石化工业过程自动化技术的应用趋势与战略思考

【摘 要】 当前全球石油化工企业正向大型化、自动化、绿色化方向发展，传统的石油化工过程自动化控制系统已经不能满足新时期的需要，其设计理念和应用范围不断发生改变。本文探讨了石化工业过程自动化技术的应用趋势和发展战略，具有一定理论意义与实践价值。

【关键词】 石化工业 过程自动化 应用趋势

1 引言

自人类社会进入二十一世纪以后，随着经济与科技的飞速发展，各行各业生产技术与生产规模都得到了不断提高，石油化工生产领域也同样如此，全球石油化工企业都在不断向规模化、智能化、绿色化、集成化方向发展，石化工业的这种发展趋势，给石化工业过程自动化控制系统提出了更高的要求，传统的自动化控制系统很显然已经不能满足石化工业发展的需要，必须从生产、管理、维护、运营等多个方面，进一步提升石化工业生产过程自动化技术水平，实现生产操作、经营管理、生产管理、过程控制的一体化，将过程自动化技术拓展到原油、采购、加工、出厂全过程中，以提升我国石化工业生产经营水平，保障国民经济健康持续发展。

2 过程自动化引起入绿色理念

绿色环保是二十一世纪的主题之一，是事关人类社会发展与延续的重要问题。石化工业是重要的能源产业，同时也是重要的污染源之一。在能源与环保问题越来越为严峻的今天，石化工业过程自动化技术必须引入绿色理念，提升石化工业企业绿色环保水平。将绿色环保理念引入过程自动化控制之中，就必须在整个控制系统中考虑绿色与环保问题，以人性化的设计、科学合理的布局、绿色环保的基础设施、节能型服务平台、高效安全的运行能力，有效的提升石化工业过程自动化技术绿色环保水平，降低石化企业生产经营过程的能源消耗与环境污染，提升生产效率。

3 过程自动化控制系统应用范围日益广泛

当前，石化企业正向大型化、一体化、智能化、清洁化方向发展，新时期的石化企业，必须在生产装置、公用工程、辅助工程等各个方面都实现自动控制，提升生产和经营管理的自动化水平，最终实现管理控一体化。过程自动化技术的应用，应当向可靠性、稳定性、友好性、简洁性、先进性、灵活性、安全性等方面多下功夫，以高标准、一体化的过程控制系统，为石化工业生产提供安全、高效、低耗的保障，为企业的生产经营管理提供信息化支撑能力，以使石化工业企业能更好的适应市场竞争的需要，能更好的跟着市场竞争的节奏。在过程自动控制系统应用中，需要注意安全、环保、节能几个方面的问题，建立起高品质的过程监测、设备控制系统，提升系统的集成能力，提升系统人机接口的友好度，使系统维护更为方便，应用更为可靠，运行更为稳定。同时，过程自动化还需要与维护计划、采购计划、存量控制等体系相协调，实现仪表控制与材料供应单一化，以为企业每一个生产设备、每一个公用工程、每一个辅助设备提供充足的信息集成化支持，实现物流、资金流、信息流的集成。

4 现场总线技术应用趋势

目前，多数石化工业企业还在采用分散型控制系统和现场总线系统混合的方案，这种方案在监视回路、单PID调节回路上采用现场总线技术，在主PID回路上采用分散型控制系统来实现。复杂调节回路、关键调节回等，利用现场通讯总线实现与DCS的通信，并利用DCS完成PID调节算法。根据现有的应用发展趋势，DCS还需用于实现非SIL逻辑功能，如顺序控制、马达监控等，高速处理的回路还不适合采用现场总线技术，而一些特殊的仪器仪表，如脉冲输出流量计、转速仪、在线分析仪等，在现场总线技术的应用上还存在一些缺陷。在现场总现技术发展的初期，无论是技术、生产、设备等方面，都有着明显的不足，不过经过近些年的发展，现场总线技术已经日益成熟，被大量应用于过程自动化控制之中。目前，在一些大型石化工业企业中，其过程自动化控制系统必然会用到不同厂商不同型号的现场总线设备，这些设备之间必须能够实现互操作，必须要能与控制系统内其它硬件兼容，必须要能与控制系统软件平台兼容，以降低网络硬件所产生的风险。在安全性方面，由于石化企业的生产过程中，涉及油气、精炼、化工等内容，存在大量处理易燃液体的区域，这些危险区域采用过程自动化控制，必须提升系统的安全性。早期过程自动化技术安全性主要建立在实体概念上，也就是严格限制硬件设备的数量和接线距离，使得过程自动化技术的应用工程量极大，应用新的现场总线安全技术，能在允许的本质安全区域内使用更多、更大的设备，并能极大的简化系统设计工作，而不再需要制定实体参数表。

5 工业无线网络技术

目前，在工业无线网络技术方面，已经了IEC无线HART协议和ISA100.11a标准，这两大工业无线技术标准的，标志着工业无线网络技术正式进入工业化应用阶段。我国早在2007年开始，就由中国科学院沈阳自动化研究所牵头建立了中国工业无线联盟，目前基于WIA-PA标准的工业无线网络技术以及无线仪表方面已经取得了相当成果，并进入了试用阶段。工业无线网络技术应用于石化工业过程自动化控制中，一方面是由于石化装置大型化的需要，另一方面也是由于石化装置生产智能化的需要。通过工业无线网络技术，石化工业过程自动化系统能有效避免因现场仪表电缆加长所造成的材料费用和安全费用增加的问题，既节省了电缆、桥架、配线等的材料费用和安装费用，又节省了施工安装时间和调试时间。同时，工业无线网络所采用的各类测量仪表都是全数字化仪表，全数字化仪表能提升更高的测量精度，并能满足过程控制逢动化多参数、自诊断、预维护等方面的要求。

6 结语

过程自动化技术的应用关系着我国经济的发展与人民生活，关系着我国石化工业的健康发展，是我国石化工业参与国际竞争的重要基础。但过程自动化技术是一项极为复杂的系统工程，包含了自控仪表、通信、工艺、设备、电气、土建等多个方面，涉及管理、设计、采购、制造，生产、维修等多个单位和部门，因此必须站在企业大局的高度，以企业生命周期来考虑，这样才能构建起符合企业需要的过程自动化控制系统。

参考文献：

[1]李凯.浅谈自动化控制在石油化工企业中的应用[J].城市建设理论研究，2012（04）.