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石油化工企業(yè)自動(dòng)化儀表選擇
   石油化工工業(yè)是由化學(xué)工業(yè)發(fā)展而來,它采用石油、天然氣等原料,生產(chǎn)出燃料油(氣)三大合成材料及多種有機(jī)化工原料、合成氨等石化產(chǎn)品。

自動(dòng)化儀表的智能化技術(shù)不但改善了儀表本身的性能,還影響到了控制網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),它不再是功能單一的固定結(jié)構(gòu),其適應(yīng)性越來越強(qiáng),功能也越來越豐富。

1關(guān)于檢測(cè)、執(zhí)行儀表

1.1溫度儀表

石化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或管道內(nèi)界質(zhì)溫度一般都需要指示控制,溫度范圍為-200℃到+ l800℃ 。大多數(shù)采用接觸式測(cè)量。在現(xiàn)場(chǎng)指示的水銀玻璃溫度計(jì)多被雙金屬溫度計(jì)取代。最常用的是熱電阻、熱電偶。

1.2壓力儀表

因?yàn)榕c安全密切相關(guān),所以壓力儀表受到工程重視。壓力范圍為到300MPa(高壓聚乙烯反應(yīng)器)。壓力傳感器、變送器和特種壓力儀表采用多種原理,而且可用于高溫介質(zhì),脈動(dòng)介質(zhì),粘稠狀、粉狀、易結(jié)晶介質(zhì)的壓力測(cè)量,精度可達(dá)0.l級(jí)。壓力表分液柱式,彈性式、活塞式(壓力校驗(yàn)儀)三類。

1.3物位儀表

石化行業(yè)一般以液位測(cè)量為主,由于測(cè)量過程與被測(cè)物料特性關(guān)系密切,所以除浮力式儀表外,物料儀表沒有通用產(chǎn)品。按測(cè)量方式分為直讀式,浮力式、靜電式(差壓、壓力)、電接觸式,電容式、超聲波式、雷達(dá)式、重錘式、輻射式、激光式,磁致伸縮式、矩陣渦流式等,其中雷達(dá)式、磁致伸縮式以及矩陣渦流式液位計(jì)精度高,在石化行業(yè)正在逐步普及。

1.4流量儀表

流量儀表是石化行業(yè)溫、壓、液(位),流四大參數(shù)中內(nèi)容最豐富的一個(gè)門類。從控制的角度看穩(wěn)定和優(yōu)化是兩大永恒的主題,都要用流量來考核。而流量本身與流體及管道的關(guān)系又很大。流量,不是一般的流速,而是單位時(shí)間內(nèi)流體有效面截的流體的體積和溫度及壓力補(bǔ)償。

1.5在線過程分析儀

從工藝上看,生產(chǎn)過程中對(duì)溫度、壓力、流量.液位等工藝參數(shù)的保證,只是間接保證最終產(chǎn)品或中間產(chǎn)品的質(zhì)量合格,所以對(duì)過程中物料成分的直接分析和對(duì)最終產(chǎn)品的成分分析是非常重要的。又從環(huán)境保護(hù)的角度看,排放的物質(zhì)的成分也是要分析和在線監(jiān)測(cè)的。

1.6執(zhí)行器

執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)構(gòu)成。石化行業(yè)經(jīng)常使用的是氣動(dòng)執(zhí)行器,少數(shù)液動(dòng)執(zhí)行器,其中氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥又是最常用的,還有少數(shù)氣動(dòng)活塞、氣動(dòng)長行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

2關(guān)于控制策略

2.1常規(guī)控制

從氣動(dòng)單元組合學(xué)儀表、電動(dòng)單元組合儀表,常規(guī)DCS、新一代DCS的變化來看,石化工業(yè)自動(dòng)化的連續(xù)控制、批量控制、順序控制的基本控制策略未變。

2.2先進(jìn)控制和優(yōu)化

在現(xiàn)代控制論的推動(dòng)下,各種智能化算法應(yīng)適而生,其中除智能PID控制器外。它以DCS為基礎(chǔ),可以是獨(dú)立的。也可以是一個(gè)軟件包,它與多變量動(dòng)態(tài)過程模型辨識(shí)技術(shù),軟測(cè)量技術(shù)有關(guān),多采用測(cè)控與PID串級(jí)控制相結(jié)合方式等。

2.3人機(jī)界面

目前石化企業(yè)正在由一個(gè)裝置一個(gè)控制室逐步過渡成數(shù)個(gè)裝置一個(gè)控制室或全廠一個(gè)中央控制室,而且最終是以CRT或LCD屏幕顯示為主,輔以少數(shù)顯示儀表和指示燈,從鼠標(biāo)、鍵盤操作為主,輔以觸摸屏及少數(shù)旋鈕和按鈕,工業(yè)電視攝像頭攝取的畫面也由專用屏幕逐步納入以DCS操作站的屏幕。

2.4安全儀表系統(tǒng)

石化裝置由于大型化,連續(xù)化及工藝過程復(fù)雜、易燃、易爆,對(duì)環(huán)境保護(hù)要求高等原因,安全性要求日益提高,一般由DCS等設(shè)備完成安全連鎖保護(hù)的方法。在某些企業(yè)已經(jīng)不能滿足要求,所以緊急停車系統(tǒng)(ESD)等在DCS之外的單獨(dú)設(shè)置。此外還有火災(zāi)和可燃?xì)怏w檢測(cè)系統(tǒng)(FGS)、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備管理系統(tǒng)(MMS);特別是壓縮機(jī)組綜合控制系統(tǒng)等。

3結(jié)語

現(xiàn)場(chǎng)儀表、分析儀表、控制策略及依存的DCS、SIS,管控一體化依存的ERP及相應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等,構(gòu)成了石化企業(yè)的自動(dòng)化解決方案。

總之,化工企業(yè)自動(dòng)化儀表能否合理、正常運(yùn)行,不僅取決于高質(zhì)量的產(chǎn)品和正確合理的選型設(shè)計(jì),而且和自動(dòng)化儀表的正確安裝、施工有重要的關(guān)系。