发布时间：2023-07-27 16:13:50
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的石油化工自动化样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
经过50多年的发展，石油行业的自动化进步主要体现在操作现场已经从传统的手工劳作转变为当今的自动化控制，低级的单回路控制已经被予以淘汰，高级复杂系统控制推向市场，直到炼化管控一体化。自动化控制已经蔓延至中国大中型石油化工企业的主要生产过程之中，虽然在水平上有所差异，但从总体来说，相对于传统的行业操作，自动化控制已经帮助取得更多的经济效益。与此同时，在小型的石油化工企业之中，也有很多骨干企业拥有比较成熟的控制系统和较低成本的自动化技术，并且，生产信息在车间的集成常规仪表性能大大提高，已经成为石油化工企业生产过程的主要检测手段。我们了解到石油自动化控制历程，还需对石油自动化控制应用前景做进一步探讨。
2自动化控制设备和系统
石油化工企业把化工过程的控制作为企业日常生产管理控制的目标对象，自动化控制技术、算法和方案帮助石油化工企业可以有机调和控制理论，把整个生产过程纳入到自动化控制体系，实现化工过程中各种模拟量的自动化控制。为了使得自动化控制的全过程得以有效实现，自动化控制设备、控制系统是必不可少的，除此以外，还要制定出科学合理的实施方案，为自动化控制打造控制平台。高素质的操作人员也十分重要，可以实现对科学管理、操作自动化控制系统。在将设备和体系、方案和人员进行科学的结合的前提下，才能使得石油化工企业的自动化控制过程得以顺理成章地完成。从中我们可以发现，在化工行业中，其不仅对自动化控制的技术水平有所要求，还对自动化控制过程的匹配性有所要求。最优化化工过程的自动化控制，可以降低企业的投入成本、提高企业的生产效益，还可以降低企业所需能耗和生产成本，提高成品质量，从而保障化工企业的安全科学生产。因而，对化工过程的自动化控制进行研究，然后使用先进的系统设备和技术，为化工企业提供服务，是化工企业前进和发展的驱动力。
3微电子技术和信息技术的应用
自动化控制系统和自动化设备中应用较为广泛的有微电子技术和信息技术，化工自动化控制网络和信息控制网络呈现出一体化趋势。在数据采集、自动化控制、技术调节等各个环节，都有化工过程的控制体现，通过化工过程控制一体信息平台集中到自动化控制系统中。这要求自动化控制硬件需要更加具有可供挑战的性能。过程控制的各个环节所采用的技术设备拥有各异的硬件设备，分别由不同的生产经营商家供给，而开发商对硬件设施进行自主经营。之所以，在多种资源进行整合的过程之中，很多时候会出现不兼容，接口不统一也时常出现，因而，技术产品的更新升级也会受到影响。综上所述，化工自动化控制硬件需拥有多种优点，如较好的兼容性、便于升级换代、速度快等。化工过程控制技术设备只有具备上述特点，才可以在控制领域中被广泛使用，从而实现化工控制全过程和各个系统之间的完美联合，保证任何的化工过程控制设备在升级换代的时候不会对化工企业的正常生产有所影响。控制硬件只有具备灵活性、精确度、抗干扰等各个方面的优点，才能够在化工过程自动化控制中发挥出显著的作用。化工自动化控制的核心是信息集成，信息集成的重要组成部分是数据库管理系统。大多数化工企业使用流程管理模式，需要通过软件平台处理和管理化工过程中的大量数据。，使用哪一种软件决定着化工控制过程自动化控制的信息有效集成性和共享性。
4专业技术人才作用愈加重要
我国化工自动化控制操作技术人员素质普遍不高，原因在于我国自动化控制理论研究较为落后，存有的化工自动化控制研究成果不多。很多化工自动化控制操作技术人员不够了解化工过程自动化控制原理，对化工行业有关的专业技术知识掌握甚少，化工自动化控制复合型人才欠缺。在化工自动化控制发展的过程中，人才起着决定性的作用。要想实现对整个化工过程的最优化自动化控制，需要从以下几个方面着手。首先，需要引导广大的职工及时更新观念，化工企业领导层需要对化工自动化控制给予充分的重视，以切实行动引导更新全体职工的化工自动化控制观念，从而开放思维，培育出强烈的责任心来对待化工工作，制定出科学合理的化工自动化发展规划和信息化发展职工培育方法，把先进的技术手段和激励措施相结合，促进化工信息化建设的发展。其次，还需要对化工自动化设备的整体利用水平给予更多关注。其充分体现了化工企业技术人员的操作能力。在自动化控制技术的发展过程中，因为电子技术发展速度较快，电子产品更新换代频繁，在化工企业自动化设备的采购、安装及使用过程中，需要注意设备的这个特点，之后结合企业自动化控制现状，加大对相关技术人才的培养力度。在化工过程自动化控制的过程中，需要并重经济效益和社会效益，注重投入产出比的分析，在信息资源建设和化工自动化控制应用技术上投入更多的研究精力，从而不断地提高化工自动化控制设备的整体使用水平。
5结束语
【关键词】石油化工 自动化技术 发展趋势
在国民经济迅速发展的背景下，我国的能源消耗量也日益增加，虽然我国是一个能源大国，资源丰富，但是如今的经济发展需要的能源的数量惊人，在激烈的市场竞争中，我国的石油开采量与我国人民的日常生活、工业生产所需渐渐拉开了差距，为了进行生产，我们从国外进口石油的现象越来越严重。但是从长远的发展来看，要想提高综合国力使国家长久稳定的发展，就要减小对国外能源的依赖，寻求新的方法推进我国资源的开采和利用，减少石油进口量。1 石油化工自动化技术应用必要性1.1 石油资源对我国经济发展的重要作用
石油是我国一项极其为重要的基础能源，也是全球需求量最大的能源，经济全球化的迅速发展，信息技术全球化的推广，让石油工业迎来了较大的发展机遇，同时也面临着前所未有的挑战。尽管我国号称能源大国，但是随着世界范围内的经济发展，国内的石油的提供量已经不能满足当今工业生产的需求。在社会不断发展的今天，传统的石油化工企业的生产设计理念不再适应当前的发展，具体的环境逼迫着生产理念的改变。如今的石油化工企业改变了航向开始朝着智能化的方向发展。
1.2 先进的科学技术逐渐渗透到石油化工企业
石油资源能够保障我国国民经济的平稳增长。世界范围内的经济发展趋势逐步把先进的科学技术融入到石油化工行业中。在分析了以往的人工操作的局限性和不准确性，逐步运用先进的科学技术模拟人工化，不仅达到了人工操作的效果，还高额度的，高精准性的完成了数百倍次的工作量。从工厂生产的操作、维护的不同的角度出发，先进技术的控制系统具有相对的开放性、易于管理性。不需要耗费太大的精力，只要熟悉操作程序，并且通过生产操作的自动化、经营管理模式的信息化、就可以简单的实现传统石油化工企业从原油选择、采购、生产加工再进一步得到石油以及石油附属产品的全部过程，不同的是这一过程具有智能性，简化了工人手工操作的人力耗费和时间耗费。这种智能化的石油化工的生产及管理，可以在相同的时间和空间上使企业的利润最大化。
1.3 传统石油化工企业中，人工操作的缺陷性及危险性
（1）在传统的石油化工企业中，生产需要人工操作，大量的作业量需要很大数量的工人协作完成，石油化工生产作业时具有一定的危险性，大量的工人集中作业的工作环境下，一旦发生安全事故，大量工人的人身和财产安全得不到保障，会造成大量的人员伤亡。
（2）人工操作，达不到石油化工产业要求的精准度。石油化工企业的生产工作有严格的精准性要求，但是人工操作生产过程中，精准度不易控制，在人工操作控制的情况下，想要达到精确的工艺参数要求有很大的难度。并且极易因为这种误差而造成投料不当，从而导致生产时超温超压等异常状况，埋下安全隐患，引起事故的发生。
（3）石油化工属于高污染性，高腐蚀性的工作环境，全人工操作的模式下，如果做不好安全防范工作，长期工作的人员的身体健康得不到保障，对身心极可能造成不可逆转的伤害，容易形成职业病。
2 石油化工自动化技术的应用及发展趋势
2.1 自动化技术的应用
石油化工自动化技术投入到石油化工企业的使用中，目前的使用主要有两方面的应用：自适应控制和最优控制。
（1）自适应控制。根据具体的工作环境，智能调节机器的性能生成反馈信息，接受反馈信息后系统自动按照事先设定的程序标准来进行工作。在我国目前的石油行业自动化生产过程中，自适应控制运用到了石油化工的不同部门，与以往的传统自适应控制模式相比较来看，如今的自控制系统更主要的是自整定与模型参考，具有具体的辨识过程的独特性。并且在辨识过程中激励信号平稳运行。
（2）最优控制。在当代的控制理论中，最优控制是一个占据极为重要作用的构成环节。最优控制给人们的生活提供了一个安定和平的大环境，使人民群众的生活的各个方面得到定改善。如今最优控制在石油化工产业上的应用成果较为显著，解决了传统人工操作的各种弊病，提升了石油化工产业在我国的产业地位。
2.2 石油化工企业的自动化控制发展趋势
2.2.1FCS将与DCS共存
DCS 自七十年代问世以来，采用了大量先进的成熟技术，经历了发展、成熟到集中应用几个阶段。DCS 技术成熟，性能可靠，软件丰富，功能完善，得到了用户的信任，而FCS还处于发展阶段，技术还不太成熟，可靠性还有待考证，功能不如DCS 完善。如今广大用户虽然关注FCS 的发展，但是多持观望的态度。DCS 至今已经发展得相当成熟和实用，仍是当前工业自动化系统应用的主导型，不会随着FCS的出现和发展而走向衰退或是退出历史的舞台，DCS将会与FCS在相当长的一段时间内共存下去。
2.2.2现场总线与DCS相结合
现场总线技术集成到现有控制系统中，利用DCS丰富而成熟的控制功能带动现场总线的推广应用。现场总线与传统控制系统之间的集成通过三种途径：一是现场总线在DCS、PLC的I/O 层次上的集成，二是现场总线设备通过网关集成到DCS、PLC上，统一组态、监控与管理；第三是独立FCS 与DCS、PLC 之间的信息集成，两者之间通过网关实现信息交流与映射。通过以上几种方法可以利用DCS、PLC成熟的技术与经验，发挥现场总线的独特优势。在现场总线推广应用的基础上，尽快完善一体化功能。实现对现场设备的一体化管理与控制。
3 结语
在经济全球化的大背景下，石油化工企业决定着一个国家竞争力的命脉，石油化工产业融入的技术含量的多少也是彰显一个国家综合国力的重要指标。石油化工的自动化控制技术一直努力的寻找新的突破，处于不断改革、创新的阶段。石油化工自动化控制技术不断进步对石油化工行业在激烈的行业竞争中的生存与发展起着积极作用。
参考文献
[1] 胡红页.先进控制技术在炼油化工行业的应用[J].自动化与仪表，2012（05）
[2] 刘新辉.先进控制技术在工业控制中的应用[J].牡丹江大学学报，2013（04）
关键词：油品储运 数据采集 可编程控制器 数字滤波 油品调合
一、引言
新技术革命自上世纪八十年代中期延续至今，石油产业也正在向纵深发展。新概念、新工艺、新理论也层出不穷。油品的储运作为一门综合性较高的工程科学，是在石油化工企业中一个必不可缺的重要环节。提高石油化工油品储运自动化的技术、管理水平，对石油化工企业来说，可以减少损耗、增加效益、降低成本。民用油品的储运和军用油品的储运，矿场石油的储运和炼油厂油品的储运，尽管在基本理论上它们是大体相同的，但是在技术措施和设备上各有各的特点。同时液态介质的存储、核算、计量和管理上的工作都是油品储运业务中的重点组成部分，这就能证明提高油品储运自动化和管理水平对石油化工企业有着不可或缺的重要意义和作用。
二、PIG 扫线原理及原则流程
所谓的PIG扫线，就是通过压缩惰性气体获得动力，推动紧密充填在管道中的弹性海绵柱，使其以一定的速度前进来实现一次性清管/置换的技术。
PIG扫线原则流程及操作程序：
（1）PIG装置的设计
PIG装置是用作于发射/接收PIG芯而设置的，它的使用压力等级和直径等均与其他工艺管道是完全相同的，强度的计算及补强可取等径三通公式：
St0= PDw/（2[σ]tφ+P）；
St0：主管段理论计算壁厚mm；
φ：强度削弱系数，对于单筋、蝶式等局部补强的PIG装置，φ=0.9；
[σ]t：基本许用应力MPa；
P：设计压力MPa；
Dw：主管外径mm；
本公式之适用于以无缝钢管焊制的PIG装置，并且主管外径≤660mm，支管内径和主管内径之比≥0.8，主管外径和内径之比≥1.05且≤1.5。
为了防止PIG芯到达末端后发生扭曲进入支管，在设计时应沿三通的焊缝内侧适当增设栅条。
设计氮气管与主管道管径之比在1：4、1：5之间为宜，这样是为了控制PIG芯的运动速度，目的在于延长PIG芯的使用寿命。
三、储运自动化系统的构成
石油化工油品储运自动化系统分为鹤管装卸车的控制以及销售管理自动化系统和罐区监控管理系统，个别还包括了储运污水处理管理系统。这其中罐区的自动化水平大体上代表了油品储运系统的整体自动化水平。这是因为罐区的监控与管理工作是储运自动化系统中最为基本的工作内容。下面就以PLC技术在罐区监控管理系统中的应用作为典范，简要的介绍一下PLC技术在石油化工油品储运自动化系统中的应用。
小鹤管装车具有着节能和安全等显著的优点，石油化工企业内的储运装车基本上都以它作为基本灌装设施。目前这种灌装设施的鹤管有两种规格：通常我们把口径大于Dg12O的鹤管称之为大鹤管，此类鹤管主要用于火车罐车的灌装工作；另将口径小于Dgl20的鹤管称为小鹤管，其常用的口径有Dg80、Dg50，此类鹤管主要用于火车罐车及汽车罐车的灌装工作。目前因此相应的分为大鹤管储运装车自动化微机控制系统和和小鹤管储运装车自动化微机控制系统。
（1）PLC应用在常见的储运自动化系统中
PLC技术紧随着微电子技术的同步发展，已开始替代传统的继电器控制装置。PLC作为以微处理器为核心的工业控制装置，如今它既能采集控制开关量，还能采集控制模拟量以及数字量，同时还可以实现过程控制、顺序控制、逻辑运算、计数、定时、联网通信等功能，将计算机技术与传统继电器控制系统紧紧的结合在了一起。凭借着抗干扰能力强、I/O组态灵活、结构紧凑、高可靠性及调试维护方便等众多优点，越来越受到众多工业用户的认可。在现代工业自动化领域中与工业机器人、CAD/CAM一起被称为现代工业化三大支柱。
在石油化工油品储运自动化控制系统中，PLC技术得到了普遍的应用。PLC的主要任务是完成定量程序装车控制、防静电、防溢及联锁控制，完成数据采集和对现场控制执行器的程序控制等内容。
（2）PLC的计数单元详解
PLC高速计数单元对应采集管路上流量计的低位及高位通道单元都需要清零，高速计数单元计数通道清零的子PLC应用程序如下：
LD IR200.00
OUT TR0
ANDNOT IR203.00
AND IR206.00
TIM 001 DM398
LD TR0
ANDNOT IR210.00
@MOVB（82）#1#300 IR330
BIN（23）IR356 DM309
BIN（23）IR357 DM310
选择模式6计数方式，输入IN-IR330.03作为内部触发方式，微分型指令@MOVB（82） 是位传送指令，当执行条件IR200.0由“OFF”变为“ON”时，@MOVB（82）传送一次#1到IR130通道的第3位，即IR330.03单元置1，就实现了使计数器从零开始计数。IR356与IR3576是采集累计脉冲的低位与高位的BCD码，使用BIN（23）指令转换成16进制数，并将其映射在DM309和DM310单元之中。
1、直接从空分制氮企业来引接氮气总管；
2、从运输距离小于等于400公里的深冷制氮企业来购置液氮，同时设置液氮储罐以及蒸发器等设备准备氮气供应系统；
3、自备变压吸附制氮装置，以供自产自用。
通过以下公司计算出液氮储罐的最小容积：
VNh≥ 0785d2*L*Pc/（PNh-PC）
Vnh：氮气储罐最小容积m3；
d：储运系统最大输送管道内径m；
L：储运系统最大输送管道长度m；
PC：吹扫压力，NPa通常以（PL+0.2）即可满足；
PNh：氮气储罐长备充装压力NPa；
（3）PLC应用在分布式小鹤管装车自动化系统
对于分布式的小鹤管装车自动化系统，操作人员可以在装车现场操作撞车和监控装车情况。各个鹤位均设置一台定量装车控制设备来执行本鹤位的定量装车控制任务。这样可以达到实现系统操作的功能分散管理且集中见识的目的。
针对定量装车控制设备可以采用定量装车控制仪，但现市面上定量装车控制仪价格昂贵，可以采用西门子S7-200-CPU224的小PLC加西门子DT-900来实现，将其安装在石油化工油品储运装车现场的每个鹤位，以完成现场自动化装车控制的管路温度、体积流量、质量流量、静电接地、液位防溢、阀门开关状态等检测，通过以上的方式来完成安全联锁以及定量装车控制等功能。
（4）PLC应用在火车大鹤管装车自动化系统
火车大鹤管装车自动化系统相比前两种控制系统要复杂得多。在火车大鹤管装车自动化系统中，PLC相比之前还有很多任务要完成，包括对大鹤管的位置的上升、停止、下降和左、右位移的控制及位置的检测，接油斗的位置控制以及位置的检测，火车油罐牵引车位置控制，液压泵的开关控制等。
四、PLC在石油化工油品储运监控系统中的应用
PLC在石油化工油品储运监控系统中应用的原理：采集石油化工油品储运罐区现场的数据，并传至上位机，再由上位机编程、组态、连接，把实际流程形象的展现出来，并显示动态数据和设置PID控制参数、过程参数，除此之外还可以查看历史报警报表、趋势等。具体的应用程序如下：
【关键词】石油化工企业；自动化仪表；研究；措施
0.前言
由于近几年来工业发展迅速，人们对石油的消耗量也逐渐增多，石油市场的发展越来越壮大。石油化工企业也应该顺应现代工业发展趋势，由粗放型转变为集约型的生产模式，进一步优化新型工业产业结构，使用自动化仪表便是确保生产质量的重要方法和手段，自动化仪表也成为生产中不可缺少的一部分。自动化仪表可以自动检测、显示、记录生产中的工艺参数，对生产不合格的地方自动加以控制，提高了石油生产的质量，保证了石油生产的效率，减轻了工作人员的工作负担，是一项极为重要的技术。
1.自动化仪表简单介绍
1.1概念
自动化仪表是由许多自动化元件组成的，可以自动检测、记录、显示生产中的工艺参数的自动化技术工具。自动化仪表一般是由显示器、传感器、变送器这三部分组成，这三部分又由许多小的仪表而组成。
1.2组成
温度仪表，主要是监控生产时的温度，一般的温度范围控制在零下200摄氏度到1800摄氏度，通过接触式测量来确保温度在可生产的范围内。一般的温度仪表为双金属温度计、热电偶等；特殊的热电偶又分为防爆热电偶、耐磨热电偶、多点式热电偶、表面热电偶等。热电偶一般都直接进入采集仪表，使温度有变送器达到一体化。
压力仪表，是监控生产过程中的压力。由于生产过程中，压力过低和过高都会引起生产安全问题，所以石油化工企业对于压力的监控极为重视。生产中可以采用多种原理和方法进行压力测试，确保测量的准确性和生产的安全性。
流量仪表，是仪表中内容最为丰富的、最为重要的仪表。在测量中要保持流量测量的准确性，定时对流量进行考核，要保持流量的稳定，是流量仪表得到优化。
物位仪表，是一种测量液位的工具，因为石油化工一般大多使用浮力式仪表，在不同的压力和差压下，要选择不同的测量方式，常用的测量方式有重锤式、浮力式、辐射式、激光式、静电试、雷达式、超声波式等，但是准确度较高的方式是雷达式、矩阵涡流式等，都在石油化工生产中广泛使用。
在线过程分析仪，是生产过程中工艺参数的保证，通过对生产中的温度、液位、压力和流量等参数的分析，间接分析和保证了中间产品以及最终产品的质量，因此，在生产中要非常注意对生产中使用的材料分析。它不仅要对生产的材料分析，为了达到环保的标准，对排放的物质也要进行分析和监测。在线过程分析仪是一种高科技的仪器，在使用时要尤为注意。
执行器是调节结构构成的仪器，是石油化工生产装置中的重要组成部分，根据不同的技术要求，还会使用阀门定位器等，改善调节阀的使用性能。
2.自动化仪表存在的问题
2.1安全性不够
自动化仪表的数据一般都储存在计算机中，而计算机的网络风险较大，在通过电子商谈期间，网络数据等商业信息极易被窃取；并且自动化系统在操作中也存在着一定的操作漏洞，如有操作不当，很容易导致仪表的数据丢失，直接给企业带来巨大的经济损失。
2.2自动化仪表的经济成本较高
虽然企业经营使用电子设备可以减轻很多工作负担，便捷生产操作，具有极强的实用性，但是自动化仪表等设备需要一笔极大的经济投入，随着仪表的不断改进与完善，所需要投入的成本也越来越大。企业需要不断的更新设备，更新设备的软硬件设施，在设备故障时还要进行维修，增加了企业的经济负担。
2.3会受到一定的阻碍
由于石油化工企业使用了自动化仪表，计算机中每天所储存和接受的数据越来越多，当数据超过了计算机网络平台所能承受的范围时，网络数据端口就会出现数据传输受阻的现象。大部分企业为了传输数据方便，都使用多台计算机连用，导致中心计算机的传输数量过大，降低整体数据运行的效率。
3.对于自动化仪表控制方法的研究
3.1进行模型预测控制
对于自动化仪表的预测控制是一种闭环优化控制的策略。第一，要对仪表的模型加以预测，通过仪器显示，用动态模型模拟石油化工生产系统。第二，在生产使用过程中，要对自动化仪表进行反复优化，在使用时进行滚动控制，模拟不同的方法，使用不同的状态，寻找到最适合的控制序列，优化石油化工的生产。第三，要进行反馈校正，防止在使用时出现误差，影响石油化工的质量。模型预测的方法先进行模拟生产，采用合适的方法控制生产的漏洞，可以克服生产过程中的不确定因素，确保生产的质量。
3.2对于企业的自整定控制
在石油化工生产中，为了鉴定生产产品是否合格，一般采用临界振荡法，这种方法的可靠性强，结构简单、易于操作，在检测生产效果上的使用很广泛。但是它也有一些缺点，例如，在实际操作中，自整定控制器的参数不容易计算，而且石油化工企业各不相同，许多数据和操作都相对之后，都会导致自整定控制器在整定时不能达到最佳的效果。
4.小结
石油化工企业是我国国民经济不可缺少的一部分，由于自动化仪表的技术日益渗透到生产过程中，对生产的影响也越来越大，虽然自动化仪表存在着一定的问题，但是整体上还是对生产起着引导、向上的作用。石油化工企业要加大对自动化仪表的投入，不能只为了节省一时的开支而放弃长远的利益，对于自动化仪表的选择既关系到企业的产量与质量，又关系到仪表类型的选择，要充分保证自动化仪表的质量，才能摆正企业生产的质量和企业的长远利益。
【参考文献】
[1]张辉.浅析石油化工企业的自动化仪表[J].内蒙古石油化工，2011，5（12）：36-37.
[2]苗雨.浅析石油化工企业的自动化仪表[J].中国石油和化工标准与质量，2012，4（13）：23-24.
0 引言
石油化工与我们的生活，有着紧密的联系，其在生产的过程中，具有极大的危险性，因此做好生产管理工作尤为重要。其中自动化仪表的管理，主要在于有效的控制，需要根据其应用的特点，应用控制技术，以此确保生产的质量，确保化工产品的品质。
1 石油化工自动化工业仪表的分类
自动化工业仪表应用的重要性：石油化工在生产的过程中，会消耗大量的能源，同时还具有较大的风险，在市场经济的不断推动下，使得石油化工企业必须改革，开展技术革新，因此自动化仪表应运而生。自动化仪表控制技术的应用，使得石油化工生产程序变得更加的简便，生产效率有了极大的提升，这些得益于自动化控制仪表的各项功能。
自动化工业仪表的种类划分：在安装的形式方面，可以将其划分为盘装仪表与架装仪表、现场仪表等。在信号传输方面，可以将其划为数字仪表与模拟仪表。就组合形式来讲，可以将其划分为基地式、综合控制式、单元组合式等。就能源的使用来说，可以将其划成气动、液动、电动三种类型。就接入系统而言，可以将其分为自动化仪表，以及非自动化仪表两种。传统的自动化工业仪表如图1所示。
2 自动化仪表控制技术功能
首先，可编程功能。自动化控制技术应用在控制电路中，其硬件软化主要是利用接口芯片，以替换硬件的方式，实现控制功能的，利用控制软件，可以通过简化仪表设备内部结构，进而达到自动化控制功能，若应用些程序高端的软件，还可以改造仪表设备，主要是通过改造其电路结构，来提高的自动化仪表性能。
其次，计算功能。石油化工仪表控制技术，主要是应用计算机技术，将其与自动化仪表相结合，进而提高了自动化仪表运行的精度以及运行的速度，提高了其计算功能。自动化仪表设备的计算功能，不仅可以简化生产环节，减少工人的劳动量，同时还可以起到精细化管理的作用，实现企业利益最大化。
最后，控制与监督功能。石油化工企业中，使用的仪表设备，其自控能力相对较弱，而现代仪表设备具有较强的控制功能，可以有效地处理自身所存在的问题，并有效的控制故障。同时还具有较强的记忆功能以及监督功能，可以及时发现并确定故障发生的位置，不仅减少了故障排查所需要的时间，还提高了故障处理的效率。
3 自动化仪表控制技术
3.1 自动化检测技术
石油化工企业生产过程中，应用仪表自动化控制技术，不仅可以确保产品的质量，同时还可以确保生产的安全性，确保自动化仪表设备以及其他设备可以安全地运行。随着信息技术的广泛应用，使得自动化仪表技术中得以快速发展，主要表现在自动化检测方面，现代的自动化检测技术工作时，只需要根据程序设定，便可以实现故障检测，并提出相应的处理方案，同时自动化检测技术可以自动保存数据，这一功能的发展，对故障检测与处理，起到了促进作用，不仅可以提高生产效率，同时还可以提高企业的经济效益。
3.2 模型监测技术
石油化工自动化仪表控制技术中，模型监控与分析技术是核心技术，该技术的应用，可以有效地控制石油化工生产的全过程，同样也可以起到发现与诊断故障的作用，以及确保石油化工生产的安全性与可靠性。该技术的应用，主要是通过建立模型的方式，在生产前对其加以控制，进而实现确保生产系统运行的作用。同时模型监测技术可以实时反应石油化工成产的现状，进而发挥其发现与排除故障的作用，除此之外还可以的有效的控制石油化工生产的安全风险。
3.3 仪表设备实时监控技术
仪表设备监控技术与模型监测技术不同，但是在实际成产中，监控技术也同样起到确保生产安全性，该技术在应用的过程中，主要是利用中心处理器等一些软件，并且通过仪表设备，将各项信息与数据等及时的显现出来，使得生产人员或者技术人员，可以明确生产现状，同时可以有效地控制生产风险，该技术正在不断地发展完善，并被广泛地应用于石油化工生产中，发挥中促进生产的作用。
4 自动化仪表控制技术优化分析
4.1 常规控制的优化
在优化石油化工自动化仪表时，基于其自动化基本控制策略，包括顺序控制、连续控制以及批量控制等，主要优化组态能力与控制方案。因为基本控制策略可以利用设备数据观察制定，主要利用电动单元组合设备、启动单元组合设备、DOS等，而且可以实现多方面控制，包括调节比率、前馈调节与均有调节、自动调节与分成调节、串级调节与非线性调节，同时还可以实现单回路控制与连续控制，在优化常规控制时，控制算法与功能块基本不变。
4.2 安全仪表系统优化
随着石油化工业的进一步发展，对于石油化工装置的要求也越来越高，尤其是在安全性方面，石油化工安全事故主要是由于大型设备、连续化操作，以及易燃易爆物质等引发的，因此石油化工企业高度重视设备安全运行，为了确保自动化仪表设备可以安全运行，依靠传统的DCS设备，来连锁保护，已经不能满足现代化仪表运行的需求，需要加快加入并完善紧急停车系统，以此提高安全仪表系统运行的安全性。自动化仪表已经可以实现智能化与网络化操作，这给石油化工企业的生产，带来了极大的便利，而为了更好地促进石油化工的生产与发展，确保自动化仪表的安全性，具有现实的意义，因此需要在各个方面做好全面的管控，尤其是设备的选用方面，要根据选用标准，择取适合的仪表设备。
4.3 人机界面的优化
石油化工企业形式，已经由原有的单个装置对应控制室，发展为多个装置共同对应控制室，主要利用LED与CRT显示屏为主要显示媒介，辅助媒介为显示仪表与指示灯。操作工具以鼠标与键盘为主，辅助操作工具为触摸屏、旋钮、按钮等。现代石油化工自动化仪表设备控制技术，在DCS组态时，与人际界面操作策略是紧密联合的。在工位号实行操作指令时，仪表棒图是可以紧密相伴的，并且能够快速组态，包括细目、趋势、分组等画面。制作模拟图时，需要注意以下事项：要依据制作工艺，严谨的制作，以此有机的协调人机界面，包括报警功能、操作优化与事故判断、控制策略等。在优化人机界面时，不仅要提高HMI软件与DCS软件等的性能，还需要确保各项指标的实现，以及加强系统集成中注重硬指标的实现，同时还需要加强控制软指标，工作人员与是操作人员要做好相互配合，确保工艺装置可以实现有效最佳操作。
[关键词]石油化工仪表；自动化；性能评价；智能芯片
中图分类号：TQ056 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0123-01
在石油化工领域已形成以智能芯片、控制技术、通信技术、信息技术为核心的各种类型的智能仪表、控制设备， 并大量地应用在生产实践中， 为生产过程的参数测量、过程控制、优化操作起到了关键性作用。若想更加准确、迅速的检测工艺的参数，并及时对石化工生产进行监控、分析，引入智能化、系统化、集成化的自动化仪表是现代石化工生产的必经之路，因此对石油化工自动化仪表的性能进行研究具有十分重要的意义。
1.电磁阀和气动元件的性能评价
电磁阀和气动元件是自动化仪表安全控制系统最重要的部分，是用来控制流体的自动化基础元件，电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，并具有一定的灵活性和精确性，在石油化工自动化控制系统中，可以利用电磁阀控制系统调整介质的方向、流量和速度。电磁阀和气动元件一般用在最为关键的地方， 工作环境比较恶劣， 维护、保养比较困难， 而且根本无法在线切出进行维护和修理， 对于故障的处理只能等到仪表出了问题以后， 而这些仪表一旦发生故障就会发生非计划停车。在设计上防爆电磁阀多采用铸铝外壳， 这种外壳在露天工况中极易受到环境的腐蚀发生氧化反应， 壳盖和外壳之间易绞合在一起， 在检修时无法打开盒盖， 只能进行破坏性检查，因此用户迫切需要有新一代的电磁阀产品出现， 以解决现有电磁阀产品存在的多种问题。传统的电磁阀在设计时未输出任何有用的运行信息和状态信息， 维护人员无法判断电磁阀的运行情况。而在装置中，电磁阀安装后极易发生接线盒进水， 线路短路、断路， 线圈烧毁等故障， 这些问题一般巡检很难发现，由于缺乏有效监测手段，这给现场维护人员的工作带来了极大的被动性。
要改变这种局面，必须对这些仪表进行智能化和信息化改进， 为用户提供能进行预期检查和检修的相关信息和条件，在电磁阀发展过程中，应该尽量简化控制回路以往的执行器，在电磁阀内利用工作介质形成自身的控制回路。据了解，电磁阀和气动仪表生产商已经开始研发新一代的气动产品， 主要方向概括为以下几个方面：将机、电、气技术混合应用， 一切以方便、可靠、成本来决定；提供系统化、模块化的产品，用户不必考虑如何选择气动元件， 如何装配、如何调试，而是根据用户的要求量身订制， 做到“即插即用”；智能化、状态监测、可诊断气动技术的智能化与IT 、传感器、通信技术相结合；未来的以太网和微芯片技术还将应用到阀岛技术中， 通过以太网这样一个通信载体， 可以实现阀岛、智能仪表之间完美的信息传递。
2.智能定位器的性能评价
具有HA RT 协议、FF、Profibus DP总线功能的智能阀门定位器的种类已经很多， 其调校、信息的查询、参数的修改等功能都非常方便。但是在线更换障碍问题对于智能定位器来说仍是重要的缺陷。对于在用的智能定位器来说， 在故障恢复后需要做初始化检查、调校， 这就需要控制阀能进行从全关到全开或从全开到全关的全行程动作， 而对于有些安装在主线上、无旁路的控制阀根本不具备阀门在线全关或全开的条件， 对于这种控制阀就不具备更换智能定位器的条件， 否则控制阀就会失控。此种情况下， 反而是普通的电气阀门定位器可以在控制阀在线时进行更换，而无需要将控制阀进行全开、全关的动作， 这就预示着智能阀门定位器的应用功能有很大的缺陷。但是智能化是发展的趋势，要完善智能定位器的功能，可考虑在设备管理系统中开发一种专门的阀门管理软件，对在用的智能定位器进行实时跟踪， 记录运行过程中的所有数据， 当定位器故障后， 要保持故障前的位置不变动， 并利用旁路功能进行手动设定， 以保持控制阀的位置不变。在更换新的定位器后， 需要下载前面记录的运行数据，并激活新装的定位器后才能工作。智能定位器是控制过程中十分重要的设备， 为了防止设备出现故障， 在设计中要提供异常状态预防功能， 以对设备的性能降低时能进行及时预告。
3.旋转机械状态监测仪表的性能评价
旋转机械的状态监测仪表由于采用低频设计， 易受到外界的干扰， 测量值容易出现跳动， 进而引发机器联锁误停车，所以在生产过程中往往采用表决式测量方式进行安全控制，以避免机器发生误停车；安装难度大，旋转机械的振动、位移、转速等参数的监测是保护旋转机械安全运转的必要措施，对于1台中、大型的旋转机械， 一般设计安装了多达十几个到几十个的振动、位移监测回路， 以对机器的运行状况进行严密的监测，而监测回路中各种仪表的安装和维护十分关键， 也十分复杂，对于1台旋转机械的监测仪表的调试、安装时间往往需要2～3d，遇到困难时就需要更长的时间， 工作量相当的大；若旋转机械状态监测仪表没有直观的智能化信息化窗口， 这些功能全部移入了计算机管理系统中或另配的专用显示器中，除了监测仪本体上有几个LED 显示外， 其他什么显示也没有， 重要的测量变送单元趋近器上也没有指示，监视仪变成变送器， 这样监视仪就可以取消了，由于机器的监测状态信息和仪表本身的状态信息不能全部在仪表中反映出来， 非常不直观， 仪表的故障很难发现， 发生故障之后也难以判断。
对于旋转机械设备的状态监测仪表， 要求将仪表中的许多信息显示出来， 就必须要将趋近器、监视仪进行智能化升级， 增加必要的信息显示单元， 并开发快速安装的智能软件， 以提高用户的安装效率， 缩短安装时间。通过对产品的信息化升级， 开发仪表本身的自诊断软件， 对仪表受干扰的情况进行判断， 以帮助用户判断仪表的运行情况及故障分析， 提高用户对产品的维护效果。
4.温度变送器的性能评价
温度变送器是自动化仪表控制系统中重要的部分之一，是温度变量转换为可传送标准化输出的重要仪表。一般情况下，石油化工企业的生产设备都是有指示控制的，温度一般控制在-200℃ -1800℃范围内。温度电流变送器可以把温度传感器的信号转变为电流信号，连接到仪表上，从而显示出相应的温度，这样可以比较简单、直观地观察石油化工生产中的实时温度，较好的控制生产过程。温度变送器传输距离远、抗干扰能力强、测量精度高、具有较好的稳定性。在石油化工自动化控制系统中，可采油热电偶温变，可免用补偿导线，降低成本。同时，对温度变送器的功能不断的研究和完善，更好的将信号传递给其他相关的温度采集仪表，实现石油化工自动化控制的发展方向。
关键词：热工；自动化；系统设计；实现及优化
时代在不断向前发展，然而对于热工自动化系统同样也需要不断去适应更多更复杂的环境和形式。由于目前的热工自动化还存在一些相应的问题，就不得不对热工自动化系统的技术进行相应的设计调整，进而确保热工自动化技术的实现，并在应用的过程中不断改善和优化升级。
一、热工自动化系统中存在的问题
（一）由于经济的发展，相关的电力消耗不断地在增加，而且相应的电力分布的范围也是极其广泛的，再加上由于分布的距离比较远，因此，对于现在的热工系统的监控，就会造成信息信号的传输比较慢，相应故障的离散性也在不断扩大。如果热力自动化控制系统的运行逻辑出现了一些混乱状况，就会对信号的抽样工作带来不必要的时间浪费。同时，相关的电缆和电源以及相应的热控设备等一些外界设备，可能会由于环境的变化而出现一些异常，而且这些异常都极其不容易被发现。这些问题的出现就要求相应的工作人员，在进行相关设备的设计和安装以及测试运行的时候，一定要谨慎，从而确保热工自动化系统设计的合理性，确保安装维护具有方便性，并适时对热工系统的运行工作进行监控，进而有效确保整个运行系统的安全性和经济性。
（二）通常由于热工系统的设计不合理，就会导致整个热工系统的运行出现不稳定的现象，而且相应的运行单元也会出现混乱，系统中的功能会有一部分丧失掉。与此同时，在信号的传输过程中，如果没有对信号的传输进行一定的保护措施，就无法确保传输过程中的时效性和准确率，而且也影响了连锁信号的定值，而无法对时间进行合理的设置。此外，除了相关机械本身的故障以外，有些问题的出现也是由于工作人员对相应的工作的不负责，导致了电力系统的崩溃。同时，由于电力的发电成本是非常高的，相关的发电企业一定要进行相应的安全考核，并考虑对周边环境的影响。
（三）虽然目前一些热工电力系统的设备都进行了相应的更新，但是由于管理模式的落后和不合理，也造成了热工自动化系统问题的出现。通常所有的设备都会进行相应的定期检修 ，在检修的过程中，会造成大量的人力物力等的浪费，还会由于在检修过程中造成相关电气元件的故障，进而对整个机组造成严重的威胁，甚至导致电力出现断电现象。此外，最关键的是在检修的过程中，没有相应的评估性的标准，这在一定程度上也影响了设备的运行情况。
二、热工自动化系统中问题的解决
（一）目前，热工系统的机组数量及其容量在不断的增加，因此，需要对热工自动化系统进行一定的远程监控。在监控的过程中，相关部门可以实现对系统的监控，并且能够对相应的故障实现远程技术的支持和原因分析，能够有效提高相关的服务质量和效率。
（二）需要引进相应的设备以及管理系统的软件，对自动化设备实现相关参数的管理。可以建立一定的热工监督的信息平台，并将DCS控制系统的界面以标准化的形式引入信息平台，并对相关的热工运行参数进行整合和判断，并对其中不符合的参数进行记录，然后发出相应的要求，进而生成缺陷处理单。除此之外，系统软件还能够对于参数进行自动调节，并能够对这种调节进行可行性的判断，并能够在一定的时间内，能够进行其他的自动生成。这样的方式，提高了检修人员的预防能力。
（三）对热工系统的相关机组人员进行不定期的培训，确保它们能够熟练掌握新的技术，不断提高他们的技术素质，确保他们能够做好相应的监督和预防工作。此外，政府部门应该设立相关的考试，实行岗位证书制度，确保每一个技术操作人员都是合格的。
三、热工自动化系统技术的应用
（一）自律分布式的系统
自律控制系统能够在一定的时间内有效实现自律的可控性和自律的可协调性。自律的可协调性就是指如果整个系统中任意一个子系统出现了错误，整个系统就可以通过自动协调，进而控制好自己的工作状态，同时也能够在运行中进行相互的协调。目前使用最多的就是DCS，然而这种DCS与自律的DCS相比是有很大的差别的。现有的DCS有两种不同的类型，分别是层次分布型系统和水平分布型系统。这两种系统都仅仅能实现局部范围内的控制。然而自律性的DCS却能够实现系统之间的相互控制，具有自律的可控性，也具有自律的可协调性。
（二）APS技术
所谓的APS就是机组顺序控制的代名词。在操作的过程中只要按下一个按钮就可以让整个机组能够按照预先设定的程序进行运行，并能够在各个子控制系统运行的情况下，随时可以进行智能化的启动和暂停，并对各个子系统进行协调控制，同时还能够在少量人参与的情况下或者不需人员参与的情况下，就能够对整个机组系统实现开关工作。ASP系统能够实现热工自动化工作，它的优点在于可以大大降低工作人员的劳动强度，还能够减少或者杜绝人为操作中的各种不确定因素。ASP已经成为提高自动化水平的主要方法，也成为机组发展的主要方向。
（三）无线测量技术
无线测量技术能够在机组运行的过程中，控制和监控更多的情况，进而获得十分关键的工艺信息，进而整合进入DCS。这样的技术不仅能够节省相应的安装成本，还能够不断推动自动化技术的改善和提高。
四、热工自动化系统设计优化
对于热工的自动化系统来说，要对其技术进行优化，就必须加强控制系统对相应的硬件进行合理的配置，确保传输信号的稳定性和可靠性。因此，必须采取以下优化措施：
（一）对大型机组热工进行控制。通常在大型机组的运行过程中，一定要保护热工并确保相应的控制逻辑是正常的。目前，对于控制逻辑的改进也应该不断着眼于全局，并对其中比较容易出错的设备，通过预先设置的逻辑措施来降低或者避免在控制逻辑过程中的失效。
（二）不断完善应急处理的预案。火力机组由于过于分散，再加上形式比较多样复杂，这样就很容易出现控制系统的瘫痪等。因此，必须制定一个比较完整的应急预案，帮助操作人员根据相应的预案对机组进行规范化的处理。
（三）将不同类型预案的安全级别进行分类。由于热工设备的差异性比较大，因此，一定要进行系统的维护，确保热工自动化相关仪表的校验工作。
（四）在新的阶段实现仪表自动化校验管理的一体化。在热工系统中，信号的传输是一个十分重要的环节，而保证热工对信号测量的准确性也是一个十分重要的环节。因此必须通过全程计算机的管理，进行仪表的管理工作，确保仪表的校正具有可靠性和科学性。
总结：
综上所述，文章首先说明了热工自动化系统存在的问题，进而又说明了相应问题的解决措施，然后说明了热工自动化系统技术的应用，主要介绍了三种技术各自的优点和使用情况；最后说明了热工自动化系统优化实现的措施，突出表现了热工自动化系统在相关行业中的重要作用，也说明随着经济和技术的发展，热工自动化系统技术的应用将更加的广泛，与此同时，操作人员应该在实践中不断改善、提高并优化热工自动化系统技术，确保在应用中更加方便更加科学，从根本上降低工人的劳动强度，减少不必要的损耗，提高工作效率，为企业带来更多的经济效益和社会效益。
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关键词：电气工程；自动化；实践性教学体系；优化策略
随着电气工程自动化相关技术在社会各行业领域中的应用日益广泛，社会对相关专业的人才需求显著增加。在这一背景下，各大高校纷纷开设并不断完善电气工程自动化专业，该专业实践教学体系的构建关系到学生相关实践能力的掌握水平。本文针对电气工程与自动化课程的特点，提出“三层次、六类别”的实践教学体系建设思路，对实践教学方式与内容进行改革，以期促进课程体系的优化与完善。
一、实践教学体系建设的背景分析
电气工程与自动化专业向社会输送的学生应具备扎实的自然科学知识、人文社会科学知识以及语言沟通能力等，能够掌握本专业领域必须具备的技术基础理论知识，如电子技术、电路理论、控制理论、电机拖动理论、计算机硬件、软件设计等；掌握本专业相关实践操作技能的应用标准，如能够独立完成对运动控制、电力电子技术以及工业过程控制等相关实践内容的操作与应用。从上述分析中不难看出，电气工程与自动化专业是一门实践性非常强的工科类专业，强调学生对基础知识的掌握，注重学生动手能力以及实践创新能力的培养。实践教学作为教学体系的组成部分，对培养高素质创新型人才具有非常重要的意义与价值。因此，结合电气工程与自动化专业实践，构建一套完整的实践教学体系，有利于我国创新型人才的培养。
二、实践教学体系基本结构分析
为促进学生实践能力、实验能力以及创新能力的综合发展，在高校电气工程与自动化实践教学中推行“三层次、六类别”的实践教学体系建设思路，以对学生基本实验技能的培养为基础，以独立设计能力为中心，以创新研究能力为目标，展开相关实践教学活动。其中，实践教学共包括三层，分别为基本型实验、提高型实验以及研究创新型实验三部分。在基本型实验中，主要涉及电气工程与自动化专业的相关实验课程或单独设立的实验课程，有基本实验与选修实验两类；在提高型实验中，主要涉及电气工程与自动化专业相关课程设计、实习以及综合性、设计性实验；在研究创新型实验中，主要是根据学生兴趣选择实验中心的不同开放型、创新型实验室，由学生自主拟定研究课题，并建立基金项目或参与教师科研项目。
（一）基本型实验
基本型实验通常与电气工程与自动化专业相关学科课堂理论教学同步进行，以培养学生实验基础技能为目标，实验内容包括基础原理以及理论验证两种类型。以“电力电子技术”基本型实验为例，为体现高校电气工程与自动化专业的教学特色，坚持自制与外购相结合，对相关实验设备进行自主研制与生产，积极改进实验条件。实验基础平台由校企合作单位提供，实验挂箱则由高校自主研发。通过校企合作，一方面能够满足实验教学的需求；另一方面，能够为本专业学生第二课堂的开展提供大量课题支持。此外，在开发各类自制仪器的过程中，可以选择本专业的优秀学生参与其中，在教师的引导下参与资料收集、方案论证、电路设计以及调试安装等环节，以培养学生的科学研究能力和团队协作能力。
（二）提高型实验
提高型实验以基本型实验为基础，能够为学生提供层次较高的综合型实验内容。开展此类实验活动的基本目标是培养学生的设计能力。根据电气工程及自动化专业的课程群类别设置综合设计型实验，实验内容包括专业实习型实验（如电力电子、电机学习实习实验，电机开放性实验，电机学、自动控制原理课程设计实验等），综合设计实验（飞行控制实验、过程控制实验、导航测控实验等）。以电力电子与电力传动专业为例，本专业实验平台采取积木式结构，具有较好的响应性和可扩展性。在实践教学过程中，教师可以借助基本单元模块完成基础性实验内容，也可以在开放式实验平台中完成电路设计。提高型实验的开展注重学生的综合应用能力，如开关电源、电机学、自动控制、现代调速等多项课程专业知识的交叉，以促进相关专业的科研成果及时转变为实验教学内容。
（三）研究创新型实验
此类实验以电气工程与自动化专业在新能源发电、航空航天等领域的应用为核心。通过构建创新型实验研究平台，可为学生提供实践创新的环境支持。学生可以在专业学习过程中申请创新型项目，或在教师科研课题中分解小项目，也可直接参与创新基金项目，以提升实验能力。以“航空航天应用”为例，多数高校建设了面向本专业学生的重点实验室和实验工程中心，实验室内主要由二次电能变换装置、配电系统、航空电源发电系统等平台构成，本专业学生可以通过实验工程中心，开展有关电力电子功率变化、发电机等相关创新型知识的研究。
三、实践教学体系优势分析
“三层次、六类别”的实践教学体系建设思路充分突显了行业特色。该教学体系以电气工程与自动化相关岗位的实际需求为导向，充分体现学生的主体地位，以培养学生工程素质、创新能力以及实践能力为核心目标，在实践教学过程中引入本行业标准规范。此外，通过真实性电气工程与自动化实训平台，全面实施实践教学，以促进学生实践能力、创新能力的提高。“三层次、六类别”的实践教学体系还具有大型工程的特点，该体系教学目标与“大工程”的概念相吻合，即强调根据学生培养阶段的不同，逐步渗透“工程概念”，以模拟的方式还原“工程师”的角色，以促进学生合作精神的培养。该体系通过分散工程设计环节，借助专业性的训练环节将其贯穿起来，从而有效打破了课程界限，一方面能够使本专业理论知识与实践教学体系紧密联系；另一方面，也促进了学生实践能力的提升。
四、结语
构建电气工程与自动化专业实践教学体系，需要树立以实现学生全面发展为目标的教育理念。当前，随着高校教学改革的不断深入以及专业课程的进一步综合，实践教学体系构建也需进行相应调整。本文通过分析电气工程与自动化实践教学体系的建设，提出构建“三层次、六类别”的实践教学体系优化策略，并对该体系中的主要结构层次进行分析，探讨了应用实验教学体系的优势，以期进一步完善该课程体系。
参考文献
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