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自动化控制在化工企业的运用

 论文栏目:自动化控制论文     更新时间:2017/9/27 14:27:11   

摘要:本文简要阐述了化工生产中过程自动化控制的概述,重点列举了过程自动化控制在化工企业中的具体运用,探讨了自动化控制系统在化工生产中的发展趋势。

关键词:自动化控制;化工企业;智能化

引言

随着科学技术的发展和计算机技术的成熟,使自动化控制系统越来越趋向自动化、智能化。因此,它被广泛应用于企业生产中,以实现生产的连续性,提高生产的自动化水平,减少企业人力、财力和物力的投入,降低生产的成本,提高企业的经济效益。因化工生产的工艺复杂、危险性高,所以应强化自动化控制在化工企业中的运用。

1化工自动化控制技术的概述

将过程自动化控制技术运用于化工企业中,它控制的主要对象是化工生产过程,通过运用相应的控制方案及控制技术,自动、连续地完成原料加工、产品生产、成品包装及出厂。此外,自动化控制技术还能控制生产过程中的各种条件,如生产所需的温度、压力、流量和液位等[1]。要实现化工企业生产的全方位自动化控制,必须具备先进的自动化设备及整套的控制系统,需建立科学的控制平台及制定合理的实施方案,相关技术人员也必须具备专业的技术能力和优秀的个人素养,进行科学地管理,规范操作流程。

2过程自动化控制在化工企业中运用的重要性

化工行业是一个高危行业,生产过程中会涉及使用和生产各种有毒有害、易燃易爆和腐蚀性强的化学物质。因此,在生产过程中若存在操作失误或受到客观因素的影响,都可能引发安全事故,不仅会影响到生产的顺利进行,还会危机员工的生命安全和影响企业的发展。化工生产过程中对生产条件要求苛刻,对工艺控制的指标要求严格,仅依靠人为地控制很难避免偏差出现。因自动化控制技术能准确地控制生产条件,规范操作流程,所以将自动化控制技术应用于化工企业生产中,可以提高企业生产的安全性。此外,自动化控制技术能促使生产自动、连续地完成,极大地节约了人力资源、降低了生产成本、提高了生产效率和企业的经济效益。

3过程自动化控制在化工企业生产中的运用分析

在现代化工企业生产中,需要准确地控制工艺生产的各项指标,才能保证生产的安全和产品的质量。目前,在化工企业生产中,使用得较普遍的自动控制系统主要有三种:DCS(分散控制系统)、PLC(可编程控制系统)及FCS(现场控制系统)。

3.1DCS在化工企业中的运用

DCS是一个多级计算机系统。它不仅涉及到过程控制级方面,还涉及监控级方面,二者以通信网络作为纽带,容纳了通讯、显示、计算机及控制多个方面。DCS最为核心的部分是微处理机,构建的主要方式是组合组装式,控制技术主要是集中操作、监视、管理和分散控制企业生产过程。如今,DCS已越来越完善,功能越来越齐全、可靠性不断提高和提升了企业管理效率。该系统解决了传统仪表控制系统在过程控制中存在的缺陷,因此DCS在企业生产过程中得到了越来越广泛的应用,且应用水平在不断提高。DCS最初被应用于石油化工领域,20世纪80年代被应用于控制炼油化工的生产过程。目前,DCS已经广泛应用于石油化工企业的乙烯装置及炼油生产中,如催化裂化、常减压和加氢裂化等工艺环节。相关统计数据表明,国内石化、石油及化工系统中DCS的应用总计超过3000套,其中在石化行业的应用近50%[2]。此外,DCS还被广泛应用于大型化肥厂和乙烯厂的生产过程控制,现已有65.4%的中型化肥厂开始引进该技术。由于DCS大量的市场需求,国内的DCS制造公司得到了发展壮大,致使DCS的价格逐渐降低,降低近50%,因此中小型的化工企业也开始在生产控制中引进该技术。DCS在化工生产过程中的应用,具有重大意义。例如,我国研制的新型DCS系统,安装了与我国石化企业生产过程相符的软件,提高了DCS的功能和装置的准确性。

3.2PLC在化工企业中的运用

PLC的关键技术在于建立了可编制用户程序的存储器,便于内部程序储存。它主要负责用户指令的执行,如逻辑运算、顺序控制和定时等,通过模拟式输入、输出或利用数字有效地控制生产的流程及机械的运作[3]。实际上,PLC是小型计算机的缩影,它有效地控制了生产的各个环节,保证了每一道工序顺利完成,极大地提高了生产效率,同时还减少了维修次数,降低了生产成本。如今,PLC已发展得十分成熟,在一些规模较大的化工企业自动化控制生产中扮演着重要的角色。此外,一些化工设备的生产厂商将PLC与DCS相结合,进一步提高了自动化控制技术水平,为有效控制大型化工设备提供了技术保障。

3.3FCS在化工企业中的运用

FCS作为一种新型的控制系统,是在DCS和PLC两种系统的基础上形成,有效地继承了它们的成熟技术。FCS的特点主要表现在系统中引入了科学合理的总线标准,使生产的设备实现了智能化、网络化及数据化。如今,FCS已成为自动化控制技术发展的主要方向,深受业界人士的重视,是工业控制领域的一大突破。尽管FCS获得了一定发展,但该系统仍有待完善,例如,需建立一个统一的标准[4]。此外,该系统的调试及后期的维护仍存在着较大的难度,限制了该系统在化工生产中的发展。相对于DCS而言,FCS应用的领域较窄。

4过程自动化控制在化工企业中的发展趋势

过程自动化控制系统应用在化工企业中,促使了生产过程和企业管理的自动化。自动化控制技术应用于化工生产中,需满足两方面的要求:一是自动化控制的硬件必须具备较高的标准,不能因为更换其中的一个过程控制设备而影响整个生产运营;二是对数据信息集成的要求。随着化工行业的蓬勃发展,它必然朝着大型化、集约化和控制化的方向发展。因此,DCS、PLC及FCS会更广泛地应用在化工生产中,也会进一步推动这三种控制技术的完善,并促进它们彼此间的结合及兼容,从而实现控制与管理的一体化。例如,新型的DCS中,将现场总线的互操作性和开放性的原理融入其中,并连接通信接口,互联PLC设备,利用Internet与高速数据公路将多台PLC连接起来,构建相应的顺序控制,通过联合第三方管理软件平台,实现自动化的生产过程管理,提升DCS控制的速度、功能、准确性及分散作用[5]。如今,将两种控制系统有机融合已经成为自动化控制发展的一大趋势。而随着科技的不断发展,引入各自动控制技术的成本也在不断降低,全开放式的现场总线控制系统将有望成为化工企业生产中的主要控制技术。

5结语

随着我国经济的不断发展,科技的不断进步,自动化控制技术广泛应用在各大行业,特别是在化工企业生产中的应用有着重大的意义。本文主要探讨了DCS、PLC和FCS在化工生产中的具体应用,分析了三种自动控制系统在生产中的作用及特点,期望自动化控制技术在实践中不断地发展进步,更好地服务于化工企业的生产管理,进而促进化工企业的发展。

参考文献

[1]王民安,徐健,龙立业.化工安全生产中的自动化控制[J].黑龙江科学,2014,5(4):198.

[2]张长归.自动化控制在化工安全生产中的应用探究[J].中国石油和化工标准与质量,2014,(7):37.

[3]高银涛.自动化控制在化工安全生产中的实践研究[J].化工管理,2015,(20):257.

[4]冯大明.自动化控制系统在精细化工企业中的应用[J].中小企业管理与科技,2014,(1):232-233.

[5]张长归.自动化控制在化工安全生产中的应用探究[J].中国石油和化工标准与质量,2014,(7):37.

作者:许刚 单位:拜城县众泰煤焦化有限公司

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