走向21世纪的石油化工自动化技术

随着石化工业的发展，对仪表控制系统提出了更高的要求，电动仪表逐步向数字化、智能化方向发展，DCS向现场总线方向发展，计算机系统向网络化、 开放化发展。为了进一步发展我国仪表与控制系统。现提出以下几点建议。

4.1重点搞好大型石化工程仪表成套工作

大型乙烯厂、炼油厂和化纤厂所用的仪表、控制系统数量大、品种多，而国内配套仪表的品种不全，缺口仪表较多，如高压液位计、高精度流量计、特殊调节阀 DCS等都需要进口，有些国产仪表质量还不过关， 引进技术仪表国产化率一高则质量就下降。另外，仪表所用辅助材料也不能成套供应。建议针对大型石化装置仪表的需求进行组织攻关，提高质量，提高成套率，促进仪表的发展。 4.2提高国产DCS可靠性并形成一定的生产规模

我国石化生产装置规模大，生产过程复杂，对计算机控制系统要求高，现在国产DCS还不能满足要求，特别是可靠性方面差距较大。因此，石化装置采用的400套 DCS大都是引进的，只有8套是国产的，其他分别从国外18家公司引进的，有20种型号。一个石化企业有时用3~5种不同型号的机型。 各种机型的通讯网络标准不同，联网困难，也给维护带来不便。

我国工业部门使用DCS数量较大，占仪表工程投资比例也高， 经济效益明显，因此，建议我国仪表和计算机行业投入强有力的技术人员，提高国产DCS可靠性。

DCS软件应解决死机问题，也可以配置国外成熟的组态软件，提高DCS系统的可靠性。近期内，国产中小规模DCS系统可达到取代国外DCS的水平，占领国内一定的市场，如国内HS-2000、JX-300、友力-2000等，这是DCS国产化的曙光。 4.3加强先进控制应用的研究工作

随着计算机控制系统应用的迅速发展，DCS配有先进控制软件， 可取得明显的效益。国外石化企业计算机控制系统中配有先进控制方法，主要有多参数预估控制、自适应控制、组分推断空制模糊控制、最佳化控制和故障诊断等取得了较好的效果。

国内石化企业所用DCS较多，但有些系统因采用一般控制方法， 效益不明显，因此，现已组织开发应用软件。先进过程控制技术效益明显，但技术难度大、投资较高，针对石化企业具体工艺过程，可采用分层次的方法开展工作。

（1）局部控制。有些不需要建立复杂模型的先进控制方法：前馈/反馈控制、支路平衡控制、约束控制、解耦控制等，可应用于工艺单元控制，如塔、炉子等进行局部优化控制，以节约能源，提高产品质量，投资少，见效快。

（2）装置级控制。应用现代控制理论和其他控制理论如预估控制、 模糊控制等进行装置级优化控制，难度大、效益好。重点研究开发乙烯裂解炉转化率及收率的优化控制、乙烯分离塔的预测控制、聚乙烯熔融指数与氢/乙烯比值的控制、 聚丙烯的聚合釜出料程序控制、丁二烯萃取塔优化控制、常减压质量预测、催化裂化多参数预测控制等。

（3）加强能源管理及优化软件的开发及应用工作。 建议仪表计算机控制行业与石化工艺专业人

员相结合，组织力量研究开发先进的能源管理及优化控制软件，并逐步形成专业软件公司推广应用。 7.4用好在线质量分析仪，提高产品质量，实现优化控制为了提高在线质量分析仪应用水平，首先抓好现有的在线质量分析仪的应用，对长期没使用的在线质量分析仪，摸清情况，组织力量，解决仪表的薄弱环节如仪表的预处理系统，使仪表投运。制造商应采用新技术、提高仪表质量。炼油、石油化工装置包括常减压、催化裂化、乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙二醇、苯乙烯、丁二烯等十几套装置设置的在线质量分析仪主要有工业色谱仪（54台）、密度仪（7台）、PH计（75台）、红外线及氧分析仪（49台）、水份分析仪（5台）、电导仪（40台）、聚脂粘度计（12台）、可燃气报警器（360台）及馏程、 闪点、蒸汽压、倾点、冰点等分析仪。近期重点搞好在线近红外线分析仪和原油含水分析仪。

4.5 工业PC机广泛使用，占领相当大的市场。

PC机应用于工业自动化是实现低成本自动化的重点途径。我国工业PC机的开发和应用取得了较大的进展。石化企业应用工业PC机对油品储运监控、调合优化控制、计量数据采集、水处理监控以及加热炉节能控制等，已取得较明显的效益。我认为采用工业PC机是生产过程技术改造、技术进步行之有效的措施之一，有些中小规模装置或项目，不一定都采用价格比较高的DCS。

7.6重视现场智能仪表和现场总线控制系统试点工作根据上述介绍，现场总线有很多优点，但是，现场总线和产品现只是在简单工厂试运行，还未用于比较复杂、规模较大的生产装置，现场总线技术达到安全成熟阶段，也有一个过程。用户真正采用现场总线是有一个逐步过渡的过程。

（1）研究从现有模拟仪表系统向FF现场总线全数字系统过渡的方式。国内外都在研究过渡的方式，机械部专家经调研，提出采用HART通讯协议作为先导，逐步向现场总线过渡，是比较稳妥和易被人接受的方式。这种方式是可行的。在石化工程项目进行仪表与控制系统改造时，若考虑企业仪表更新的过渡方式，建议可优先考虑HART协议产品。国外HART协议已使用多年，技术成熟可靠。我们也有使用的经验。

（2）密切关注现场总线发展动向及时抓好试点工作。我们有必要及时了解国内外现场总线的发展动向和试用情况，尤其要关心现场总线将会对石化企业自控系统发展的影响。石化企业在制定仪表控制应用、发展规划以及科研开发规划时，建议要考虑现场总线技术的影响，并制定相应的对策，新建项目用DCS时，不应再选老式DCS，应选开放式DCS或选基于PC机的操作站以适应今后的发展。 抓好现场总线智能仪表和控制系统的试点工作，以取得经验，指导新技术的应用工作。 5 结束语

随着20世纪的结束21世纪的到来，人类迎来了知识经济的时代。在知识经济的条件下，社会生产方式、经济活动空间、经济组织形式都将发生深刻的变化。每个企业都只能在知识密集、信息密集的产业链上实现其价值。企业内部的组织形式从金字塔式的管理方式转化为网络化的平面管理。这时，企业的综合信息管理系统的建立和应用就显得更加重要。因此，石化企业的领导应该更加重视发展仪表自动化技术，更好地预见和占有市场，以取得更大的经济效益。

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