石油化工自動化的發展前景瞻望

隨著社會不斷發展，為了滿足人們物質和精神生活的需求，全球經濟要持續發展，石油化學工業也要為各經濟部門和人們生活提供各種優質的基本化工材料、燃料、化肥、農藥、塑料、化纖、橡膠和其它各種新型的化工材料(如應用于航空航天、電子電工、醫藥生化……等)。人類共同生活在一個地球上，而地球上的資源和能量是有限的，人類賴以生存的環境又急需保護。因而，石油化工生產既要實現節能降耗，又必須符合安全、衛生和環境保護工作的要求。

隨著我國經濟向市場化轉軌，以及市場全球化和社會信息化的進步，要求大型石油化工企業增強其技術、經濟和管理能力，能迅速對市場需求做出響應，提高競爭能力和經營效率。信息化在社會的各行各業迅速發展，在石油化工行業，自動化是信息化的重要組成部分，以自動化提升石油化工產業信息化的進程。

近來，高新技術不斷出現且發展迅速，企業向技術密集型、信息匯總型轉型，石油化工企業要充分重視并掌握應用關聯的高新技術和信息資源，來增強企業運營和發展能力。我國石油化工自動化經過五十年的發展，通過技術引進、消化、吸收和不斷創新、自動化水平取得長足進步，已從手工操作發展到自動控制，從低級的單回路控制發展到高級復雜的系統控制及管控一體化，在自動化裝備、技術、功能、規模等方面都有了很大提高。大中型石油化工企業主要生產過程已在不同水平上實現自動化控制，并取得顯著經濟效益;小型骨干化工企業主要產品的主流程也已具有比較成熟的控制系統和低成本自動化成套技術，實現了生產信息在車間的集成。

多年的實踐證明，自動化已成為企業提高效益的有效手段。特別是隨著信息技術的應用和發展，現代企業自動化的概念已不單是生產過程的自動化，還包括企業信息管理和實驗室災難性的綜合自動化，具體來說包括生產過程控制與管理、計劃、倉庫、設備、安全、財務、人事、市場和經營等的信息管理，是企業的綜合信息管理系統。

2 石油化工自動化的發展現狀

2.1 過程檢測儀表的發展更趨多樣化、精密化、智能化

過程檢測儀表是在工業生產過程中，對工藝參數進行檢測、顯示、記錄或者控制的基礎。隨著石化工業的發展，對儀表控制系統提出了更高的要求，電動儀表逐步向數字化、智能化方向發展，計算機系統向網絡化、開放化發展，新一代的檢測儀表主要特點是智能化和數字化。這些檢測儀表均是以嵌入型微型計算機為核心，可以實現自動校零、線性化、補償環境因素變化等功能，甚至包括模型運算和人工智能的應用。一次檢測技術采用超聲波、微波、激光等新技術，使自動控制的精度等到進一步提高。研制新型的傳感器，廣泛應用新技術，如核磁共振、激光和相關技術等，使傳感器集成化。在儀表調節回路，除一般的比例、積分、微分調節規律外，人們正在研究前饋、大滯后、非線性、相關和計算值調節等技術，以適應多回路自動化系統的需要。
專用集成電路(ASIC)的廣泛應用將促進傳感器和執行器沿著多功能化和智能化的方向發展，便于形成現場控制回路/子系統，還將極大地方便儀表的安裝調試工作的維護工作。

2.2 過程控制裝置將向開放的分布式監控系統發展

分散型控制系統(DCS)、可編程序控制器(PLC)、基于個人微機的自動化系統(PCA)，正借助于微處理器硬軟件和通信網絡技術，循著標準化，開放化、標準化和盡量采用市場通用的優良硬、軟件的方向，逐漸地、相互融合地向開放的分布式監控系統(O-DSC)發展。

基于現場總線的控制系統(FCS)也是一種新的開放式的分布式控制系統。它把專用封閉協議變成標準開放協議，使系統具有完全數字計算和數字通信能力;在結構上，采用了全分布式方案，把控制功能徹底下放到現場，提高了系統靈活性和可靠性;它突破了集散控制系統(DCS)中采用專用網絡的缺陷。因此對于現場總線的工業控制系統研究具有重大的意義。

2.3 石油化工企業中先進控制系統的發展

先進控制系統是將化工工藝、化學工程、計算機、儀表、過程控制理論與先進控制技術進行有機結合而形成的一種新型控制系統，采用先進控制可提高系統的控制適應能力，克服由于系統本身的時變性、非線性、不穩定性、外部擾動的隨機性及不可檢測等帶來的問題。先進的控制方法特別是預估控制技術、組份推斷控制、模糊控制、神經網絡技術、自適應控制、故障診斷等在生產過程中已得到實際應用并取得良好的效果。

3 我國石油化工自動化發展中存在的主要問題

①我國企業DCS無集成控制功能，多數用于部分工段或問題單套裝置控制，多裝置和工藝全過程集中控制較少。國產DCS的可靠性、配套軟件、硬件等還不能滿足需求，與國外相比存在較大的差別，因此大型裝置的DCS仍以引進為主。②我國開發了一些先進的控制軟件，但多數未能達到標準化、商品化，費用太高，難以推廣。③國產儀表仍以人工記錄為主，引進的產品也多為20世紀70年代末、80年代初的水平。④國內配套的登記表品種不全，缺口較多，如高位液位計、高精度流量計、在線質量分析儀、特種調節閥以及大型DCS等仍靠大量進口。⑤我國計算機應用大部分仍是裝置級，有些石化企業雖然也有信息系統和計算機綜合生產系統，但由于多方面原因，投資大，收效不明顯。

4 石油化工自動化的發展建議

大型石油和化工企業必須綜合應用自動控制技術、計算機技術、信息技術、網絡技術等，推進、擴大和加快企業綜合自動化系統建設，提高信息集成化程度，提高管控一體化的程度，從而達到降低原材料和能源消耗、降低成本、提高產品產量和質量、提高企業整體效益、増強競爭能力的目的，并樹立為石油化工企業全層次、全方位、全生命周期服務的態度。

全層次服務就是縱向地自下而上地做好石油化工企業生產管理各層的自動化工作，涉及過程檢測、執行，基礎回路調節，單元先進控制，裝置操作優化，工廠有序管理和企業有效經營。全方位服務，就是橫向地使處在市場經濟中的石油化工企業，借助于自動化和信息技術，將各部門的業務有效地關聯起來，針對市場需要變化，快速、靈活、有效地做出響應。涉及訂貨銷售、計劃編制、作業調度、原材料貯運、生產管理、庫存管理和成品發送等。全生命周期服務就就是依循企業裝置設備的建設、運行、維修、改擴建、再運行直至停止運行的整個生命周期始終提供自動化和信息技術方面的支持和服務。

在實際工作中，我們應提高自動控制應用率，提高其控制水平和應用效益。積極應用和開發先進控制系統，提高現有裝置經濟效益;同時，要大力強化已有先進控制軟件的商品化開發，促進其推廣應用，并向產業化方向發展。大力加強設備和生產運行的安全性監測、故障診斷和預報控制等技術的開發應用，確保企業生產安全運行。加強環境保護監測，尤其是在環境污染嚴重、易燃、易爆、易中毒崗位和場合，應設在線監測和預報系統。

5 結束語

為迅速提升石化行業信息化和自動化控制技術水平，不僅需要現在從事過程控制研究的技術人員不斷擴大自己的知識領域，更重要的是把從事計算機科學、人工智能、過程控制與化學工程的技術人員有機結合起來，進行交叉學科性質的新課題的開發與研究，這些新課題的研究成功將會大大促進石油化工自動化的發展，滿足信息化時代石化工業生產的需要