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【摘要】近几十年，我国石油化工自动化仪表发展迅速，结合通信技术、计算机技术等先进技术，在安全性、操作性、精确度等方面都有了很大的提升，已强有力呈现出了向数字化、智能化、网络化、微型化发展的趋势。
【关键词】石油；化工；自动化仪表
中图分类号：F407.22 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
文章对石油化工自动化仪表的概念、分类和安装要求做了详细的介绍，同时结合相关理论和实践经验，从对仪表的控制和安全方面提出了几点优化意见。希望能在石油化工自动化仪表的应用方面起到一定的促进作用。
二、石油化工自动化仪表的阐述
现如今，自动化仪表在石油化工企业中应用是及其广泛的。石油化工应用自动化仪表工程项目主要包含三个阶段，即设计、施工、以及竣工调试。在每个阶段中，都要求有较强的专业性以及设计附属性。特别是要在设计过程中，其设计人员应该正确掌握好自动化仪表设计进度，并且要将自动化仪表设计和与之相关的专业紧密相结合，在满足工艺要求的基础上，还必须考虑科学性及选型的统一型，由此看来，在石油化工企业中，自动化仪表的设计和施工是及其重要的工程。
三、石油化工自动化仪表的分类和安装
自动化仪表安装是一种流动性强、条件环境变化不定、施工内容和难度差别很大的工作，它要求针对具体的施工任务，要遵循相关安装规定。
1.温度仪表
石化现场设备或管道内界质温度一般都需要指示控制，温度范围为-200℃到l 800℃。大多數采用接触式测量。在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代。最常用的是热电阻、热电偶。特殊热电阻有油罐平均温度计等特殊热电偶和耐磨热电偶、表面热电偶、多点式热电偶、防爆热电偶等。热电阻、热电偶信号多直接进入DCS或其它温度采集仪表，一体化的温度变送器等因现场总线技术兴起而逐渐普及。
仪表安装规定：
（一）仪表安装位置应符合设计文件规定，安装固定牢固；
（二）接触式温度检测仪表的安装位置应位于介质温度变化灵敏和具有代表性的位置，热电偶应远离强电磁场干扰；
（三）测温元件深入管道或设备的角度和深度应符合设计文件规定，压力式温度计的安装应保证温包能够全部浸入被测对象中，表面温度计的感温面与被测对象表面应接触紧密。
2.压力仪表
因为与安全密切相关，所以压力仪表受到量程限制。压力范围为到300MPa。压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理，而且可用于高温介质，脉动介质，粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量。精度可达0l级。压力表分液柱式，弹性式、活塞式三类。
仪表安装规定：
（一）就地安装的仪表不应固定在有强烈振动的管道或设备上。
（二）压力取源部件的端部不应超出管道或设备的内壁，不应影响管道或设备的使用功能。
（三）压力仪表在管道或设备试压、吹扫后安装。
3.物位仪表
石化行业一般以液位测量为主，由于测量过程与被测物料特性关系密切，所以除浮力式仪表外，物料仪表没有通用产品。按测量方式分为直读式，浮力式、静电式(差压等)、电接触式，电容式、超声波式、雷达式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等，其中雷达式、磁致伸缩式以及矩阵涡流式液位计精度高，在石化行业正在逐步普及。
仪表安装规定：
（一）检测元件、物位取源部件安装前，应核实每一个连接管路的内部结构、导通情况，检查取源部件检测范围之内是否有阻挡物。
（二）设备内部安装的检测元件应在设备内部清扫后、设备封闭之前安装。
（三）核辐射式物位计安装中的安全防护措施，必须符合有关放射性同位素工作卫生防护的国家标准规定；现场应有明显警戒标志。
4.流量仪表
流量仪表是石化行业温、压、液(位)，流四大参数中内容最丰富的一个门类。从控制的角度看稳定和优化是两大永恒的主题，都要用流量来考核。而流量本身与流体及管道的关系又很大。这里说的流量，是单位时间内流体有效面截的流体的体积和温度及压力补偿。还需要求知管道中一定时间内流过的累积的流体体积和质量(流量积算仪)。
仪表安装规定:
(一)就地安装的仪表应安装在没有强烈振动且便于维修的管道上。
（二）安装前应对检测元件、流量取源部件进行外观检查，并及时按照设计数据和制造标准规定测量、验证其制造尺寸。
（三）安装前进行清洗时，应防止损伤检测元件，在管道上安装的流量仪表和检测元件，应在管道试压、吹洗后安装。
5.分析仪器和在线过程分析仪
从工艺上，生产过程中对温度、压力、流量．液位等工艺参数的保证，只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格，所以对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是非常重要的。从环境保护的角度，排放的物质的成分也是要分析和在线监测的。分析仪器和在线过程分析仪的需求是迫切的。分析仪器的高科技含量，对多学科配合要求高等，使得近年来分析仪器的科研和应用投入力量大，主要有液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜．原子吸收及等离子发射光谱，电化学等分析仪器。
仪表安装规定：
（一）成分分析和物性检测仪表进行到货验收时，应详细核查到货设备的规格型号、材质、安装位置、管路连接和标准试样是否符合设计文件规定。
（二）成分分析和物性检测仪表的安装与防护应严格按照随机技术文件的要求进行，以避免对设备和材料造成不必要的污染和损坏。
四、石油化工自动化仪表控制的优化
在现代控制论的推动下，各种智能化算法应适而生，其中除智能PID控制器外。多变量控制已在炼油、石化行业开始进入生产实际阶段，它以DCS为基础，可以是独立的。也可以是一个软件包，它与多变量动态过程模型辨识技术，软测量技术有关，多采用测控与PID串级控制相结合方式等。目前在炼油厂中应用较多。同时，石化企业正在由一个装置一个控制室逐步过渡成数个装置一个控制室或全厂一个中央控制室，而且最终是以CRT或LCD屏幕显示为主，辅以少数显示仪表和指示灯，从鼠标、键盘操作为主，辅以触摸屏及少数旋钮和按钮，工业电视摄像头摄取的画面也由专用屏幕逐步纳入以DCS操作站的屏幕。
五、石油化工自动化仪表的安全系统
石化装置由于大型化，连续化及工艺过程复杂，易燃，易爆，对环境保护要求高等原因，安全性要求日益提高，一般由DCS等设备完成安全连锁保护的方法．在某些企业已经不能满足要求，所以紧急停车系统(ESD)等在DCS之外单独设置。现在自动化IEC615ll的安全仪表系统(SIS)，正是为了进一步满足石化企业的需求。SIS是专门的工程解决方案，它连续在线运行，当侦测任何不安全过程事件时。能够立即采取行动，以减轻可能造成的损失。功能安全还应结合风险度、安全指标、安全完整等级(SIL)等，正确选用SIS系统，目前国内仅有石油化工紧急停车及安全连馈系统设计导测作为依据。
六、结束语
我国对石油化工自动化仪表的研究相比国外是有一定的差距。打破差距，自主研发是首要的工作，同时应该与时俱进，积极吸收国外先进的科研成果，重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化、特种及专用自动化仪表；推进仪器仪表系统的微型化、智能化、传输数字化和网络化，完成自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变；继续加强具有自主知识产权的自动化软件技术研究。这样我国在大型精密仪器、大型工程项目中的核心控制系统和技术方面才能不断壮大。
参考文献:
[1]王少勇,自动化仪表维护工作程序化实践[J].中国石油和化,2009(9).
[2]连永斌,浅析自动化仪表施工过程中防爆及接地常见问题及防治措施[J].城市建设与商业网点,2009(20).
[3]卞正岗,石油化工工业自动化仪表及系统[J].中国仪器仪表,2007(2).
[4]杨金城,当代石油化工自动化仪表的性能评价和发展趋势[J].石油化工自动化.2008(2).
【关键词】石油；化工；自动化仪表
中图分类号：F407.22 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
文章对石油化工自动化仪表的概念、分类和安装要求做了详细的介绍，同时结合相关理论和实践经验，从对仪表的控制和安全方面提出了几点优化意见。希望能在石油化工自动化仪表的应用方面起到一定的促进作用。
二、石油化工自动化仪表的阐述
现如今，自动化仪表在石油化工企业中应用是及其广泛的。石油化工应用自动化仪表工程项目主要包含三个阶段，即设计、施工、以及竣工调试。在每个阶段中，都要求有较强的专业性以及设计附属性。特别是要在设计过程中，其设计人员应该正确掌握好自动化仪表设计进度，并且要将自动化仪表设计和与之相关的专业紧密相结合，在满足工艺要求的基础上，还必须考虑科学性及选型的统一型，由此看来，在石油化工企业中，自动化仪表的设计和施工是及其重要的工程。
三、石油化工自动化仪表的分类和安装
自动化仪表安装是一种流动性强、条件环境变化不定、施工内容和难度差别很大的工作，它要求针对具体的施工任务，要遵循相关安装规定。
1.温度仪表
石化现场设备或管道内界质温度一般都需要指示控制，温度范围为-200℃到l 800℃。大多數采用接触式测量。在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代。最常用的是热电阻、热电偶。特殊热电阻有油罐平均温度计等特殊热电偶和耐磨热电偶、表面热电偶、多点式热电偶、防爆热电偶等。热电阻、热电偶信号多直接进入DCS或其它温度采集仪表，一体化的温度变送器等因现场总线技术兴起而逐渐普及。
仪表安装规定：
（一）仪表安装位置应符合设计文件规定，安装固定牢固；
（二）接触式温度检测仪表的安装位置应位于介质温度变化灵敏和具有代表性的位置，热电偶应远离强电磁场干扰；
（三）测温元件深入管道或设备的角度和深度应符合设计文件规定，压力式温度计的安装应保证温包能够全部浸入被测对象中，表面温度计的感温面与被测对象表面应接触紧密。
2.压力仪表
因为与安全密切相关，所以压力仪表受到量程限制。压力范围为到300MPa。压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理，而且可用于高温介质，脉动介质，粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量。精度可达0l级。压力表分液柱式，弹性式、活塞式三类。
仪表安装规定：
（一）就地安装的仪表不应固定在有强烈振动的管道或设备上。
（二）压力取源部件的端部不应超出管道或设备的内壁，不应影响管道或设备的使用功能。
（三）压力仪表在管道或设备试压、吹扫后安装。
3.物位仪表
石化行业一般以液位测量为主，由于测量过程与被测物料特性关系密切，所以除浮力式仪表外，物料仪表没有通用产品。按测量方式分为直读式，浮力式、静电式(差压等)、电接触式，电容式、超声波式、雷达式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等，其中雷达式、磁致伸缩式以及矩阵涡流式液位计精度高，在石化行业正在逐步普及。
仪表安装规定：
（一）检测元件、物位取源部件安装前，应核实每一个连接管路的内部结构、导通情况，检查取源部件检测范围之内是否有阻挡物。
（二）设备内部安装的检测元件应在设备内部清扫后、设备封闭之前安装。
（三）核辐射式物位计安装中的安全防护措施，必须符合有关放射性同位素工作卫生防护的国家标准规定；现场应有明显警戒标志。
4.流量仪表
流量仪表是石化行业温、压、液(位)，流四大参数中内容最丰富的一个门类。从控制的角度看稳定和优化是两大永恒的主题，都要用流量来考核。而流量本身与流体及管道的关系又很大。这里说的流量，是单位时间内流体有效面截的流体的体积和温度及压力补偿。还需要求知管道中一定时间内流过的累积的流体体积和质量(流量积算仪)。
仪表安装规定:
(一)就地安装的仪表应安装在没有强烈振动且便于维修的管道上。
（二）安装前应对检测元件、流量取源部件进行外观检查，并及时按照设计数据和制造标准规定测量、验证其制造尺寸。
（三）安装前进行清洗时，应防止损伤检测元件，在管道上安装的流量仪表和检测元件，应在管道试压、吹洗后安装。
5.分析仪器和在线过程分析仪
从工艺上，生产过程中对温度、压力、流量．液位等工艺参数的保证，只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格，所以对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是非常重要的。从环境保护的角度，排放的物质的成分也是要分析和在线监测的。分析仪器和在线过程分析仪的需求是迫切的。分析仪器的高科技含量，对多学科配合要求高等，使得近年来分析仪器的科研和应用投入力量大，主要有液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜．原子吸收及等离子发射光谱，电化学等分析仪器。
仪表安装规定：
（一）成分分析和物性检测仪表进行到货验收时，应详细核查到货设备的规格型号、材质、安装位置、管路连接和标准试样是否符合设计文件规定。
（二）成分分析和物性检测仪表的安装与防护应严格按照随机技术文件的要求进行，以避免对设备和材料造成不必要的污染和损坏。
四、石油化工自动化仪表控制的优化
在现代控制论的推动下，各种智能化算法应适而生，其中除智能PID控制器外。多变量控制已在炼油、石化行业开始进入生产实际阶段，它以DCS为基础，可以是独立的。也可以是一个软件包，它与多变量动态过程模型辨识技术，软测量技术有关，多采用测控与PID串级控制相结合方式等。目前在炼油厂中应用较多。同时，石化企业正在由一个装置一个控制室逐步过渡成数个装置一个控制室或全厂一个中央控制室，而且最终是以CRT或LCD屏幕显示为主，辅以少数显示仪表和指示灯，从鼠标、键盘操作为主，辅以触摸屏及少数旋钮和按钮，工业电视摄像头摄取的画面也由专用屏幕逐步纳入以DCS操作站的屏幕。
五、石油化工自动化仪表的安全系统
石化装置由于大型化，连续化及工艺过程复杂，易燃，易爆，对环境保护要求高等原因，安全性要求日益提高，一般由DCS等设备完成安全连锁保护的方法．在某些企业已经不能满足要求，所以紧急停车系统(ESD)等在DCS之外单独设置。现在自动化IEC615ll的安全仪表系统(SIS)，正是为了进一步满足石化企业的需求。SIS是专门的工程解决方案，它连续在线运行，当侦测任何不安全过程事件时。能够立即采取行动，以减轻可能造成的损失。功能安全还应结合风险度、安全指标、安全完整等级(SIL)等，正确选用SIS系统，目前国内仅有石油化工紧急停车及安全连馈系统设计导测作为依据。
六、结束语
我国对石油化工自动化仪表的研究相比国外是有一定的差距。打破差距，自主研发是首要的工作，同时应该与时俱进，积极吸收国外先进的科研成果，重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化、特种及专用自动化仪表；推进仪器仪表系统的微型化、智能化、传输数字化和网络化，完成自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变；继续加强具有自主知识产权的自动化软件技术研究。这样我国在大型精密仪器、大型工程项目中的核心控制系统和技术方面才能不断壮大。
参考文献:
[1]王少勇,自动化仪表维护工作程序化实践[J].中国石油和化,2009(9).
[2]连永斌,浅析自动化仪表施工过程中防爆及接地常见问题及防治措施[J].城市建设与商业网点,2009(20).
[3]卞正岗,石油化工工业自动化仪表及系统[J].中国仪器仪表,2007(2).
[4]杨金城,当代石油化工自动化仪表的性能评价和发展趋势[J].石油化工自动化.2008(2).