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邹义方:石油化工自动化控制历程和技术应用前景

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石油化工自动化控制历程和技术应用前景

邹义方

西气东输武汉管理处

摘要:石油化工是一个工艺复杂、设备数量多的行业,自动化技术的应用可以改善石化企业的管理水平和经济效益。本文针对石化化工中自动化的应用和发展进行展开说明,主要介绍了石化化工的自动化关键技术及应用前景。

关键词:石油化工 自动化 应用前景



1  引言


新形式下,我国经济正受到全球化的更加深远的影响,石油化工行业亦是如此。新市场竞争下,企业纷纷采取相应的措施提升自身的管理水平和生产效率。自动化控制技术可以较大程度地提升企业的管理水平,因而得到较大范围的应用。本文针对石化化工行业中的自动化控制进行分析,对石化中自动化技术的控制历程进行简单介绍,并着重介绍了自动化的关键技术及未来发展的方向。


2  石油自动化控制历程及模式


技术发展是企业发展的前提和关键,自动化控制已经深入到各行各业中,从过程控制与管理,从仓储管理到市场营销,自动化技术贯穿到企业的综合信息管理系统。上世纪60年代开始,我国石化行业开始逐渐应用自动化控制技术。通过引进新技术,在对技术进行研究和分析后,逐渐吸收其精华之处,最终在此技术之上进行自我创新,不断推动自动化技术的发展。经过50多年的发展,石化行业自动化逐渐从传统的手工操作向现场自动控制发展,从最初的低级单回路控制向复杂的系统控制发展,逐渐形成了炼化管控一体化。自动化控制主要应用大中型的石化炼厂,相对虽然水平存在差异,但基本上实现现场自动控制操作,为炼厂提升了管理水平和经济效益。另外,在一些小型的炼化企业,自动化技术也相对较成熟和完善,基本可以实现车间的自动化检测和控制。通过了解石油自动化控制的发展历程,可以更好地为进一步发展自动化技术进行探讨。

经过长时间的应用和发展,目前常用的自动化系统控制模式主要有两种:自适应控制模式和最优控制模式。自适应控制模式就是反馈控制系统,此种方式可以结合实际的工作环境状态对仪器仪表的工作状态或者参数进行调节,保证系统在标准范围内以最佳状态运行。最优控制模式技术应用相对较为成熟,在已知系统初始状态及条件的基础上,确定出目标,然后即可搜寻一个合理的控制模式促使系统达到最佳的目标状态,对系统实现最优控制。目前,最优控制模式的应用主要集中在温度和压力指标的控制。


3  石油化工领域自动化系统关键技术


3.1 数据库信息集成技术

石化行业的自动化技术是通过信息集成来完成的,信息集成需要配置相应的基础条件,即数据库资源。石化行业的特殊性决定了企业对于数据的应用不仅是简单的浏览,而是深层次对于数据的再加工和再应用的过程,最终将数据库资源的价值发挥出来,实现与其他技术的有效结合,实现对石化管理体系中各个技术和管理指标的监控。数据库管理系统主要的作用是对信息的需求进行处理,对数据的记录、再加工和利用的过程进行监督和控制。数据库运用载体主要有两种:关联数据库和实时数据库,通过信息系统的相关操作,实现两者的有效结合。对生产、技术和管理过程的信息进行共享,促进管理水平的高效进行。

3.2 决策支持

决策支持技术主要包含以下几个方面:尽管石化行业具有一定的特殊性,但其还是与其他行业的企业类似,其经营活动要以经营决策为核心进行执行。在传统的管理模式下,由于缺乏积累性、规模性和合理性,往往存在决策质量问题及较大的随意性。如果将信息系统融入到决策管理中,例如ERP、CRM等,可以有效的实现行业信息与决策整合,保证决策的合理性和科学性。另外,企业通过科学的效益成本分析,可以提升企业的业绩。通过成本分析,利用数据模型来建立生产计划和经营计划,可以在保证产品质量的基础之上实现企业的效益最佳。

3.3 流程模拟技术

石化企业中往往存在较复杂的工艺设备和工艺路线,其合理性和节能型直接关系着企业的运行成本和效益。通过企业运行的实际数据结合模拟技术,可以对生产过程进行科学的模拟分析,优化装置运行的参数。

此外,石油化工业在自动化领域的研究重点还包括测量与机械故障诊断技术等。



4  石油化工自动化技术的几个发展方向


根据目前石化自动化的发展水平及应用方向,未来石化自动化的发展方向主要有:

(1)不断提升集成自动化系统水平

石化炼厂规模不断扩大,设备和工艺的复杂程度也在不断的加强。随着大设备的应用,相应的自动化集成系统也将面临着升级和改造。只有不断地提升自动化集成控制的水平才能适应大型炼厂的发展需求,因此未来的石化自动化技术将向着大型化和集成化方向发展。

(2)现场总线技术的应用

现场总线技术随着不断地改进和应用发展,目前已经处于相对成熟的阶段。在炼厂向大型化发展的过程中,现场总线技术势必会迎来较快的发展阶段。大型炼厂的应用意味着现场设备和仪器的控制数量和规模相对较大,利用现场总线技术可以实现对生产过程的远程控制和维护,保证炼厂工艺的稳定性和有效性。另外,在现场的应用中,可以将现场总线全数字通信功能的优势发挥出来,完善现场设备的智能数据库,对现场智能设备的远程管理功能做进一步完善,具体包括远程故障诊断、预防维护以及在线调校。

(3)网络构架的安全性和稳定性

在自动化水平较高的炼厂生产中,实时传输的数据量较大,因此对于信息传递网络的稳定性和安全性要求较高。另外,企业发展中DOS系统的安全性也至关重要,网络安全是信息发展的重要影响因素。因此未来石油化工自动化技术发展过程中,网络架构的信息安全问题及解决对策将引起更多人的重视。

(4)工业以太网的应用和发展

在数字化系统和自动化技术的应用中,工业以太网是其运行和管理的基础,通过以太网进行信息传递和交流。另外以太网具有更强的标准性和开放性,使得信息建设过程中成本降低。但是以太网的应用对网络安全提出新的挑战,因此,无故障通信能力、保证以太网络的可靠性及安全性是今后工作的主要突破方向。


5  结语


石化化工企业一直重视新技术的发展和应用,这在很大程度上促进了自动化技术在石化的发展速度。通过介绍石化行业中自动化技术的发展和应用情况,可以更好地促进石化企业和自动化技术的发展。


参考文献:

[1]马元博.石油化工企业中自动化控制的应用前景分析[J].中国石油和化工标准与质量,2013(1):245.

[2]齐凯.浅谈石油化工行业自动化仪表的常见故障与处理措施[J].中国石油和化工标准与质量,2013(3):226.

 

作者:邹义方,中石油西气东输公司武汉管理处恩施维抢修队仪表自动化工作人员。毕业于辽宁师范大学物理系电子科学与技术专业,有10年基层从业经验。

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