石油化工自动化仪表的可靠性及发展趋势分析

发表时间：2018-05-22T17:00:27.227Z 来源：《基层建设》2018年第6期 作者： 王志国

[导读] 摘要：用自动测量、监控、计算和数据处理逐步代替传统仪表的人工监控和手工数据处理势在必行，只有开发出更加准确，迅速检测工艺的参数，并且对生产情况能够进行分析和判断的决策，以多功能整合的形式出现的自动化仪表设备，才能更好地满足现代化工生产的需要。

大庆油田有限责任公司第九采油厂规划设计研究所 黑龙江大庆

摘要：用自动测量、监控、计算和数据处理逐步代替传统仪表的人工监控和手工数据处理势在必行，只有开发出更加准确，迅速检测工艺的参数，并且对生产情况能够进行分析和判断的决策，以多功能整合的形式出现的自动化仪表设备，才能更好地满足现代化工生产的需要。中国

关键词：石油化工；自动化仪表；可靠性；发展

随着信息技术不断进步，自动化仪表在石油化工行业的应用越来越广泛，而且因其引入了微型计算机编程、分析功能以及随时存储器，使其具有更为强大的计算能力、信息存储能力、数据处理能力以及精确控制能力，因而较传统仪表相比自动化仪表更加可靠，并且未来自动化仪表将朝向结构更加精巧、功能更加完善并且安装程序更加简便等方面快速发展，以使其在石油化工行业获得更加宽阔的应用范围。

1 应用类型视角下自动化仪表的可靠性分析

从仪表种类上看，目前石油化工行业应用最多的自动化仪表主要有温度仪表、压力仪表、物位仪表和测量仪表四大类，下面分别比较其与传统仪表的可靠性。 1.1 温度仪表

一般来说，石油化工行业各生产工况下的温度都要控制在-200℃至1800℃的范围内，而传统的水银玻璃温度计测量范围仅为-39℃至357℃，显然难以满足石化生产需求，而且传统的玻璃式温度计的数据采集需要靠人力来完成，采集速率和采集效率均较低，时效性较低，难以为数据分析提供优质的样本，致使对生产温度的测控和分析水平大打折扣。而自动化温度仪表则大多采用由热电阻或者热电偶温度隔离器组成的接触式双金属温度计，不仅价格低廉而且相对稳定，能够将实时信号传递给温度采集仪表，从而做到实时测量温度的变化，较传统温度表相比极大地提升了数据的时效性和准确性。 1.2 压力仪表

压力仪表是石油化工行业最为常见的仪表，广泛用于测量粘稠状或粉状等易结晶介质、腐蚀介质和高温介质的压力，通常测量范围在0 MPa至300 MPa之间，应用自动化压力表不仅能够获得比传统压力表更为准确的数据，而且更为耐用，不易发生故障，能够为石油化工高质量地安全生产提供保障。 1.3 物位仪表

在石油化工行业中，经常要对静设备中成品、半成品、原料的液位进行测量，但由于被测物料的不同，因而除浮力式仪表外物位仪表不可以通用，因而基于此种特殊性，传统的物位仪表大都仅能对特定物料的液位进行测量和监视，并不能对每一类物位都做到很好地控制。而自动化物位仪表则利用现代信息技术不仅可以实现用同一编程来实现对不同物位的测量及物位高度的控制，而且可以通过设置上下限值来实现物位的预警，防止冒罐等现象的发生，为安全生产提供可靠保障。 1.4 测量仪表

石油化工行业离不开对流量的测量，为了保证生产的安全顺利进行还需要根据测量结果对管道流量进行合理调节，而传统的测量仪表仅起到显示数值的作用，需要工作人员根据这一数值再去调节阀门开度，不仅费时费力，而且阀门开度控制误差也较大，难以精准地使流量维持在最佳水准。而利用自动化测量仪表则可以通过预先设定流量的限值，当仪表测量工艺生产中流量值超出预设限值时，则会自动增大或者减小调节阀的开度，确保流量在最佳的范围内，同时通过仪表信号传送系统将数据和动作记录下来，帮助工作人员进行分析或者在有需要时为手工调节提供参数。因而自动化测量仪表较传统测量仪表相比，无论是在测量准确度、时效性还是在流量控制等方面都更为可靠。

2 电气自动化控制可靠性发展状况和面临的问题 2.1 设备的质量问题

虽然在实现工业自动化的过程中，环境因素也会对控制系统的可靠性产生一定的影响，但是只要提高设备元器件的可靠性，就能极大的减少外界因素的影响，从而实现稳定正常的工作质量。由于市场监管的原因，生产厂商只追求经济利益，造成了现今市场上销售的电器元件产品，参差不齐，质量不可靠不达标等。 2.2 提高相关人员业务水平

电气自动化控制是一门该技术含量的控制系统工程。工作相对复杂，设计的设备种类数量极大，要保证正常的设备运行需要有专业的高素质的专业从业人员作为保障。由于我国的国情所决定的，我国得电气自动化控制发展时间比较短，在技术等很多方面的发展也不是很成熟。在人才得培养机制方面，存在着很多的缺陷和不足。由于缺乏相应的专业人才，极大的限制了我国的电气制动化控制的发展。 3 功能优势视角下自动化仪表的可靠性分析

随着现代信息技术的发展，石油化工自动化仪表的微电脑芯片越来越先进、数据处理能力越来越强，使自动化仪表获得了更具可靠性的功能优势，因而数据记录的抗干扰能力和数据分析的精准度也获得了极大的提升。 3.1 具有更为准确的计算能力

自动化仪表利用计算机编程开发而出的控制分析软件，有助于精简繁冗的硬件逻辑电路，特别是利用软件控制接口芯片位控，不仅可以实现需要大量硬件逻辑电路才能实现的复杂功能，例如重复测量计算，控制误差等等，而且逻辑电路的减少使仪表结构更为简化，既节约了成本又为开发、设计更为先进合理的自动化仪表产品提供了创新空间。 3.2 具有更加强大的数据处理和控制功能

传统仪表采用组合逻辑性与时序性电路，经常出现线性化处理、自检自校、测量值与工程值转换等问题。而自动化仪表利用现代信息

技术，内置了具有误差修正功能的微处理器，能够发挥限制干扰、合理提升精密度的作用，使自动化仪表能够在控制台快速检索，及时发现测量误差并进行快速校正，不仅使系统数据处理能力更为强大，而且提升了检索与校正的工作效率，减轻了整个测量系统的硬件负担，有效地解决了传统仪表经常出现的难题。不仅如此，正是由于自动化仪表具有丰富的存储功能，因而可以广泛收集油田化工各项生产工艺的关键参数，为计算机数据处理提供庞大的、优质的原始数据资料，极大地提升了自动化仪表的数据处理能力。 3.3 具有更加丰富的存储功能

能够记录种类更多的信息。自动化仪表都装有实时储存器，较传统由逻辑和时序电路组成的传统仪表相比，记录数据的抗干扰能力和准确度都得到了极大提升。一方面，自动化仪表依托现代信息技术和电脑控制系统，使仪表内置的实时存储器可以对仪表测量的多种信息状态进行综合记忆、重现和处理，而传统仪表采用组合逻辑性与时序性电路，仅能记录某一时点的信息状态，当记录下一信息状态时则会消除上次记录的信息，无法实现信息的重现，没有自动化仪表所具备的连续记忆能力，尤其是断电后，传统仪表的数据便会丢失，而自动化仪表断电后原有记录则不会消失；另一方面，利用电脑控制系统控制仪表进行测量和记录，不易发生故障，较逻辑性与时序性电路相比故障率低很多，既为数据存储提供了保障，又提升了数据记录的精准性和时效性。

总而言之，石油化工行业生产大都处于深冷、高温、真空、高压的环境中，且工艺介质普遍具有有毒、有害、易燃、易爆和易腐蚀的特点，因而为了确保生产安全和生产效率，需要严格控制各项工艺参数，将其调整至最佳的运行状态。而传统仪表在参数分析处理能力、信息存储量以及参数计算准确度和精度等方面已经越来越难以满足不断发展的工艺需求。因而随着现代信息技术的进步，自动化仪表被广泛地应用于石化行业，因其具有更为强大的计算能力、信息存储能力、数据处理能力以及精确控制能力，因而较传统仪表相比自动化仪表更加可靠，具有广阔的发展前景。 参考文献：

[1]闫丽.有关仪表自动化施工中的技术管理策略[J].中国新技术新产品，2012（18）. [2]郭振佳.浅谈仪表自动化在化工工业方面的应用[J].科技与企业，2012（16）