走向21世紀(jì)的石油化工自動(dòng)化技術(shù)
隨著計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用的迅速發(fā)展，根據(jù)現(xiàn)代化控制理論開(kāi)發(fā)的先進(jìn)控制軟件，現(xiàn)已取得較好的效益。在煉油化工企業(yè)計(jì)算機(jī)的先進(jìn)控制方法主要有自適應(yīng)控制（包括PID自適應(yīng)控制）、多參數(shù)預(yù)估控制、組分推斷控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、 模糊控制、最佳控制及故障診斷系統(tǒng)等。采用先進(jìn)控制可提高系統(tǒng)的控制適應(yīng)能力，克服由于系統(tǒng)本身的時(shí)變性、非線性、不穩(wěn)定性、外部擾動(dòng)的隨機(jī)性及不可檢測(cè)等帶來(lái)的問(wèn)題。國(guó)外已有18家公司共有120多種先進(jìn)的控制軟件，逐步向標(biāo)準(zhǔn)化、工程化、商品化發(fā)展。這些軟件已應(yīng)用于煉油裝置、乙烯、芳烴生產(chǎn)等，也有的用于工廠蒸汽系統(tǒng)、油品調(diào)合、油品儲(chǔ)運(yùn)以及全廠綜合控制系統(tǒng)。另外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)已實(shí)用化。
先進(jìn)的控制方法特別是預(yù)估控制技術(shù)、組分推斷控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自適應(yīng)控制、故障診斷等已實(shí)用化并取得較好效果。下面簡(jiǎn)要介紹幾種先進(jìn)的控制方法。
1．1 組分推斷控制
為了保證塔的產(chǎn)品質(zhì)量，一般采用在線分析儀進(jìn)行反饋控制，組分推斷控制可不用在線分析儀，是根據(jù)塔的進(jìn)料量、壓力和溫度等參數(shù)由計(jì)算機(jī)快速計(jì)算出每一種產(chǎn)品的餾程95%點(diǎn)、90%點(diǎn)和10%點(diǎn)，可精確地進(jìn)行反饋控制。這種技術(shù)可用于催化裂化、加氫裂化、焦化主分餾塔、潤(rùn)滑油真空塔和石油華工分餾塔等，根據(jù)規(guī)模和能耗不同，典型收益為每年20到200萬(wàn)美元，美國(guó)已有70套裝置采用。
大連七廠、錦西煉廠已采用組分推斷控制，這種控制與中段回流節(jié)能控制組成實(shí)用的優(yōu)化軟件，經(jīng)濟(jì)效益明顯，值得推廣。
1.2 多參數(shù)預(yù)估控制
多參數(shù)預(yù)估控制（IDCOM）是運(yùn)用現(xiàn)代化控制理論的一種先進(jìn)控制，主要用于塔及反應(yīng)器溫度控制，和處理難度較大的溫度影響動(dòng)態(tài)特性問(wèn)題。多輸入多輸出的（IDCOM）控制方法是使塔穩(wěn)定操作的有效方法， 這種方法可采用脈沖響應(yīng)模型為過(guò)程內(nèi)部動(dòng)態(tài)模型。
1．3 模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
自90年代初模糊控制的熱潮波及到歐洲后，德國(guó)工程師就致力于研究工業(yè)自動(dòng)化方面應(yīng)用模糊控制，他們認(rèn)為模糊控制技術(shù)是一種關(guān)鍵技術(shù)。模糊控制技術(shù)主要用于滯后大、非線性的石油華工對(duì)象?，F(xiàn)已有商用軟件。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可用于質(zhì)量預(yù)測(cè)，與模糊控制技術(shù)相結(jié)合可用于控制石油華工非線性對(duì)象，常規(guī)儀表是不能完成這樣的控制任務(wù)的。
2 用好在線質(zhì)量分析儀表，提高產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制
在線質(zhì)量分析儀表的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程先進(jìn)控制和優(yōu)化控制的有效手段。在線質(zhì)量分析儀表早裝置調(diào)節(jié)控制、產(chǎn)品質(zhì)量控制、節(jié)能控制和環(huán)保等方面得到廣泛的應(yīng)用。
2．1 在線質(zhì)量分析儀
工業(yè)色譜儀在乙烯、聚乙烯、丁二烯等裝置上已普遍使用。乙烯裂解裝置各種干燥氣體中的水份分析要用到微量水分析儀。工藝裝置循環(huán)水及鍋爐給排水的水質(zhì)分析需要用工業(yè)酸度計(jì)和工業(yè)電導(dǎo)儀。工業(yè)鍋爐使用氧化鋯分析儀可節(jié)能5%左右，如果配上微機(jī)系統(tǒng)，可節(jié)能10%以上。另外， 還可采用在線分析儀和計(jì)算機(jī)組成環(huán)保監(jiān)控西，對(duì)污水處理、有害氣體排放等進(jìn)行控制?？梢?jiàn)在線質(zhì)量分析儀表在工業(yè)上的應(yīng)用是廣泛的。
近紅外（NIR）分析儀發(fā)展很快， 它是利用全息干涉柵掃描光譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。第一臺(tái)在線NIR是Guided Wave 1980年推出的Model 100，它的掃描光譜范圍是200 ~2000nm，精度為2nm。最近LT Industries推出的Quantum1200的掃描范圍為400 ~2400nm，精度為1nm。新近出現(xiàn)的固態(tài)傳感器有同樣高的光源效率，而且體積小、結(jié)實(shí)、沒(méi)有活動(dòng)部件，它能夠非?？斓貟呙枵麄€(gè)所需求的區(qū)域。最近NIR試圖通過(guò) Michelson干涉儀得到中頻IR光譜（2~25mm），并利用快速傅立葉變換， 以得到更高的分辨率，今后NIR將發(fā)展更精確的定位濾鏡，研究所需檢測(cè)物質(zhì)的光譜帶， 開(kāi)發(fā)新的傳感器。NIR分析儀已應(yīng)用于煉油廠測(cè)量與控制汽油辛烷值。
在合成氨工藝中，用質(zhì)譜儀監(jiān)視和控制進(jìn)料氣體。質(zhì)譜儀的優(yōu)點(diǎn)具有高速、多路、多組分的分析能力。在線質(zhì)譜儀的分析范圍可以從很低的ppm級(jí)到百分含量，可以在幾秒鐘之內(nèi)分析16種以上的成份，例如在丙烯腈（ACN）合成中，當(dāng)丙烯同氫反應(yīng)時(shí)，合成丙烯腈的同時(shí)出現(xiàn)許多付產(chǎn)物，質(zhì)譜儀可以在幾秒鐘之內(nèi)分析多種組份，并且質(zhì)譜儀的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以計(jì)算丙烯轉(zhuǎn)化率，以便控制系統(tǒng)對(duì)ACN生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)節(jié)。
在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家中，使用在線質(zhì)量分析儀表參與控制非常普遍。據(jù)日本1996年統(tǒng)計(jì)，僅常壓蒸餾裝置的在線分析儀表就有295臺(tái)套。其中34臺(tái)套實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)回路控制。菲利浦石油公司8座分餾塔采用計(jì)算機(jī)和氣相色譜儀參與過(guò)程控制，使8座塔平均節(jié)能24.7%。
國(guó)內(nèi)自己設(shè)計(jì)的裝置在線分析技術(shù)也有所發(fā)展。長(zhǎng)嶺煉油廠使用沙市分析儀器廠生產(chǎn)的PPA?/FONT>69型傾點(diǎn)分析儀在催化裂化裝置上已形成控制回路，使用ZXZ-1汽油蒸汽壓儀在催化裂化裝置上實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)視；蘭州煉油廠也使用干點(diǎn)儀、初餾點(diǎn)儀和凝固點(diǎn)儀進(jìn)行在線分析，基本上可代替人工分析，金陵石化公司煉油廠也實(shí)現(xiàn)了干點(diǎn)儀、分餾點(diǎn)儀、凝固點(diǎn)儀和氣相色譜儀進(jìn)行在線分析，作為人工分析的主要參考數(shù)據(jù)。許多企業(yè)都在工業(yè)鍋爐煙氣中使用氧化鋯在線分析控制，以提高鍋爐效率、降低能耗。
國(guó)產(chǎn)表的性能，可靠性、穩(wěn)定性、精度以及防爆、防振、防腐蝕、防塵等方面，與國(guó)外產(chǎn)品有相當(dāng)大的差距。但進(jìn)口的分析儀表也不是都好用，如用進(jìn)口質(zhì)量分析儀表價(jià)格很高，平均價(jià)格比國(guó)內(nèi)產(chǎn)品高很多。
2．2 環(huán)境檢測(cè)分析儀
隨著石油華工工業(yè)的發(fā)展，其工藝裝置對(duì)環(huán)境的污染越來(lái)越引起人們的注意。目前國(guó)家制定了法規(guī)來(lái)限制和監(jiān)督工業(yè)三廢的排放，同時(shí)也發(fā)展了一系列的環(huán)境監(jiān)視和分析儀表。
環(huán)境檢測(cè)的指標(biāo)主要有水中的PH、電導(dǎo)率、溶解氧、濁度、總有機(jī)碳含量，化學(xué)物質(zhì)如硝酸鹽、氨、某些金屬等，以及廢氣中的SO2、NO、CO、CO2和粉塵等。
當(dāng)前，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家中，都在積極發(fā)展在線分析儀和計(jì)算機(jī)監(jiān)控的環(huán)保設(shè)施自動(dòng)化技術(shù)。例如，ICI公司的Witton石油化工廠在排放管網(wǎng)區(qū)域選擇幾個(gè)有代表性的位置安放儀表，在線檢測(cè)溫度、PH值和總有機(jī)碳量。ICI公司還根據(jù)生物需要氧量（BOD）來(lái)確定氧消耗量，進(jìn)而檢測(cè)出有機(jī)物的污染，該公司經(jīng)過(guò)幾年的努力，已使BOD減少了75%，并計(jì)劃再減少50%。ICI公司還用比色儀檢測(cè)廢水廢氣中的金屬離子、氨、磷酸鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽以及用專用儀器監(jiān)視煙氣中的粉塵等。 ICI公司的排出物監(jiān)視系統(tǒng)的一個(gè)特點(diǎn)就是將各檢測(cè)數(shù)據(jù)集中到管理中心，這樣就可以根據(jù)檢測(cè)出的數(shù)據(jù)做出必要的處理。
Hartmann和Braun公司安裝的氣體監(jiān)視和分析軟件包，可用于監(jiān)視焚燒爐排放的氣體，它可從煙氣中采樣，分析其中的SO2、NO、CO、HCI和固體顆粒。日本出光興產(chǎn)石油公司千葉煉油廠的污水排放監(jiān)視系統(tǒng)中設(shè)置了PH值、油分、DO、COD等儀器，可集中監(jiān)視并記錄。美國(guó)?？松緹捰蛷S在污水生化曝氣池出水處設(shè)置DO和PH值在線分析儀連續(xù)監(jiān)視，并按DO的檢測(cè)值調(diào)節(jié)曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速。美國(guó)聯(lián)碳公司得克薩斯城石油化工廠采用了總碳分析儀（TCA）和計(jì)算機(jī)控制的特定污染物（SOA）分析系統(tǒng)，對(duì)工廠的污水排放進(jìn)口監(jiān)控管理，整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)操作。美國(guó)馬拉松石油公司加利維爾煉油廠為了控制排氣污染，采用了更先進(jìn)的自動(dòng)化UV過(guò)程分析儀和分散控制的連續(xù)監(jiān)督調(diào)節(jié)系統(tǒng)，提高H2S和NH3過(guò)程廢氣轉(zhuǎn)化過(guò)程的控制效率和可靠性。該系統(tǒng)將二臺(tái)UV分析儀測(cè)得的數(shù)字量和模擬量提供給DCS，大大降低了煙氣中SO2的排放量，同時(shí)使過(guò)程操作和維修費(fèi)用節(jié)約了60%。
3 公用工程及貯運(yùn)自動(dòng)化
3.1 公用工程
公用工程裝置不是石油化工廠中的直接生產(chǎn)裝置，公用工程是向各工藝裝置供應(yīng)能源的，同時(shí)也消耗能源。如何使公用工程裝置能源合理分配，達(dá)到燃料、蒸汽和電力優(yōu)化分配，則是公用工程控制的目的。
在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家中十分重視公用工程的能源優(yōu)化控制管理。目前國(guó)外有許多公司都推出自己的能源優(yōu)化控制管理軟件包，對(duì)能源管理進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到節(jié)約能源、提高效益的目的。
美國(guó)SETPOINT公司的公用能源優(yōu)化應(yīng)用軟件包已在世界十幾個(gè)工廠中安裝使用。它是結(jié)合模擬和先進(jìn)控制來(lái)建立一個(gè)全廠范圍內(nèi)的能源管理系統(tǒng)，以最低的費(fèi)用提供能源，它可以分析蒸汽量，優(yōu)化控制鍋爐蒸汽產(chǎn)量，可以直接同過(guò)程計(jì)算機(jī)相連接，在線進(jìn)行優(yōu)化控制，可節(jié)約能源費(fèi)用的2%~8%。
ABB Simcon公司的能源管理系統(tǒng)（EMS），也是一種優(yōu)化控制系統(tǒng)。它可以管理和控制工廠能源的發(fā)生和分配。它使用優(yōu)化、能源預(yù)測(cè)、蒸汽和電力平衡，產(chǎn)汽和發(fā)電協(xié)調(diào)、自適應(yīng)和預(yù)先控制，以達(dá)到燃料、 產(chǎn)汽控制優(yōu)化的目的， 可以節(jié)約 5%~10%的能源消耗。
英國(guó)KBC公司的蒸汽和電力控制包UTOPLA，已在世界范圍內(nèi)安裝了50套。 它包括先進(jìn)控制和公用工程效率優(yōu)化模型。據(jù)測(cè)定，一個(gè)年處理量500萬(wàn)噸的煉油廠使用該軟件包的年平均效益為100~350萬(wàn)美元。
美國(guó)應(yīng)用自動(dòng)化公司蒸汽系統(tǒng)編程（SSP）軟件包，是通用的蒸汽平衡軟件包，可根據(jù)實(shí)際情況最經(jīng)濟(jì)地平衡蒸汽。它已在16個(gè)工廠中使用，每小時(shí)的節(jié)能效益為 50~400美元。
CFPicou公司的蒸汽系統(tǒng)控制軟件包和Profimatics公司的UMP功用工程管理軟件包，通過(guò)對(duì)能源的優(yōu)化管理，可節(jié)約公用工程費(fèi)用1%~2%。我國(guó)的煉油廠或石油化工廠中只是對(duì)鍋爐的燃燒效率采取了某些節(jié)能措施，沒(méi)有很好地進(jìn)行能源綜合管理，更沒(méi)有優(yōu)化管理，所以能源的浪費(fèi)也是比較嚴(yán)重的。如果使用計(jì)算機(jī)優(yōu)化控制管理，將會(huì)得到明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
3．2 儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)
隨著生產(chǎn)管理水平的不斷提高，油品儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化的發(fā)展也逐步地受到重視。目前使用的儲(chǔ)罐液位計(jì)主要有稱重式液位計(jì)和鋼帶式液位計(jì)。進(jìn)入90年代，國(guó)內(nèi)外又有許多種液位計(jì)問(wèn)世。著主要有非接觸式超聲波液位計(jì)、伺服馬達(dá)液位計(jì)、光導(dǎo)纖維液位計(jì)、靜壓式液位計(jì)、雷達(dá)式液位計(jì)等。
石油化工產(chǎn)品的調(diào)合，是油品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)中的重要組成部分。目前在管理調(diào)合方面是我國(guó)油品儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)引起注意。
下面介紹幾種國(guó)外正在運(yùn)行的油品優(yōu)化調(diào)合軟件及方案：
英國(guó)KBC過(guò)程自動(dòng)化有限公司的BLENDOP也是一種調(diào)合優(yōu)化軟件包，可以非線性地調(diào)整相關(guān)數(shù)據(jù)并連續(xù)做優(yōu)化處理。到1990年已有兩套在使用，兩套正在安裝，該軟件包包括漸近和步近的組態(tài)模式，結(jié)合組分價(jià)格和調(diào)合目標(biāo)質(zhì)量的優(yōu)化模式，接收分析儀或?qū)嶒?yàn)室數(shù)據(jù)來(lái)校正調(diào)合的模式，以及離線優(yōu)化確定最初的組態(tài)配方。美國(guó)休斯敦SETPOINT公司的產(chǎn)品調(diào)合控制軟件包已在幾個(gè)煉油廠中得到應(yīng)用。
德國(guó)VEBA OEL公司的優(yōu)化軟件包已在沙特阿拉伯Ras-Tanura煉油廠等三個(gè)煉油廠中使用。該軟件包用最少的昂貴組分，降低泄漏機(jī)會(huì)和再調(diào)合的工作，來(lái)改善煉油廠的卡邊操作。用該軟件包調(diào)合的汽油，僅由于多用丁烷一項(xiàng)，使每桶汽油至少降低10美分。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的石化企業(yè)在油品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)方面也有很大的進(jìn)步。長(zhǎng)嶺煉油廠的成品油罐就實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制管理。該罐區(qū)中使用一臺(tái)PC機(jī)對(duì)60個(gè)儲(chǔ)罐進(jìn)行數(shù)據(jù)集中采集，并實(shí)現(xiàn)了閥門的遙控；使用計(jì)算機(jī)和辛烷值在線分析實(shí)現(xiàn)了汽油管道調(diào)合，節(jié)省了高辛烷值汽油，在不到二年的時(shí)間里，效益達(dá)195萬(wàn)元。金陵石化公司約有 60個(gè)儲(chǔ)罐實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)數(shù)據(jù)采集，并利用凝固點(diǎn)在線分析實(shí)現(xiàn)了柴油管道調(diào)合。揚(yáng)子石化公司、上海煉油廠、大慶石化總廠等也都實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)罐區(qū)管理，自動(dòng)數(shù)據(jù)采集。上海煉油廠還采用YS-80系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了外輪油管道調(diào)合。 目前國(guó)內(nèi)有的石化企業(yè)儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化可以從灌區(qū)管理到成品油裝車計(jì)算機(jī)化。
國(guó)外油品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制與管理，多采用DCS層次比較高。美國(guó)Oil System公司為煉油廠安裝了原油儲(chǔ)運(yùn)控制系統(tǒng)。這套系統(tǒng)由VAX計(jì)算機(jī)與DCS、PLC和儲(chǔ)罐儀表組成，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制管理。法國(guó)ELF煉油廠的儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制，并配有儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化檢測(cè)模型。它可完成比例調(diào)合，通過(guò)多參數(shù)控制實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)合、物料運(yùn)輸、調(diào)合運(yùn)輸、油罐運(yùn)輸監(jiān)測(cè)、管道運(yùn)輸監(jiān)測(cè)等功能。
今后儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)自動(dòng)化將隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，逐步向綜合化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制與管理將納入全廠計(jì)算機(jī)綜合控制、管理與經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)之中，組成計(jì)算機(jī)綜合信息系統(tǒng)。這種先進(jìn)的控制系統(tǒng)不僅有生產(chǎn)過(guò)程控制，而且還包括質(zhì)量保證、工程、采購(gòu)、市場(chǎng)預(yù)測(cè)、銷售和通訊，以達(dá)到現(xiàn)代化綜合管理的目的。
4 建議
隨著石化工業(yè)的發(fā)展，對(duì)儀表控制系統(tǒng)提出了更高的要求，電動(dòng)儀表逐步向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，DCS向現(xiàn)場(chǎng)總線方向發(fā)展，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、開(kāi)放化發(fā)展。為了進(jìn)一步發(fā)展我國(guó)儀表與控制系統(tǒng)?，F(xiàn)提出以下幾點(diǎn)建議。
4.1重點(diǎn)搞好大型石化工程儀表成套工作
大型乙烯廠、煉油廠和化纖廠所用的儀表、控制系統(tǒng)數(shù)量大、品種多，而國(guó)內(nèi)配套儀表的品種不全，缺口儀表較多，如高壓液位計(jì)、高精度流量計(jì)、特殊調(diào)節(jié)閥 DCS等都需要進(jìn)口，有些國(guó)產(chǎn)儀表質(zhì)量還不過(guò)關(guān)， 引進(jìn)技術(shù)儀表國(guó)產(chǎn)化率一高則質(zhì)量就下降。另外，儀表所用輔助材料也不能成套供應(yīng)。建議針對(duì)大型石化裝置儀表的需求進(jìn)行組織攻關(guān)，提高質(zhì)量，提高成套率，促進(jìn)儀表的發(fā)展。
4.2提高國(guó)產(chǎn)DCS可靠性并形成一定的生產(chǎn)規(guī)模
我國(guó)石化生產(chǎn)裝置規(guī)模大，生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜，對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)要求高，現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)DCS還不能滿足要求，特別是可靠性方面差距較大。因此，石化裝置采用的400套 DCS大都是引進(jìn)的，只有8套是國(guó)產(chǎn)的，其他分別從國(guó)外18家公司引進(jìn)的，有20種型號(hào)。一個(gè)石化企業(yè)有時(shí)用3~5種不同型號(hào)的機(jī)型。 各種機(jī)型的通訊網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)不同，聯(lián)網(wǎng)困難，也給維護(hù)帶來(lái)不便。
我國(guó)工業(yè)部門使用DCS數(shù)量較大，占儀表工程投資比例也高， 經(jīng)濟(jì)效益明顯，因此，建議我國(guó)儀表和計(jì)算機(jī)行業(yè)投入強(qiáng)有力的技術(shù)人員，提高國(guó)產(chǎn)DCS可靠性。
DCS軟件應(yīng)解決死機(jī)問(wèn)題，也可以配置國(guó)外成熟的組態(tài)軟件，提高DCS系統(tǒng)的可靠性。近期內(nèi)，國(guó)產(chǎn)中小規(guī)模DCS系統(tǒng)可達(dá)到取代國(guó)外DCS的水平，占領(lǐng)國(guó)內(nèi)一定的市場(chǎng)，如國(guó)內(nèi)HS-2000、JX-300、友力-2000等，這是DCS國(guó)產(chǎn)化的曙光。
4.3加強(qiáng)先進(jìn)控制應(yīng)用的研究工作
隨著計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用的迅速發(fā)展，DCS配有先進(jìn)控制軟件， 可取得明顯的效益。國(guó)外石化企業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中配有先進(jìn)控制方法，主要有多參數(shù)預(yù)估控制、自適應(yīng)控制、組分推斷空制模糊控制、最佳化控制和故障診斷等取得了較好的效果。
國(guó)內(nèi)石化企業(yè)所用DCS較多，但有些系統(tǒng)因采用一般控制方法， 效益不明顯，因此，現(xiàn)已組織開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件。先進(jìn)過(guò)程控制技術(shù)效益明顯，但技術(shù)難度大、投資較高，針對(duì)石化企業(yè)具體工藝過(guò)程，可采用分層次的方法開(kāi)展工作。
（1）局部控制。有些不需要建立復(fù)雜模型的先進(jìn)控制方法：前饋/反饋控制、支路平衡控制、約束控制、解耦控制等，可應(yīng)用于工藝單元控制，如塔、爐子等進(jìn)行局部?jī)?yōu)化控制，以節(jié)約能源，提高產(chǎn)品質(zhì)量，投資少，見(jiàn)效快。
（2）裝置級(jí)控制。應(yīng)用現(xiàn)代控制理論和其他控制理論如預(yù)估控制、 模糊控制等進(jìn)行裝置級(jí)優(yōu)化控制，難度大、效益好。重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)乙烯裂解爐轉(zhuǎn)化率及收率的優(yōu)化控制、乙烯分離塔的預(yù)測(cè)控制、聚乙烯熔融指數(shù)與氫/乙烯比值的控制、 聚丙烯的聚合釜出料程序控制、丁二烯萃取塔優(yōu)化控制、常減壓質(zhì)量預(yù)測(cè)、催化裂化多參數(shù)預(yù)測(cè)控制等。
（3）加強(qiáng)能源管理及優(yōu)化軟件的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用工作。 建議儀表計(jì)算機(jī)控制行業(yè)與石化工藝專業(yè)人員相結(jié)合，組織力量研究開(kāi)發(fā)先進(jìn)的能源管理及優(yōu)化控制軟件，并逐步形成專業(yè)軟件公司推廣應(yīng)用。
7.4用好在線質(zhì)量分析儀，提高產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制為了提高在線質(zhì)量分析儀應(yīng)用水平，首先抓好現(xiàn)有的在線質(zhì)量分析儀的應(yīng)用，對(duì)長(zhǎng)期沒(méi)使用的在線質(zhì)量分析儀，摸清情況，組織力量，解決儀表的薄弱環(huán)節(jié)如儀表的預(yù)處理系統(tǒng)，使儀表投運(yùn)。制造商應(yīng)采用新技術(shù)、提高儀表質(zhì)量。煉油、石油化工裝置包括常減壓、催化裂化、乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙二醇、苯乙烯、丁二烯等十幾套裝置設(shè)置的在線質(zhì)量分析儀主要有工業(yè)色譜儀（54臺(tái)）、密度儀（7臺(tái)）、PH計(jì)（75臺(tái)）、紅外線及氧分析儀（49臺(tái)）、水份分析儀（5臺(tái)）、電導(dǎo)儀（40臺(tái)）、聚脂粘度計(jì)（12臺(tái)）、可燃?xì)鈭?bào)警器（360臺(tái)）及餾程、 閃點(diǎn)、蒸汽壓、傾點(diǎn)、冰點(diǎn)等分析儀。近期重點(diǎn)搞好在線近紅外線分析儀和原油含水分析儀。
4.5 工業(yè)PC機(jī)廣泛使用，占領(lǐng)相當(dāng)大的市場(chǎng)。
PC機(jī)應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)低成本自動(dòng)化的重點(diǎn)途徑。我國(guó)工業(yè)PC機(jī)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用取得了較大的進(jìn)展。石化企業(yè)應(yīng)用工業(yè)PC機(jī)對(duì)油品儲(chǔ)運(yùn)監(jiān)控、調(diào)合優(yōu)化控制、計(jì)量數(shù)據(jù)采集、水處理監(jiān)控以及加熱爐節(jié)能控制等，已取得較明顯的效益。我認(rèn)為采用工業(yè)PC機(jī)是生產(chǎn)過(guò)程技術(shù)改造、技術(shù)進(jìn)步行之有效的措施之一，有些中小規(guī)模裝置或項(xiàng)目，不一定都采用價(jià)格比較高的DCS。
7.6重視現(xiàn)場(chǎng)智能儀表和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)試點(diǎn)工作根據(jù)上述介紹，現(xiàn)場(chǎng)總線有很多優(yōu)點(diǎn)，但是，現(xiàn)場(chǎng)總線和產(chǎn)品現(xiàn)只是在簡(jiǎn)單工廠試運(yùn)行，還未用于比較復(fù)雜、規(guī)模較大的生產(chǎn)裝置，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)達(dá)到安全成熟階段，也有一個(gè)過(guò)程。用戶真正采用現(xiàn)場(chǎng)總線是有一個(gè)逐步過(guò)渡的過(guò)程。
?。?）研究從現(xiàn)有模擬儀表系統(tǒng)向FF現(xiàn)場(chǎng)總線全數(shù)字系統(tǒng)過(guò)渡的方式。國(guó)內(nèi)外都在研究過(guò)渡的方式，機(jī)械部專家經(jīng)調(diào)研，提出采用HART通訊協(xié)議作為先導(dǎo)，逐步向現(xiàn)場(chǎng)總線過(guò)渡，是比較穩(wěn)妥和易被人接受的方式。這種方式是可行的。在石化工程項(xiàng)目進(jìn)行儀表與控制系統(tǒng)改造時(shí)，若考慮企業(yè)儀表更新的過(guò)渡方式，建議可優(yōu)先考慮HART協(xié)議產(chǎn)品。國(guó)外HART協(xié)議已使用多年，技術(shù)成熟可靠。我們也有使用的經(jīng)驗(yàn)。
?。?）密切關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)總線發(fā)展動(dòng)向及時(shí)抓好試點(diǎn)工作。我們有必要及時(shí)了解國(guó)內(nèi)外現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展動(dòng)向和試用情況，尤其要關(guān)心現(xiàn)場(chǎng)總線將會(huì)對(duì)石化企業(yè)自控系統(tǒng)發(fā)展的影響。石化企業(yè)在制定儀表控制應(yīng)用、發(fā)展規(guī)劃以及科研開(kāi)發(fā)規(guī)劃時(shí)，建議要考慮現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的影響，并制定相應(yīng)的對(duì)策，新建項(xiàng)目用DCS時(shí)，不應(yīng)再選老式DCS，應(yīng)選開(kāi)放式DCS或選基于PC機(jī)的操作站以適應(yīng)今后的發(fā)展。 抓好現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表和控制系統(tǒng)的試點(diǎn)工作，以取得經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)新技術(shù)的應(yīng)用工作。
5 結(jié)束語(yǔ)
隨著20世紀(jì)的結(jié)束21世紀(jì)的到來(lái)，人類迎來(lái)了知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)的條件下，社會(huì)生產(chǎn)方式、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)空間、經(jīng)濟(jì)組織形式都將發(fā)生深刻的變化。每個(gè)企業(yè)都只能在知識(shí)密集、信息密集的產(chǎn)業(yè)鏈上實(shí)現(xiàn)其價(jià)值。企業(yè)內(nèi)部的組織形式從金字塔式的管理方式轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)化的平面管理。這時(shí)，企業(yè)的綜合信息管理系統(tǒng)的建立和應(yīng)用就顯得更加重要。因此，石化企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該更加重視發(fā)展儀表自動(dòng)化技術(shù)，更好地預(yù)見(jiàn)和占有市場(chǎng)，以取得更大的經(jīng)濟(jì)效益。
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