石油化工工业自动化仪表及系统

摘 要：随着高新技术的不断出现和发展，众多企业逐渐向信息汇总型、技术密集型所转变。中国的石化工业自动化发展，通过国外先进技术的引进、消化、创新、吸收，自动化系统逐渐成熟，从手工作业到自动控制，从单回路控制发展到系统控制及管控一体化，其自动化等方面都得到了极大程度的提高。

关键词：石油化工；工业自动化；自动化仪表

1 目前石油化工工业自动化的发展

DCS从上个世纪七十年代问世以来，经过了四十多年的发展，以其丰富的软件，成熟的技术，完善的功能，可靠的性能得到了石化企业的广泛认可，已经成为石化企业生产过程控制技术的主要手段。DSC自问世以来给石油化工产业带来了良好的经济效益，但仍有不足需要改进。进人新世纪后，又出现了FC技术，即现场总线控制系统。这是继DCS之后，石化行业应用的又一先进的自动化仪表控制技术。FC技术即现场总线控制系统，通过是真正的分散控制，它把控制功能下放到现场，能够及时对生产过程实施实时控制，它仍支持控制室的人对石化生产现场进行人为的操作和调整和信息的集中操作与控制。

2 关于检测、执行仪表

2.1 温度仪表

石化现场设备或管道内介质温度一般都需要指示控制，温度范围为-200～+1800℃，大多数采用接触式测量，在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代，最常用的是热电阻、热电偶。特殊热电阻有油罐平均温度计等；特殊热电偶有耐磨热电偶（如在乙烯裂解炉、催化裂化及丙烯腈装置用高速流动状态下测量高温）、表面热电偶（根据测量物体表面形状而定），多点式热电偶 （用在反应器、合成塔、转化炉等处），防爆热电偶等。热电阻、热电偶信号多直接进入 DCS 或其它温度采集仪表，一体化的温度变送器（两线制）等因现场总线技术兴起而逐渐普及。

2.2 压力仪表

压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理，而且可用于高温介质、脉动介质、腐蚀介质、粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量，精度可达 0.1 级。压力表分液柱式、彈性式、活塞式（压力校验仪）3 类。作为压力调节系统除采用压力变送器将信号送至 DCS或其它调节器外，位移平衡式基地式调节器仍常用于现场。

2.3 流量仪表

在市场经济发展的今天对流量计量的重视是不言而喻的，从控制的角度看稳定和优化两大永恒的主题，也要用流量来考核。而流量本身与流体及管道的关系又十分密切。我们今天说的流量，不是一般的流速，是单位时间内流经有效截面的流体的体积和质量，另外还需要求知管道中一段时间内流过的累积流体的体积和质量（流量积算仪）。面临的要求是：大口径流量、微小流量；高、低温介质的流量；高粘度介质强腐蚀介质的流量；粉料、粘污介质的流量；脉动流、多相流等流量。

2.4物位仪表

由于测量过程与被测物料特J胜关系密切，所以除浮力式仪表外，物料仪表没有通用产品。按测量方式分为直读式、浮力式、静电式（差压、压力）、电接触式、电容式、超声波式、雷达式、重锤式、辐射式、激光式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等，其中雷达式（0.3%）、磁致伸缩式（0.05%）以及矩阵涡流式液位计（±1mm）精度高，在石化行业正在逐步普及。

2.5 在线过程分析仪

从工艺上看，生产过程中对温度、压力、流量、液位等工艺参数的保证，只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格，所以对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是非常重要的。又从环境保护的角度看，抖瞰的物质的成分也是要分析和在线监测的。

3 我国石油化工仪表控制系统的分析

3.1 执行仪表的检测方法

开展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。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。

3.2 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。由于石油化工設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。

4 结语

随着科学技术的发展，石化过程控制技术的软硬件支撑手段有了重大改观，推动了石化过程控制技术的迅速发展。电子技术和计算机技术的发展，使自动化仪表及装置的更新换代速度越来越快，其中仪表的智能化和现场总线技术是最有发展前景的技术。

参考文献：

[1]贺艳花.石油化工装置自动化仪表的安装及调试技术[J].化工管理，2015（23）：170.

[2]宋洁.石油化工仪表中的自动化控制技术分析[J].科技传播，2014（03）：103.

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