期检查与保养工作，时刻关注调节阀运行正常与否，测量系统是否准确等，定期对设备进行维护。现今绝大多数自动化设备都有设备操作记录储存在设备内部，可随时供技术人员读取，对自动化设备的维护、应用提供了数据支持，这些数据可以提供设备的状态分析，以此分析设备运行是否正常、运行参数是否合理、早期故障征兆是否存在等问题，并且对故障部位的定位有着很大的帮助。

3.专业技术人员的培养

培养自动化设备专业的使用人员。这些专业人员除了要知晓工艺设备、转动设备、控制设备管理的理论知识以外，还应该充分利用计算机，对自动化设备的运行使用情况及设备历史操作数据来判断设备所存在的问题，并加以合理解决，发挥自动化设备的优越性。

四、石油化工自动化设备的发展前景

1.控制系统优化

目前我国石油化工企业大部分设备装置还是采用传统的常规控制系统，其中大部分还是采用PID控制系统，基于此，导致自动化设备的潜力并没有全面的被发挥出来。所以开发及优化控制系统是自动化设备的发展必然趋势。

2.仪表升级

石油化工企业及其相关产业企业，所使用的仪器、设备中仪表数量庞大，品类繁多。我国目前仪表配套的品种不齐，缺口较大。制造仪表的辅助材料供应不全。所以自动化设备的方向应向着仪表优化升级、仪表使用的成套率发展。

3.过程控制

分散控制系统、编程控制器、自动化系统随着计算机技术与网络技术的不断成熟本着开放化、标准化的原则，采取国内外市场通用硬软件的方法，将向着开放的分布式监控控制系统发展。

4.总线应用

其主要被运用在作业现场，要在现场设备、仪表间实现全数字化、串行、双向、变量的数字通信网络，连接技术非常重要。总线技术的应用，使连接技术日趋势成熟，将对自动化设备控制技术领域产生重要的积极作用。

五、结语

总而言之，石油化工自动化设备在其应用中，应充分考虑实际作业环境，从设备的安装开始，做好特殊情况下的测试工作，在应用中应培养专业技术人员尽可能的使用设备的自动化相关功能，藉此发挥自动化设备的优势，提高企业生产力、提升作业质量、提高生产效率。

石油化工自动化论文:关于石油化工自动化设备的探讨

摘要：石油化工自动控制系统是一个极其丰富而广泛的技术领域,本文介绍了大型石化装置的一些控制难点与解决对策。顺应国家能源政策,分析了石油化工行业的能耗状况,最后提出了许多目前行业中行之有效的节能减排的先进方法。

关键词：石油化工；自动化；设备

中国石化自动化经过50 多年的发展,通过技术引进,消化吸收和不断创新,自动化水平取得了长足进步。虽然中国石化行业的自动化水平已取得长足进展,但与发达国家相比,仍然存在着相当大的差距。一些难点与长期未解决的问题,仍然造成企业自动化总体水平发展受阻。

一、 当前我国石油化工自动化发展现状

中国石化工业是指包括从原油生产汽油、煤油、柴油、润滑油等石油产品的石油炼制,以蒸汽裂解生产的乙烯、丙烯等为原料生产合成树脂、合成橡胶、合成纤维以及基本有机原料等的石油化工。当前，石化企业自动化水平发展不平衡,不同规模企业的自动化水平相差较大。大型石化企业自动化水平普遍较高,存在的不足是管理信息系统与国外尚有差距,而有些行业特别是染料、农药行业自动化基础仍然较差,大量小型化工企业及部分间歇生产过程企业自动化水平依然很低;二是在自动化技术和应用软件开发上,未能形成工程化、产业化、商品化、标准化,成果推广和转化困难重重;三是企业管理信息化工作观念更新落后于形势发展,在管理信息化建设上与企业机制的协调方面存在很多问题,造成总体进程不快。信息仍不能在企业内有效地传输和利用,“自动化孤岛”问题依然突出。

二、石油化工自动化设备的一些控制难点与解决对策

石化自动化的主要研究对象是过程控制系统的设计、分析和维护,其内容较为丰富,涉及控制系统中的各个环节,如石油化工对象的特性分析、建模方法、控制器原理与相关计算,以及自动化仪表工具(如变送器、控制阀等) 。其研究对象既包括简单控制系统,又包括复杂控制系统及先进控制算法,还涉及控制方案的设计,以及对控制器参数进行整定。大型石化装置的过程控制系统则是其重点各种过程及设备,如储罐、储槽、流体管道、换热器、加热炉、精馏塔、反应器、泵和压缩机都是被控制对象。这些对象有简单的,也有复杂的。

2.1炼化一体建设

随着炼油化工装置大型化、一体化建设进程的不断推进,设备构造越来越趋向复杂,技术要求也越来越高。炼化一体建设既是国家产业政策要求,也是世界石化产业发展趋势和方向。

2.2采用一些新的理论与方法

近几年来,一种基于SOS 约束的凸优化方法,在国外控制界引起广泛关注。在系统及控制理论中,许多系统分析与综合设计问题都不能表示或转化成相应的SOS 凸优化问题,运用近年提出的高效可靠的内点算法,从数值计算上给一些没有或很难得到解析的问题带来生机。SOS ,SOS 凸优化方法以及SOSTOOL S 工具箱是相辅相成的,目前已经成为一种研究控制问题的重要工具,不管是李亚普诺夫函数的构造,还是系统控制器的设计,还是最优控制问题的研究,都发挥了重要的作用。它是研究多项式系统最有效的工具。

2.3采用先进的管理手段

石化工业作为典型的流程企业,在资源优化配置上面临着规模庞大、流程复杂、产品多样、产品价格变化频繁等诸多因素影响经济效益。鉴于此,石油化工企业要提高经济效益必须借助于先进的管理手段,建立石化企业生产优化模型,然后利用线性规划的方法求解出效益最大的生产方案。

三、石油化工自动化技术的未来发展趋势

世界级规模的工厂需要集成自动化的系统。对于当前的大型炼化一体化企业来说，为应对全球竞争，对于企业信息化系统的建设高度重视，这就要求DCS系统打破以往只是单装置控制形成一个个“信息孤岛”的状况，通过系统集成实现真正的全厂集中控制、操作和管理。

当前的现代石油化工企业在网络架构上通常采用ERP/MES/PCS三层网络结构。一体化的网络结构，促使我们从规划伊始就要从硬件、软件以及维护等方面统筹考虑。随着智能HART技术、现场总线技术及无线技术等数字技术向控制系统和现场仪表的不断延伸，数据总线处理的信息将不断增加，对信息的安全传输和合理利用将是自动控制系统面临的重要考验。同时，大量采用计算机及网络技术逐步替代自动控制系统固有的软硬件设备。如何保证DCS系统的安全可靠将是工程公司及制造商共同面对的重要课题。

随着现场总线技术、产品的不断发展以及应用经验的不断丰富，现场总线技术在流程工业、制造工业的应用也在不断地开拓。从应用效果来看，可以说现场总线技术在大型石化项目中采用是可行的，可实现预测维护和远程维护，但是当前也仍存在包括用户理念的转变、对现场维护人员技术水平要求较高，以及技术本身有待进一步完善，使得现场总线技术在石油化工行业的应用发展比较缓慢。

工业以太网系统是大型数字化、自动化系统的命脉，推进信息化带动自动化的新选择、新技术，能够促进和提升生命管理、能源管理和安全管理水平。工业以太网的开放性和标准化。

此外，以低碳能源系统、低碳技术体系和低碳产业结构为基础建立低排放、低能耗、低污染的新经济发展模式促进了自动化技术的发展。我国二氧化碳排放量、工业能耗普遍偏高。其中，原油加工、乙烯加工、大型合成氨平均能耗水平均高于国际领先水平。而发展新经济无疑将促进自动化技术的发展，风能、核能、太阳能综合利用，市政、楼宇、环保等自动化技术将成为未来自动化市场的增长点。

中国石油石化工业目前仍处于规模已大而不太强、发展机遇与挑战并存、国际竞争力还需进一步提高为特征的发展时期。全行业的改革已进入解决深层矛盾和问题的攻坚阶段,产业的发展正处于由大走强、逐步升级、再上新台阶的过程。因而,作为石油化工行业水平高低象征性标志之一的石油化工自动化技术,处于更进一步的阶段。石油化工自动化技术需要在自主创新的基础上,为提高产品质量、优化企业分布、节能降耗、延长运转周期、增加资产利用率、安全生产发挥更大作用,使得中国的石油化工行业跃升为世界范围内的强者之一。

石油化工自动化论文:我国石油化工自动化技术理论的几点研究

几十年来,石油化工工业自动化技术随着工艺和装备技术的不断发展而发展,从初期简单的手工操作到连续工艺及负荷不断加大,对生产稳定性要求越来越高,对控制的要求及自动化水平也越来越高,仪表使用越来越普遍,从简单回路的闭环控制到单元装置的全面自动化,使用的控制工具也从气动单元组合仪表、电动单元组合仪表到DCS的广泛应用,控制水平也从单参数简单控制回路到多变量复杂控制回路,先进控制系统、优化控制系统在各种场合都有成功应用的典范。

一、我国石油化工自动化技术的现状

我国石油和化工自动化经过50年的发展,通过技术引进,消化吸收和不断创新,自动化水平取得了长足进步。随着我国经济建设的快速发展,我国的石油化工工业遇到了前所未有的发展机遇,同时也面临着越来越严峻的挑战。与先进国家相比,我国的石油化工工业还普遍存在着能耗大、产品质量差、生产过程工艺落后、自动化水平低、管理水平低、信息集成度低、综合竞争力弱等问题。而企业综合自动化系统是将先进的工艺装备技术、现代管理技术和以先进控制与优化技术为代表的信息技术相结合,将企业的生产过程控制、优化、运行、计划与管理作为一个整体进行控制与管理,提供整体解决方案,以实现企业的优化运行、优化控制与优化管理,从而成为提高企业竞争力的核心高技术。

国外大型流程企业、特别是石油化工企业均重视信息集成技术的应用,纷纷以极大的热情和精力,构架工厂级、公司级甚至超公司级的信息集成系统。1995年美国、日本、西欧等国已有100多家炼油、化工企业在实施CIMS计划,推动了流程工业综合自动化技术在实际生产中的应用,如日本三井石油化学工业公司、美国德曹达公司、高尔公司等化工企业都相继建立了综合自动化系统。

二、石油化工综合技术的结构构成

一般而言,流程工业企业对综合自动化技术的需求主要关注4方面的问题。(1)安全:即需要用高可靠性的控制系统、检铡和执行机构对设备与装置的运行提供保证,进而对关键装置进行故障诊断与健康维护。(2)低成本:通过先进的工艺及工艺参数以降低能耗和原料消耗,以及通过先进的建模技术、控制技术和实时优化技术来提高产品的合格率和转化率。(3)高效率:通过先进的计划调度与排产技术和流程模拟技术来提高设备利用率和劳动生产率。(4)提高竞争力:通过数据和信息的综合集成,如先进的管理技术(包括ERP、CRM、SCM等)、电子商务、价值链分析技术等,以促进企业价值的增值,最终提高企业的综合竞争力。

根据国内外综合自动化技术的发展趋势和网络技术的发展现状,流程工业综合自动化技术的总体结构可以分成3层结构。

(1)以PCS(过程控制系统)为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统(Dcs)、现场控制系统(FCS)、多总线网络化控制系统、基于高速以太网和无线技术的现场控制设备、传感器技术、特种执行机构等等。

(2)以MES(生产过程制造执行系统)为代表的生产过程运行优化层。主要内容包括先进建模与流程模拟技术(AMT:Advanced Modeling Technologies)、先进计划与调度技术(APS:Advanced Planningand Scheduling)、实时优化技术(RTO:Real-time Opfimization)、故障诊断与健康维护技术、数据挖掘与数据校正技术、动态质量控制与管理技术、动态成本控制与管理技术等等。

(3)以ERP(企业资源管理)为代表的企业生产经营优化层。主要内容包括企业资源管理(ERP)、供应链管理(scM)、客户关系管理(cRM)、产品质量数据管理(PqDM)、数据仓库技术、设备资源管理、企业电子商务平台等等。

通过研究生产过程制造执行系统(MES)及相关技术,可以实现在线成本的预测、控制和反馈校正,以形成生产成本控制中心,保证生产过程的优化运行,可以实施生产全过程的优化调度、统一指挥,以形成生产指挥中心,保证生产过程的优化控制;可以实现生产过程的质量跟踪、安垒监控,以形成质量管理体系和设备健康保障体系,保证生产过程的优化管理。

三、企业综合自动化所需要的关键技术

(1)信息的集成、挖掘和增值

信息集成是综合自动化的核心,而数据库管理系统则是信息集成的基础。由于流程工业的特点,有大量的反映生产过程状态的实时海量数据需要处理,管理和有效地应用,因此实时数据库管理系统是采用实时数据对生产过程进行监督与控制,对生产状态进行分析与评价的基础。因而流程工业信息集成环境中需要同时设置关系数据库和实时数据库系统。作为整个系统信息的集散地。这两个数据库既可独立地操作,又可协同动作,及时并行或交叉地处理来自全厂的各种信息。真正做到信息集成与共享。信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利用信息。

(2)科学的决策支持

生产经营决策是企业生产经营活动中的重要内容。但是,传统的生产管理模式还处于经验决策、具有较大的随意性、而科学的决策支持则是企业经营成败的关键。成本效益分析是指对企业生产经营活动应用财务分析方法进行分析评价、以得到垒企业综合经济指标的过程。在炼油企业综合自动化中,成本效益分析是炼油企业生产管理中的重要环节,也是炼油企业生产经营决策中的必需步骤。

成本效益分析以企业获得最大利润为目标。对企业生产经营进行成本效益分析、并在此基础上进行生产方案的盈亏分析,为企业领导提供实际生产经营过程和生产计划的经济指标,以提高企业决策水平,加强企业在市场中的竞争能力。

为了达到公司预先制定的利润目标,就必须协调好企业各部门的工作,即原油采购、生产计划的制定、生产调度和产品的销售等。由于原油是炼油厂生产的主要原料,原油成本占了产品总成本的80-90%,因此,为了实现利润目标,必须首先控制原油成本,即控制原油的采购价格。

盈亏平衡分析是指利用财务分析方法和数学工具,对生产经营方案或计划进行分析,得出实现利润目标的原油最高采购价格(保利点)和保证不亏损经营(利润为O)的原油最高采购价格(保本点)。盈亏平衡分析对于原油采购,控制成本、提高经济效益具有重要的参考价值、是制定合理生产计划时的重要环节,对于控制生产成本、扩大利润,从而保证利润目标的实现,指导垒企业的生产经营,具有十分重要的意义。

此外,还有软测量技术、设备过程故障诊断新技术、生产过程的安全保护技术以及对实时测量的数据进行处理的数据调整技术等,都是自动化领域急待解决的难题和研究的热点。

将现场总线技术、信息技术应用于石油化工,,发展综合自动化整体解决方素及集成技术,可以提高产品质量,增加产品产量,降低生产成本,取得显著的经济效益和社会效益,增强企业的竞争能力,是今后石油化工工业自动化技术发展与应用的趋势。

石油化工自动化论文:我国石油化工自动化技术的若干探讨

摘要：化学工业是国民经济中必不可少的重要组成部分,它不但直接影响国计民生而且与国民经济的其他部门密切相关,同时又是农业、轻工、纺织、国防、交通运输等部门发展的不可或缺的基础工业之一。化工生产过程,往往是在密闭的容器和设备中,在高压、真空、高温、深冷的情况下连续进行的。此外,不少介质还具有毒、易燃、易爆、有腐蚀的性质。因此,为使化工生产正常地、高效地进行,就必须把各项工艺参数维持在某一最佳范围之内,并尽量使生产过程自动化、现代化。所谓化工生产过程自动化,就是在化工设备上,配置一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行。

关键词：石油化工 自动化 关键技术

几十年来,石油化工工业自动化技术随着工艺和装备技术的不断发展而发展,从初期简单的手工操作到连续工艺及负荷不断加大,对生产稳定性要求越来越高,对控制的要求及自动化水平也越来越高,仪表使用越来越普遍,从简单回路的闭环控制到单元装置的全面自动化,使用的控制工具也从气动单元组合仪表、电动单元组合仪表到DCS的广泛应用,控制水平也从单参数简单控制回路到多变量复杂控制回路,先进控制系统、优化控制系统在各种场合都有成功应用的典范。

一、化工自动化释义及其重要意义

在化工设备上,配备上一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,是生产在不同程度上自动地进行,这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法称为化工自动化。实行化工自动化的重要意义:

(1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量;

(2)减轻劳动强度,改善劳动条件;

(3)能够保证生产安全,防止事故发生和扩大,达到延长设备使用寿命,提高设备利用能力的目的;

(4)生产过程自动化的实现,能根本改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。

二、石油化工综合技术的结构构成

一般而言,流程工业企业对综合自动化技术的需求主要关注4方面的问题。(1)安全:即需要用高可靠性的控制系统、检铡和执行机构对设备与装置的运行提供保证,进而对关键装置进行故障诊断与健康维护。(2)低成本:通过先进的工艺及工艺参数以降低能耗和原料消耗,以及通过先进的建模技术、控制技术和实时优化技术来提高产品的合格率和转化率。(3)高效率:通过先进的计划调度与排产技术和流程模拟技术来提高设备利用率和劳动生产率。(4)提高竞争力:通过数据和信息的综合集成,如先进的管理技术(包括ERP、CRM、SCM等)、电子商务、价值链分析技术等,以促进企业价值的增值,最终提高企业的综合竞争力。

根据国内外综合自动化技术的发展趋势和网络技术的发展现状,流程工业综合自动化技术的总体结构可以分成3层结构。

(1)以PCS(过程控制系统)为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统(Dcs)、现场控制系统(FCS)、多总线网络化控制系统、基于高速以太网和无线技术的现场控制设备、传感器技术、特种执行机构等等。

(2)以MES(生产过程制造执行系统)为代表的生产过程运行优化层。主要内容包括先进建模与流程模拟技术(AMT:Advanced Modeling Technologies)、先进计划与调度技术(APS:Advanced Planningand Scheduling)、实时优化技术(RTO:Real-time Opfimization)、故障诊断与健康维护技术、数据挖掘与数据校正技术、动态质量控制与管理技术、动态成本控制与管理技术等等。

(3)以ERP(企业资源管理)为代表的企业生产经营优化层。主要内容包括企业资源管理(ERP)、供应链管理(scM)、客户关系管理(cRM)、产品质量数据管理(PqDM)、数据仓库技术、设备资源管理、企业电子商务平台等等。

通过研究生产过程制造执行系统(MES)及相关技术,可以实现在线成本的预测、控制和反馈校正,以形成生产成本控制中心,保证生产过程的优化运行,可以实施生产全过程的优化调度、统一指挥,以形成生产指挥中心,保证生产过程的优化控制;可以实现生产过程的质量跟踪、安垒监控,以形成质量管理体系和设备健康保障体系,保证生产过程的优化管理。

三、企业综合自动化所需要的关键技术

(1)信息的集成、挖掘和增值

信息集成是综合自动化的核心,而数据库管理系统则是信息集成的基础。由于流程工业的特点,有大量的反映生产过程状态的实时海量数据需要处理,管理和有效地应用,因此实时数据库管理系统是采用实时数据对生产过程进行监督与控制,对生产状态进行分析与评价的基础。因而流程工业信息集成环境中需要同时设置关系数据库和实时数据库系统。作为整个系统信息的集散地。这两个数据库既可独立地操作,又可协同动作,及时并行或交叉地处理来自全厂的各种信息。真正做到信息集成与共享。信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利用信息。

(2)科学的决策支持

生产经营决策是企业生产经营活动中的重要内容。但是,传统的生产管理模式还处于经验决策、具有较大的随意性、而科学的决策支持则是企业经营成败的关键。成本效益分析是指对企业生产经营活动应用财务分析方法进行分析评价、以得到垒企业综合经济指标的过程。在炼油企业综合自动化中,成本效益分析是炼油企业生产管理中的重要环节,也是炼油企业生产经营决策中的必需步骤。

成本效益分析以企业获得最大利润为目标。对企业生产经营进行成本效益分析、并在此基础上进行生产方案的盈亏分析,为企业领导提供实际生产经营过程和生产计划的经济指标,以提高企业决策水平,加强企业在市场中的竞争能力。

为了达到公司预先制定的利润目标,就必须协调好企业各部门的工作,即原油采购、生产计划的制定、生产调度和产品的销售等。由于原油是炼油厂生产的主要原料,原油成本占了产品总成本的80-90%,因此,为了实现利润目标,必须首先控制原油成本,即控制原油的采购价格。

盈亏平衡分析是指利用财务分析方法和数学工具,对生产经营方案或计划进行分析,得出实现利润目标的原油最高采购价格(保利点)和保证不亏损经营(利润为O)的原油最高采购价格(保本点)。盈亏平衡分析对于原油采购,控制成本、提高经济效益具有重要的参考价值、是制定合理生产计划时的重要环节,对于控制生产成本、扩大利润,从而保证利润目标的实现,指导垒企业的生产经营,具有十分重要的意义。

此外,还有软测量技术、设备过程故障诊断新技术、生产过程的安全保护技术以及对实时测量的数据进行处理的数据调整技术等,都是自动化领域急待解决的难题和研究的热点。

随着科学技术的飞速发展及其在工业生产中广泛和深入的应用,近几十年工业生产的发展体现着两个明显的特征,一是生产规模越来越大,二是生产技术水平越来越高。长期以来,我国化学工业技术水平较低,导致能耗物耗高,限制了化学工业的发展。要改变这种局面,根本的出路就是走科技进步的道路,采用先进实用的技术改造传统产业。将现场总线技术、信息技术应用于石油化工,,发展综合自动化整体解决方素及集成技术,可以提高产品质量,增加产品产量,降低生产成本,取得显著的经济效益和社会效益,增强企业的竞争能力,是今后石油化工工业自动化技术发展与应用的趋势。

石油化工自动化论文:石油化工仪表自动化控制系统分析

摘 要：在科学技术不断发展的情况下，工业生产也发生了很大的变化，在生产过程中使用的仪表和控制系统出现了智能化发展情况，这样也使得石油化工在生产过程中，化工仪表出现了自动化控制技术不断发展的情况，对出现的新情况进行更好的分析能够更好的促进石油化工企业发展，同时也能更好的促进我国经济的发展。

关键词：石油化工仪表 自动化控制 控制系统

在石油化工企业发展过程中，使用的仪表在科技含量方面发生了很大变化，这样也使得仪表出现了自动化控制和智能化发展的情况，在这种情况下，仪表本身性能发生了很大的改善。智能化仪表在发展过程中不仅仅在结构运作方面发生了很大的变化，同时在适应性和功能方面也发生了很大的变化，因此，对石油化工行业的发展也是非常有利的。对设备进行更好的设计，不仅仅在功能方面能够进行改善，同时在工作效率方面也发生了很大的变化，这样也能更好的对其进行分析，促进石油化工企业获得更好的发展。

1 石油化工仪表控制系统发展

在科学技术不断发展过程中，仪表系统也发生了很大的变化，正在逐渐向数字化、智能化以及网络化方向发展，有其对石油化工行业的发展是有很大的影响的。在石油化工企业中，自动检测仪表出现了非常明显的变化，对控制系统的性能改善是有很大影响的。对于现场总线控制系统来说，能够更好的对适应一些要求的变化，这样能够更好的促进变送器发展，同时，也能更好的实现数字化仪表发展。相比较一般的变送器来说，数字化仪表在性能方面出现了很大的变化，尤其在分辨能力和安全性能方面得到了非常明显的改善，同时，在稳定性方面也出现了很大的变化，这样在进行生产的时候能够更好的保证生产效率。数字化仪表在性能方面得到了很大的提高，同时，在结构方面也发生了很大的变化，这样在进操作的时候更加方便。为了更好的发展我国的进出口贸易，很多的企业在生产过程中对产品的质量提出了更高的要求，这样使用数字化仪表在产品精度方面也得到了更好的提高、对产品加强管理也能更好的保证我国的产品能够更好的和国际产品进行比较，这样能够更好的发展我国的进出口贸易，同时也能更好的提升产品的质量和性能。

1.1 DCS与FCS系统

在我国的石油化工系统中，都使用的是DCS系统，为了更好的适应科学技术的变化，DCS系统在不断发展过程中也发生了很大的变化，和传统的系统进行比较，新的系统在数字化智能控制方面得到了很好的发展，同时在兼容性方面也是非常好的。将不同的型号和厂家的DCS系统进行连接，这样能够形成更大规模的管理控制体系，同时在进行控制的时候也能更加方便的进行控制，这样在性能方面也是能够得到更好发展的。

1.2 新型DCS系统

对于石油化工企业来说，炼油装置是非常重要的生产设备，在进行生产的时候只要能够产出成品油和半成品有，在经常一定的处理以后，就能够将其进行储存和运输，这样也是石油化工企业在生产过程中最后的工艺。在石油化工企业中应用DCS系统，能够更好的提高自动化控制能力，同时在进行管理的时候也能更好的进行。石油化工企业应用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。

石油化工企业在进行生产的时候经常是会使用催化裂化的物质来进行生产的，在这种情况下，在炼油生产装置中是可以利用DCS系统来进行控制的，这样能够更好的对各个生产的情况进行监视和管理。在控制管理中操作是可以在一个控制室内完成的，这样就使得系统控制要采用多集控单元，同时在综合管理方面也是能够实现信息自动化控制的。

1.3 总线控制系统

现场总线控制系统慢慢形成了全数字化、开放性以及智能化化的特点，这样就使得石油化工企业在发展过程中出现了新的发展方向。现在，FCS自动化控制在应用方面出现了越来越好的情况，这样就使得设备在操作和功能方面也发生了一定的变化。现场总线控制系统在发展过程中出现了空间越来越广的情况，这样就使得很多的石油化工企业在生产过程中应用了FCS控制系统。现场总线控制工作是通过现场总线和局域网来进行实现的，因此，在进行使用的时候是要利用众多的计算机来进行实现的，这样能够更好的实现信息的交换，同时也能实现信息的共享。

2 具体分析

2.1 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。

2.2 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。

3 结语

在科学技术不断发展的时期，我国的石油化工仪表自动化控制技术也得到了很大的发展，在这种情况下，我国的石油企业在发展过程中也发生了一定的变化。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。

石油化工自动化论文:石油化工自动化控制历程和技术应用前景

摘 要：石油化工技术繁多而复杂，自动化控制是其中较为重要的一个系统。多方位提升自动化水平，以适应石油行业现代化机械水平，有助于石油行业的发展。文章首先阐述石油化工自动化控制历程，在此基础上，分析石油化工自动化控制技术应用前景。

关键词：石油化工；自动化控制；应用前景

前言

当前，我国经济快速发展，石油化工行业也得到了飞跃式进步，对应而言，企业规模的扩大化要求匹配高水平的技术，材料、工艺和技术应用不断翻新，加上自动化控制技术在石油化工行业的应用越来越广泛，其受到越来越多的重视，因而，自动化控制技术越来越重要。然而，石油化工自动化控制的发展还需要遵守化工企业的发展规律，在应用和发展中不断提高化工自动化控制水平。

1 石油自动化控制历程

技术发展在石油化工自动化系统中占有举足轻重的地位，其关乎着产业的发展趋势和呈现出的水平。石油自动化控制是十分重要的一个命题，甚为引入关注。石油行业的发展实践经验告诉人们，自动化是帮助企业提高效率的驱动力，尤其是当今信息技术不断发展更新并应用于现代企业之中，渗透到各个行业和领域，生产过程的自动化、企业信息管理自动化等多种自动化控制组成了现代企业自动化控制的概念。具体来说，从过程控制与管理，从仓库管理到市场营销，从生产计划到财务统计，设备管理到人事管理，自动化控制已经贯穿到企业的综合信息管理系统。

中国石油化工涉及自动化已经经历了半百年的发展，通过引进自动化技术的手段，首先对技术进行研究和探讨，不断吸收消化其中的精要，在此基础上进行创新，从而不断提高石油行业的自动化水平。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

我国石油化工企业一直关注于新技术的开拓和应用，这促进了石油化工自动化控制技术的不断飞越。与此同时，我们不难发现石油自动化行业的发展和转型离不开自动化控制技术的不断开拓创新。因而，石油化工自动化控制技术需要不断进行自主创新，从而提高产品质量，在节能降耗、增加资产利用率的同时，促进中国石油化工行业的发展。

石油化工自动化论文:石油化工自动化控制仪表常见故障的原因探究

摘要在科技飞速发展的带动下，自动化技术取得了重大突破，各种自动化设备应运而生，极大地推动了石油化工生产的自动化和现代化。在石油化工自动化控制系统中，自动化仪表发挥着不可替代的重要作用，仪表的故障诊断和分析也成为石油化工行业的一项重要任务。文章首先对石油化工自动化控制仪表进行了简要概述，然后分析了石油化工自动化控制仪表的疑难故障，以期对石油化工行业的安全、稳定生产起到一定的帮助作用。

关键词石油化工；自动化控制仪表；故障

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。

石油化工自动化论文:石油化工仪表中的自动化控制技术分析

摘 要 目前，随着我国社会主义市场经济的快速发展以及石油化学工业的不断进步，人们开始对自动化仪表提出越来越高的要求。过去传统的自动化仪表已无法满足现代化石油化学工业的需求，所以必须进一步提升自动化仪表的控制技术，使之实现网络化、集成化与智能化，只有这样才能取得最大化经济效益与社会效益。本文详细介绍了我国石油化工仪表的各项控制系统，并加以分析，以期为我国石油化工的健康、持久、稳定发展提供有利条件。

关键词 石油化工仪表；自动化控制技术；智能化

一般情况下，石油化工必须配合天然气才能顺利生产，二者相互提供半成品与原料，最终实现最大化经济效益和社会效益。而现阶段的自动化控制技术也开始从过去传统单一结构运作模式转变成网络化、集成化与智能化共同发展的新型运作模式，这不仅提高了自动化仪表的各项功能，还强化了自动化仪表的适应性，使之能够有效满足石油化工提出的要求。

1 我国石油化工仪表的控制系统

为了尽快适应现代化石油化工仪表提出的各项要求，现场总线控制系统必须把数字化仪表作为变送器，这主要是因为数字化仪表的分辨力高、稳定性能与安全性能好，而且结构相对比较简单。同时还要加强产品管理能力，适当增加液相色谱仪与在线油品质量分析仪的实际使用量，以获取更为精准的数据资料，进而显著提升产品质量与性能，让出口产品质量能够匹敌当前产品，甚至是国际产品。

1.1分散控制系统与未来战斗系统

根据有关调查数据显示，我国石化系统与石油化工系统已采用3000多套分散控制系统，其中石化系统的采用量占总数的50%。由于现代科学技术的发展过于迅猛，促使分散控制系统不停地研发新产品，而新产品的生产应用了许多不同的系统，例如数字化智能控制系统、OPC系统与兼容性系统等，导致不同厂商与不同型号的分散控制系统都能够有效结合在一起，最终形成大规模的网络管理自动化控制体系。该系统除了更易于控制外，还有效增强了产品性能，使经济效益与社会效益实现了最大化。

1.2新型分散控制系统

成品油与半成品油在炼油设备中生产出来后，一定要做好调和工作，这样才能贮存运送出厂，该过程即为石油化工制油的最后一道工艺。在石化企业运送油品过程中，合理应用分散控制系统，除了可以提高自动化控制水平外，还可以便于管理工作的实施。应用分散控制系统来实现我国石化企业的仪表控制，而其他新建设备也可以应用分散控制系统来完成各项控制与管理工作。但如果设备为加强使用型或是石油化工的重要组成部分，那么应用分散控制系统时，其效用就会无法充分发挥出来，使得资源出现不必要的浪费，同时还会因使用率减少而导致自动化系统复杂化。

1.3总线控制系统

石油化工仪表中的现场总线控制系统具有微型化、数字化、智能化与开放化等诸多特征，而且这些特征已成为当前新型石化企业的主要发展目标。现阶段，未来战斗系统已广泛应用于各个领域，其设备操作技术与功设备能开发也随之得到有效完善，这对于现场总线控制系统的可持续发展来说具有十分重要的作用和意义。根据有关调查数据统计，大多数石化企业在控制系统方面仍采用未来战斗系统对本企业生产设备进行控制，最后利用现场总线与局域网来顺利完成现场总线控制工作。局域网的主要效用是通过网络让多个计算机系统实现信息的相互交换，其中具有较大的信息容量，相互之间可以达到信息共享的效果。而现场总线控制系统的技术要求是完成技术的信息共享工作，这样除了可以让用户公开化外，还可以让全部制造商公开化。

2 我国石油化工仪表控制系统的分析

2.1执行仪表的检测方法

展开石油化工生产作业时，其现场设备与管道内介质的实际温度均为-200℃～1800℃，并采用双金属温度计代替水银玻璃温度计，以便分散控制系统直接获取热电偶信号与热电阻信号。压力仪表在石油化工中是极为重要的构成部分之一。利用诸多原理制成的特殊压力仪表与压力传感器，不但可以抵抗高温，还可以在易结晶介质、脉动介质和粉状介质的条件下测量工作所需压力。此外，从物位仪表的角度上看，石化行业通常把液位测量作为重要核心，只有浮力式仪表具有通用产品，其他仪表均无通用产品，例如物料仪表等。但根据测量方法可有效划分为雷达、浮力、电容、静电、磁致伸缩和超声波等诸多类型，而且仪表内还存在执行器、流量仪表、在线过程分析仪和分析仪器等装置。为了能够正确分析出生产过程中的各类物料成分，必须保证温度、液位、压力与流量等工艺参数的准确性与真实性。同时还要详细分析石油化工生产后排放的所有物质，以防止生态环境受到严重污染。

2.2执行仪表的控制方法

过去传统石油化工在生产过程中均是一个设备使用一个控制室，但现阶段均为多个设备共用一个控制室，也可以由一个控制中心来控制全厂所有设备，把CRT显示或LCD屏幕作为核心。以便操作人员更易于使用。由于石油化工设备具有十分复杂的工艺过程，而且在一定程度上还会出现爆炸、火灾等情况，所以必须进一步提升石油化工的生产安全性、可靠性与稳定性。如果只依靠分散控制系统完成所有控制工作，那么现代化石油化工提出的要求就无法满足其效。应用智能化控制仪表与自动化控制仪表展开石油化工作业，除了可以实现安全生产外，还可以实现人性化生产。除此之外，还要将报警系统安设在生产线的危险区域，这样有毒气体或是可燃气体泄漏时就能够立即提醒，便于采取防护措施。

3 结论

我国石油化工企业必须高度重视各项生产仪表，并进一步增强自动化控制技术，只有这样才能消除安全隐患，保证产品质量。在确保石油化工安全生产的条件下，对自动化仪表控制系统进行研究与设计，以强化企业本身的自动化控制技术，提高市场竞争力，最终取得最大化经济效益与社会效益，这对于我国石油化工企业的可持续发展来说具有一定的推动作用。

石油化工自动化论文:探究石油化工企业自动化技术的发展策略

摘 要：石油化工发展综合自动化整体解决方案，有利于提高和增加产品产量，降低生产成本，取得显著的经济效益和社会效益，增强企业的竞争能力，本文论述了石油化工自动化技术目前的发展现状，以及提高石油化工工业自动化技术的具体措施。

关键词：石油化工 自动化技术 发展 信息

在信息技术高度发达的今天，石油化工自动化技术随着工艺和装备技术的不断发展而进步，从初期简单的手工操作到连续工艺作业，对生产稳定性和对控制的要求及自动化水平也越来越高，从简单的闭环控制到装置的全面自动化，使用的控制工具也从实现了DCS的广泛应用；控制技术方便又先进的控制系统、优化控制系统.随着工业规模的进一步推广，快速反应、临界稳定工艺、能量综合平衡等工艺的开发成功，对自动化提出了更高的要求。石油化工发展综合自动化整体解决方案，有利于提高和增加产品产量，降低生产成本，取得显著的经济效益和社会效益，增强企业的竞争能力，是今后石油化工工业自动化技术发展与应用的趋势。同时，激烈的市场竞争也对自动化提出了新的要求。

一、石油化工自动化技术的发展现状

1现场总线的应用正在逐步推广

现场总线应用于生产现场，实现全数字化、串行、双向、多变量数字通信的网络互连技术。现场总线虽然没有实现“制定单一现场总线”，但与现有的DCS、PLC等相比，现场总线控制系统FCS由于具有的全数字多点通信、现场设备状态可控、开放性、互可操作并能实现分散控制等特点，仍然是石油化工行业基础自动化系统的发展趋势。

2.工业控制系统软件及各种应用软件开发、系统集成技术成为核心技术，取代系统硬件而成为高附加值的载体

具体的技术手段首先是FCS将与DCS共存.DCS技术实现了性能可靠，软件丰富，功能完善等优点.已经成为工业生产过程控制的主要手段，当前工业自动化系统应用，没有随着FCS的出现而退出历史舞台，在今后相当长一段时间内，DCS将会与FCS共存下去。其次是现场总线与DCS相结合。从集成到控制系统，将现场总线智能仪表连接到DCS上，利用DCS的控制功能和软、硬件产品带动现场总线来应用。利用现场总线的全数字通信功能，收集现场大量非控制信息，建立现场智能设备数据库，建立和完善智能设备的远程状态监控、故障诊断、预防维护、在线调校等远程管理功能，实现对现场设备的一体化管理与控制。

二、石油化工企业综合自动化的有效手段

1.实现企业的管控一体化。

自从计算机发明以来，自动化技术就和信息技术紧密结合到了一起。信息技术的发展，给自动化技术提供了便捷的工具，使得过去的均匀控制、解耦控制、模糊控制等变成了一段段比较容易实现的软件代码。如何把IT技术尽可能多地应用到自动化技术中的能力，已经成为决定企业竞争力的重要因素。

1.1是更好的应用IT技术，通过优化来产生效益，和具体的工艺、设备相结合，挖掘设备和工艺潜力，促进提高产量、降低消耗、并使生产过程更加安全。

1.2是将企业中的“自动化孤岛”变成一个统一的平台，具体措施是：实现信息共享，提高信息利用率，提高企业决策水平和实效性，实现管控一体化。

2.先进的自动化控制系统的建立。

以PCS（过程控制系统）为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统（DCS）、现场控制系统（FCS）、多总线网络化控制系统、基于高速以太网和无线技术的现场控制设备、传感器技术、特种执行机构等等。同时以MES为代表的生产过程运行优化层。

2.1信息的集成、挖掘和增值

数据库管理系统则是信息集成的基础。因此要利用数据库管理系统时数据对生产过程进行监督与控制，同时设置关系数据库和实时数据库系统。利用信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利用信息。

2.2成本效益分析

应用财务分析方法进行分析评价，可以得到全企业综合经济指标的过程。在炼油企业综合自动化中，成本效益分析是炼油企业生产管理中的重要环节，也是炼油企业生产经营决策中的必需步骤。成本效益分析以企业获得最大利润为目标。对企业生产经营进行成本效益分析、并在此基础上进行生产方案的盈亏分析，为企业提供实际生产经营过程和生产计划的经济指标，加强企业的竞争能力。为了达到公司预先的利润目标，就必须协调好原油采购、生产计划的制定、生产调度和产品的销售，控制控制原油的采购价格。

3.实现企业生产经营优化层

主要内容包括企业资源管理、供应链管理、客户关系管理、数据仓库技术、设备资源管理、企业电子商务平台等等。通过研究生产过程制造执行系统，可以实现在线成本的预测，以形成生产成本控制中心，保证生产过程的优化运行；可以实现生产过程的质量跟踪、安全监控，以形成质量管理体系和设备健康保障体系，保证生产过程的优化管理。

4.进行流程模拟，建立过程模型

实现流程模拟，是流程工业综合自动化的关键技术。由于炼油生产具有高度复杂性的特点，必须将工艺机理建模与系统工程理论紧密结合起来。实践证明，结合应用线性规划或动态规划的办法建立计算机调度系统，实现优化调度的有效途径。过程操作优化根据市场原料和产品需求变化，技术难点是建立过程稳态数学模型。此外，还有设备过程故障诊断技术、生产过程的安全保护技术等。

石油化工自动化论文:谈中国石油化工自动化系统集成现状与发展

摘要：石油化工是化学工业重要组成部分，其自动化水平的高低直接影响着石化产品的产量、品种及质量，影响着现代石化企业生产经营效益。本文就我国石油化工自动化系统集成现状和未来发展趋势进行了探讨，对理清我国石油化工自动化发展有一定意义。

关键词：石油化工 自动化系统 集成现状 发展趋势

一、引言

石油化工是化学工业的重要组成部分，是国民经济的基础和支柱型产业，在经济发展与人民生活中起着极为重要的地位，石油化工自动化系统技术水平直接关系着石油化工产业的发展水平，尤其是随着信息技术和现代企业管理水平的不断提高，石油化工自动化已经不再局限于生产过程的自动化，还涵盖了生产过程、人事管理、市场营销等多个范畴，直接影响着现代石化企业的生产经营效益。近年来，我国石油化工自动化系统集成取得了巨大的进步，一些技术甚至走在了世界前列，促进了我国石油化工的发展，获得了良好的经济效益与社会效益，但同发达国家相比，我国石油化工自动化系统集成水平还有不少未解决的问题，影响了石化企业整体自动化水平。

二、石油化工自动化系统集成现状

1.现场总线技术被广泛应用

现场总线技术是应用于生产现场，实现现场仪表、仪器、控制设备等之间数字通信的网络互连续技术，这一技术被广泛应用于石油化工自动化系统之中，其开放性、可控制、分散控制性等特点，给石油化工自动化系统通信技术产生了非常大的影响，为完善石油化工自动化管控一体化功能提供了有力条件。虽然现场总线控制系统有着众多优点，但传统DCS系统已经相当成熟实用，在可靠性、安全性、开放性、灵活性、协调性等方面都有突出表现，且功能相较现场总线控制系统更为完善，因此目前在石油化工自动化系统中还占据着一定地位，处于同现场总线系统共存的状态。

2.信息化与自动化高度结合

随着计算机技术与通信技术的发展，实时数据库技术、测量技术、数据处理技术、控制与过程优化技术、ERP技术等取得了较大的突破，IT技术被大量应用到石油化工自动化系统之中，有效的提升了生产过程远程监控、故障诊断、设备维护等自动化水平。而随着IT技术在石油化工自动化系统中的应用，相关的生产工艺、设备选型、生产流程等也发生了巨大的变化，极大的提升了石油化工企业的生产能力，降低了生产成本，提升了生产过程的安全水平。总体看来，在IT技术高度融入石油化工自动化系统后，石油化工生产智能化、数字化、信息化水平都得到了巨大的提升。

3.企业管理综合自动化

我国石油化工自动化系统的发展经历了数十年的时间，在不断的引起进技术、创新研究的过程中，我国石油化工自动化系统集成水平越来越高。目前，石油化工自动化系统集成已经迅速拓展向整个企业生产经营流程，取得了较大的成果。石油化工自动化系统综合流程主要分为三层结构，分别是生产过程控制系统、生产过程制造系统、企业资源管理系统等，涵盖了生产现场自动控制、生产流程优化维护、企业生产经营管理的方方面面。

三、我国石油化工自动化系统集成发展趋势

1.自动化系统集成水平进一步提高

随着全球经济一体化进程的加快，我国石油化工企业将会进一步融入国际竞争之中，要在国际竞争中占据更为有效的地位，石油化工企业就必须集成自动化系统，打破传统自动化系统信息孤岛的情况，提升信息流通和系统管理水平，真正实现实现一体化生产经营。而随着石油化工企业生产规模的扩大，自动化系统控制规模将进一步提升，安全仪表、设备监视、分散控制、数据采集、储运管理、设备管理、实时优化等多个子系统之间的自动化控制协调需求越来越高，这些都对石油化工自动化系统集成提出了更高的要求，必然促进系自动化系统集成水平的不断提高，不断向大型化、集成化、智能化方向发展。

2. MAV策略将成为重要模式

MAV策略是一种全新的主自动化系统供应商策略集成模式，这种集成模式以自动化系统供货商为核心，建立石油化工仪表与控制一体化系统，提升系统的性价比和使用寿命，降低系统的综合成本。这一模式，将会涵盖系统集成方案、网络结构、设备配置、管控作业程序、功能规模、组态模块、操作维护等等多个方面，使系统公用工程和生产装置同步集成，通过各接口和人机界面，以统一的标准总体协调。MAV策略能很好的应对现代大型石化项目建设、运行方面的需求，有利于集中管理、优化资源，将成为未来石油化工自动化系统集成的重要发展方向。

3.系统安全水平不断提升

石油化工自动化系统涉及生产、经营等多个环节，系统安全直接影响着整个企业生产、经营的安全， 直接关系着企业的经济效益与社会效益。目前石油化工自动化系统多采用ERP/MES/PCS的三层网络架构，这种架构在系统安全上还存在不少缺陷。随着硬件、软件等技术的提升，尤其是智能HART技术、现场总线技术、无线通信技术等在自动化系统中的深入应用，信息安全问题将会变更越来越为重要，如何保证系统的安全性将成为众多企业共同关注的问题，将会催生自动化系统安全水平的提高，从硬件设备、软件平台、安全策略、风险应对等多个方面得到完善。

4.绿色低碳将会成为自动化系统集成的影响因子

长期以来，我国二氧化碳排放量、工业能耗都一直较高，在能源与环境问题越来越为严峻的背景下，绿色低碳已经成为时代的主题。我国目前石油化工自动化系统集成对绿色低碳的考虑相对较弱，这是一个迫切需要解决的问题。未来，将会建立起一套以低碳能源、低碳技术、低碳产业为基础的新的生产经营模式，这必然会影响石油化工自动化系统集成，促使自动化系统集成更多的考虑绿色、环保问题。

四、结束语

石油化工自动化系统集成水平直接影响着我国石油化工生产经营管理水平，随着我国经济的发展与人民生活水平的提高，对石油化工生产经营管理提出了越来越高的要求。我国现有的石油化工自动化集成水平同发达国家相比还有较大差距，在未来，石油化工自动化系统将会向大型化、智能化、规模化、绿色化方向发展，系统安全水平将会不断提高。

石油化工自动化论文:浅析石油化工企业的综合自动化变电所

【摘要】在科技、经济飞速发展的今天，变电所发展自动化领域中，先进的电气设备已逐渐去代替老的、传统化的电气设备；特别是智能化数字开关、光电式互感器、等机电一体化设备的出现，变电所自动化技术即将进入数字化新阶段。本文主要针对目前石油化工企业110Kv、 35Kv与10Kv变电所自动化系统的特点，对其结构及功能等进行概括地阐述。

【关键词】变电所 综合自动化 构成特点

1 综合自动化变电所研究的主要内容

变电所自动化技术经过近几年的发展已经达到了更高的水平。自动化技术的大范围采用，使得我国城乡电网改造与工厂建设都已经大部分实现了无人值班，同时，自动化新技术在110kV及以上的超高压变电所建设中也得到了大量的采用，从而使电网建设的现代化水平得到了很大程度的提高，输配电和电网调度的可能性得到了增强，不仅如此，自动化技术的应用也使得变电所建设的总造价还得以降低，这已经成为了不争的事实。

对石油化工企业的110Kv变电所，为了确保电力系统安全、经济运行，通过对于先进的计算机技术、通信技术的有效应用，使得新的电气设备的保护和控制技术应用得到了充分的技术支持，变电所监视、控制问题得到了有效的解决，各专业之间在技术上、管理上实现了有机的结合；配合的默契程度也得到极大的促进，自动化技术的采用为电力系统自动化进一步发展打下了坚实的基础，变电所的安全性、可靠性得到大幅度的提高，运行质量也更为稳定。例如，高压电器设备本身监视信息的采集工作，变压器、避雷器以及断路器等设备的绝缘和状态等；故障录波器和继电保护等装置完成的各种故障前后瞬态状态量和电气量记录数据的采集工作，在完成上述工作后将相关信息报送给调度中心，以便为检修计划的制定、电气设备的监视以及将来的事故分析提供准确的原始数据。全面实现变电所综合自动化，对新建变电所不再实行过去的常规测量监视、保护、控制屏，实现由少人值班逐步向无人值班的过渡；对于老变电所的控制、测量监视等各方面进行技术改造，以进一步达到少人甚至无人值班的目的。

对于35Kv与10Kv的变电所，应当将改进和提高用电质量，提高供电安全与供电质量作为工作重点。更为高效地利用变电所综合自动化系统，全面改造与提升变电所的二次设备，不再使用原有的测量、保护、控制和监视屏，全面提高变电所综合自动化程度，以使变电所的控制和监视技术水平得到全面提升，使变电所管理得到有效的改进，最终使变电所无人值班得以实现。

要实现变电所的综合自动化应当从以下几方面着手：

（1）电网运行参数、设备运行状态的随时在线监视；设备本身异常运行的自检和自诊断工作。

（2）如果发现装置内部异常或变电所设备异常变化，为防止事态扩大，并保护其他设备安全，应当立即自动报警并闭锁相应的出口。

（3）如果电网出现事故，为将故障限制在最小范围，应当快速判断、决策，采样，并迅速隔离和消除事故。

（4）为确保自动和遥控调整电能质量，应当实现变电所运行参数的在线统计、计算、存储、分析报表和远端传输。

2 综合自动化变电所系统具有如下的特点

变电所综合自动化系统的主要特点包括系统结构微机化、功能综合化、操作监视屏幕化、测量显示数字化、运行管理智能化等几个方面。

2.1 微机化的分级分布式系统结构

不同配置的单片机或微型计算机共同组成了综合自动化系统内各子系统和各功能模块，其系统结构采用分布式结构，应用通讯技术，并通过总线、网络等，将数据采集、控制、微机保护等各个子系统连接起来，构成一个呈现分级分布式的整体系统。

2.2 综合化的功能

变电所综合自动化系统具有多种技术密集、多种专业技术相互配合、相互交叉的特点。它是以数据通信技术、计算机硬件和软件技术为基础逐步发展而来的。是变电所内全部二次设备（除交、直流电源以外）的综合集成。而微机监控子系统则是原来的模拟屏、操作屏、仪表屏、显示屏以及远动装置、变送器柜、中央信号系统等各项功能的综合集成；微机保护子系统替代了以前晶体管式或电磁式的保护装置；监控系统和微机保护子系统相结合，综合了故障测距、故障录波、中性点非直接接地系统和无功电压调节等子系统的各项功能。

2.3 屏幕化的操作监视

综合自动化变电所的实现，以CRT屏幕上的实时主接线画面来取代以前常规的庞大模拟屏；用屏幕上的鼠标操作或键盘操作来取代常规在控制屏上或断路器安装处进行的分、合闸操作；用计算机屏幕上的软连接片所取代了常规在保护屏上的硬连接片；以屏幕文字提示或语言报警以及画面闪烁取代了常规的光字牌报警信号；通过计算机上的CRT显示器，可以实现对整个变电所运行情况的实时监视并对各开关设备进行操作控制。

2.4 数字化的测量显示

常规的指针式仪表被CRT显示器上的数字显示所取代，实现了更为明了和直观的数据显示；而原来的人工抄表被打印机打印报表取代，这样一方面减轻了值班员的劳动强度或者直接节省了人力，另一方面还提高了测量精度及准确性，提升了管理的科学性。2.5 智能化的运行管理

变电所运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化；数据信息分层、分流交换自动化；变电所运行发生故障时能即时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见；系统能自动发出变电所设备检修报告，即常规的变电所设备“定期检修”改变为“状态检修”。

要实现无人值班（或少人值班），变电所综合自动化是一种最重要的手段，根据重要性和电压等级的不同，变电所实现无人值班的要求和手段有所差别。但是，通过采取各种技术手段，使变电所整体的自动化水平得以提高，发生事故的机会得以减少，这些都是实现无人值班的关键；只有这样，才能缩短事故处理和恢复的时间，使变电所的整体运行更为可靠和稳定。

3 综合自动化系统变电所可以实现的各种功能

3.1 微机保护功能

此种保护是对站内所有的电气设备进行的保护。主要包括母线保护，变压器保护，线路保护，设备自投及电容器保护，低频减载等自动安全装置。上述各类保护还具有存储多套定值、故障记录、适合当地修改定值等其他功能。

3.2 数据采集功能

3.2.1 状态量采集功能

隔离开关状态，断路器状态，变电所一次设备告警信号及变压器分接头信号等均属于状态量的范畴。目前这些信号大多数采用的是光电隔离方式输入系统，也可通过通信方式获得。保护动作信号与其他信号不同，采用的是计算机局域网通过通信方式获得。

3.2.2模拟量采集功能

线路电压，各段母线电压，馈线电流，电压和功率值，频率，相位，电流和功率值等，这些都是变电所采集的模拟量。此外还有变电所室温，变压器油温等一些非电量数据的采集。模拟量采集精度应当可以满足SCADA系统的需要。

3.2.3 脉冲量功能

脉冲量主要是脉冲电度表的输出脉冲，是也采用光电隔离方式与系统相连接的，内部采用计数器对脉冲个数进行统计，实现对电能的准确测量。

3.3 故障录波测距和事件记录功能

事件记录应当包含开关跳合记录以及保护动作序列记录两个方面。其SOE的分辨率一般应当在1～10ms之间，这样可以满足不同电压等级对SOE的不同要求。变电所故障录波配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。

3.4 控制和操作闭锁功能

操作人员可通过CRT屏幕对隔离开关，断路器，电容器组投切，变压器分接头进行远程控制操作。为了防止由于系统故障造成的被控设备无法操作，在系统设计时应当保留人工手动直接跳合闸手段。操作闭锁有以下内容：

（1）电脑五防及闭锁系统；

（2）根据实时状态信息，自动实现断路器，刀闸的操作闭锁功能。

（3）操作出口有同时操作闭锁功能。

（4）操作出口有跳合闭锁功能。

3.5 同期合闸和同期检测功能

该功能可分别以自动和手动两种方式实现。可以选择由独立的同期设备实现，也可以通过微机保护软件模块得以实现。

3.6 无功和电压的就地控制功能

电压和无功的控制一般采用调整投切电容器组，变压器分接头，同步调相机，电抗器组等方式实现。操作方式可以手动也可以自动，人工操作的情况下，可以就地控制或者远程控制。

3.7 数据处理功能

数据处理的主要内容是数据处理和记录历史数据的形成和存储，其中，上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据也包括在内。具体包括：

（1）断路器动作的次数信息；

（2）断路器切除故障时跳闸操作次数和截断容量的累计数量；

（3）变压器的有功、无功、输电线路的有功、无功，母线电压定时记录的最小，最大值及其时间数据。

（4）独立负荷每天的峰谷值，有功、无功及其时间数据。

（5）修改整定值及的控制操作记录；根据需要，该功能既可以在变电所当地全部手动实现，也可在远程调度中心或操作中心实现。

3.8 系统的自诊断功能

系统内部各种功能插件应当具有自诊断功能，自诊断信息与被采集的数据一样，被周期性地送往后台主控计算机和远方调度中心或操作控制中心进行处理。

3.9 与远程控制中心的通信功能

本功能在常规远动‘四遥’的基础上又增加了远方修改故障录波、整定保护定值与测距信号的远传等，其信息量远远超过了传统的远动系统。根据现场的不同要求，系统应当具有通信通道的切换及备用功能，确保通信的可靠性，不仅如此，还应当具备同多个调度中心不同方式的多种通信接口，且各通信口及MODEM应避免干扰，相互独立。保护和故障录波信息可以采用独立的通信接口与调度中心连接，通信规约应满足调度中心的要求，符合国家标准及IEC标准等相关行业标准。

3.10 防火、保安系统插件功能

从设计原则而言，无人值班变电所应具有防火、保安措施。

4 变电所综合自动化系统的现状及发展趋势

综合自动化的变电所在新建的一些变电所的运行中表现出了很明显的技术先进、功能齐全、结构简单、安全可靠等特点；经过十多年的发展和完善，目前已经达到很高的水平。在我国城乡电网的改造与工厂的建设中，不仅中、低压变电所大范围采用了自动化技术而实现了无人值班，而且在220kV及以上的超高压变电所建设中也大量采用了各种新的自动化技术，从而使电网建设的现代化水平得到了极大程度的提高。综合自动化技术的运用，不仅使输配电和电网调度的可靠性得到增强，同时也使得变电所建设的总造价得以有效地降低。

5 结语

由以上的分析我们可以看到，变电所综合自动化技术的采用，对于提高电网的安全和经济运行水平、实现电网调度自动化和现场运行管理现代化可以起到极大的促进作用，它将使电网一次、二次系统的效能和可靠性得到大大增强，同时，对于保证电网的安全稳定运行也具有相当重大的意义。

变电所综合自动化，促进了无人值班变电站的实现，可以利用远动技术使电网调度迅速而准确地获得变电站运行的实时信息，完整地掌握变电站的实时运行状态，及时发现变电站运行的故障并做出相应的决策和处理，同时可以使值班管理人员根据变配电系统的运行情况进行负荷分析、合理调度、远控合分闸、躲峰填谷，把握安全控制、事故处理的主动性，减少和避免误操作、误判断，缩短事故停电时间，实现对变配电系统的现代化运行管理。

总之，变电所综合自动化系统具有可靠性高、抗干扰能力强、实时性好及维护简单等特点。随着计算机技术的迅速发展，变配电站的计算机化进程越来越快，变配电所计算机监控及无人值守已成为当今电气自动化领域的发展趋势，随着科学技术的不断进步以及硬件软件环境的不断改善，综合自动化技术的优越性也必将进一步地展现出来。

石油化工自动化论文:浅析石油化工自动化技术的应用与发展趋势

【摘要】在我国社会经济的取得发展与进步，人民的生活水平日渐提高，信息技术飞速发展的时刻，石油化工工业设个一直被我们熟知的传统工业，在当今时代仍然是一个国家经济发展支柱性产业。随着工业规模的扩大，经济全球化的迅猛发展，石油化工产业对石油化工的自动化提出了新的要求。与此同时，信息技术也对石油化工自动化技术的发展注入了新鲜的血液。

【关键词】石油化工 自动化技术 发展趋势

在国民经济迅速发展的背景下，我国的能源消耗量也日益增加，虽然我国是一个能源大国，资源丰富，但是如今的经济发展需要的能源的数量惊人，在激烈的市场竞争中，我国的石油开采量与我国人民的日常生活、工业生产所需渐渐拉开了差距，为了进行生产，我们从国外进口石油的现象越来越严重。但是从长远的发展来看，要想提高综合国力使国家长久稳定的发展，就要减小对国外能源的依赖，寻求新的方法推进我国资源的开采和利用，减少石油进口量。1 石油化工自动化技术应用必要性1.1 石油资源对我国经济发展的重要作用

石油是我国一项极其为重要的基础能源，也是全球需求量最大的能源，经济全球化的迅速发展，信息技术全球化的推广，让石油工业迎来了较大的发展机遇，同时也面临着前所未有的挑战。尽管我国号称能源大国，但是随着世界范围内的经济发展，国内的石油的提供量已经不能满足当今工业生产的需求。在社会不断发展的今天，传统的石油化工企业的生产设计理念不再适应当前的发展，具体的环境逼迫着生产理念的改变。如今的石油化工企业改变了航向开始朝着智能化的方向发展。

1.2 先进的科学技术逐渐渗透到石油化工企业

石油资源能够保障我国国民经济的平稳增长。世界范围内的经济发展趋势逐步把先进的科学技术融入到石油化工行业中。在分析了以往的人工操作的局限性和不准确性，逐步运用先进的科学技术模拟人工化，不仅达到了人工操作的效果，还高额度的，高精准性的完成了数百倍次的工作量。从工厂生产的操作、维护的不同的角度出发，先进技术的控制系统具有相对的开放性、易于管理性。不需要耗费太大的精力，只要熟悉操作程序，并且通过生产操作的自动化、经营管理模式的信息化、就可以简单的实现传统石油化工企业从原油选择、采购、生产加工再进一步得到石油以及石油附属产品的全部过程，不同的是这一过程具有智能性，简化了工人手工操作的人力耗费和时间耗费。这种智能化的石油化工的生产及管理，可以在相同的时间和空间上使企业的利润最大化。

1.3 传统石油化工企业中，人工操作的缺陷性及危险性

（1）在传统的石油化工企业中，生产需要人工操作，大量的作业量需要很大数量的工人协作完成，石油化工生产作业时具有一定的危险性，大量的工人集中作业的工作环境下，一旦发生安全事故，大量工人的人身和财产安全得不到保障，会造成大量的人员伤亡。

（2）人工操作，达不到石油化工产业要求的精准度。石油化工企业的生产工作有严格的精准性要求，但是人工操作生产过程中，精准度不易控制，在人工操作控制的情况下，想要达到精确的工艺参数要求有很大的难度。并且极易因为这种误差而造成投料不当，从而导致生产时超温超压等异常状况，埋下安全隐患，引起事故的发生。

（3）石油化工属于高污染性，高腐蚀性的工作环境，全人工操作的模式下，如果做不好安全防范工作，长期工作的人员的身体健康得不到保障，对身心极可能造成不可逆转的伤害，容易形成职业病。

2 石油化工自动化技术的应用及发展趋势

2.1 自动化技术的应用

石油化工自动化技术投入到石油化工企业的使用中，目前的使用主要有两方面的应用：自适应控制和最优控制。

（1）自适应控制。根据具体的工作环境，智能调节机器的性能生成反馈信息，接受反馈信息后系统自动按照事先设定的程序标准来进行工作。在我国目前的石油行业自动化生产过程中，自适应控制运用到了石油化工的不同部门，与以往的传统自适应控制模式相比较来看，如今的自控制系统更主要的是自整定与模型参考，具有具体的辨识过程的独特性。并且在辨识过程中激励信号平稳运行。

（2）最优控制。在当代的控制理论中，最优控制是一个占据极为重要作用的构成环节。最优控制给人们的生活提供了一个安定和平的大环境，使人民群众的生活的各个方面得到定改善。如今最优控制在石油化工产业上的应用成果较为显著，解决了传统人工操作的各种弊病，提升了石油化工产业在我国的产业地位。

2.2 石油化工企业的自动化控制发展趋势

2.2.1FCS将与DCS共存

DCS 自七十年代问世以来，采用了大量先进的成熟技术，经历了发展、成熟到集中应用几个阶段。DCS 技术成熟，性能可靠，软件丰富，功能完善，得到了用户的信任，而FCS还处于发展阶段，技术还不太成熟，可靠性还有待考证，功能不如DCS 完善。如今广大用户虽然关注FCS 的发展，但是多持观望的态度。DCS 至今已经发展得相当成熟和实用，仍是当前工业自动化系统应用的主导型，不会随着FCS的出现和发展而走向衰退或是退出历史的舞台，DCS将会与FCS在相当长的一段时间内共存下去。

2.2.2现场总线与DCS相结合

现场总线技术集成到现有控制系统中，利用DCS丰富而成熟的控制功能带动现场总线的推广应用。现场总线与传统控制系统之间的集成通过三种途径：一是现场总线在DCS、PLC的I/O 层次上的集成，二是现场总线设备通过网关集成到DCS、PLC上，统一组态、监控与管理；第三是独立FCS 与DCS、PLC 之间的信息集成，两者之间通过网关实现信息交流与映射。通过以上几种方法可以利用DCS、PLC成熟的技术与经验，发挥现场总线的独特优势。在现场总线推广应用的基础上，尽快完善一体化功能。实现对现场设备的一体化管理与控制。

3 结语

在经济全球化的大背景下，石油化工企业决定着一个国家竞争力的命脉，石油化工产业融入的技术含量的多少也是彰显一个国家综合国力的重要指标。石油化工的自动化控制技术一直努力的寻找新的突破，处于不断改革、创新的阶段。石油化工自动化控制技术不断进步对石油化工行业在激烈的行业竞争中的生存与发展起着积极作用。