关键词：石油化工；自控工程；设计特点；  化工工程设计；化工技术集成

　1 石油化工自控设计概述 

　　1.1 石油化工自控设计的目标 

　　石油化工生产企业的公用工程及其辅助设施、生产装置的操作全面实现自动化，网络化、数字化、安全化，管理信息化。为生产装置运行的高效、平衡、安全、持久提供保障，市场达到最优化。 

　　1.2 石油化工自控设计的要求 

　　用作石油化工自控系统的仪表材料必须具有防腐、防爆、耐超高温、耐超高压的特性。仪表要能对不同物态的物体进行测量，适用于微/高物位、微/大流量。整个自控系统要满足功能多、参数多、冗余多、精度高、能耗低等要求。 

　　1.3 石油化工自控设计策略 

　　设计过程中要严格按照ICE、ISA、GB、HG等行业或国家标准进行；建立企业信息管理和监控一体化的数据平台，集成信息、共享资源；采用设计招投标制、从多个设计方案中选取性能高的作为最终的设计方案，选择的标准既要满足技术性的需要，又要满足经济性的需要，同时还要对环境保护、人员健康和安全生产有益；控制系统和主控仪表集成实现一体化采购，确保投资的经济性和安全性。 

　　2 我国石油化工自控设计的发展现状 

　　2.1 过程检测仪表设计更加智能、更加精密、更加多样 

　　工业生产过程中，用来显示、检测、控制和记录工艺参数的基础，就是过程测量仪表。石油化工的不断发展，对仪表控制系统设计的要求也越来越高。电动仪表日益智能化、数字化，计算机系统越来越开放化、网络化、数字化、智能化自然就成为了新一代检测仪表的标志。这些检测仪表的核心是微型计算机，具有线性化、自动补偿环境因素变化以及自动校零等功能。综合利用微波、超声波、激光等新技术的一次检测技术，大大提高了自动控制的精密度。 

　　同时，在过程检测仪表的设计中更注意新型传感器和激光、核磁共振等新技术的应用，传感器的集成化程度越来越高。在仪表调节回路的设计中充分利用传统的积分、比例以及微分调节规律以外，还尝试使用大滞后、前馈计算值调节等技术，为自控系统的多回路开辟道路。 

　　石油化工自控系统的设计者广泛采用ASIC（专用集成电路），这在很大程度上促进了执行器和传感器的智能化和多功能化，为现场控制子系统/回路以及仪表的安装调试带来极大的便捷。 

　　2.2 过程控制装置逐渐发展成开放的分布式监控系统 

　　随着通信网络技术和微处理技术的不断发展和成熟，PLC（可编程序控制器）、DCS（分散型控制系统）以及PCA（以个人微机为基础的自动化系统）正日益标准化、开放化，其软件和硬件的使用也逐渐向市场通用的产品靠拢，同时它们还彼此融合，朝着O-DSC（开放的分布监控系统分散型控制系统）的方向发展。 

　　目前，在石油化工自控设计中，采用较多的开放的分布式控制系统是FCS（基于现场总线的控制系统）。FCS用开放协议取代了封闭协议，为系统实现完全的数字通信和数字计算提供了可能。FCS采用的全分布式结构，现场享有彻底的控制功能，系统的可靠性和灵活性大大提高。FCS不采用专用网络，所以它可以弥补了DCS（集散控制系统）的缺陷，它为研究现场总线的工业控制系统提供了依据。 

　　2.3 控制系统设计更加先进 

　　石油化工自动控制系统逐渐融合化学工程。计算机、工程控制和计算机、仪表技术，越来越先进。控制系统的升级后，系统的控制适应能力自然也有了提高，不仅很好的克服了系统自身的非线性、时变形、随机性，还有效的解决不可检测和外部扰动的随机性带来的诸多问题。组分推断控制、预估算控制技术、神经网络技术、故障诊断以及模糊控制等先进控制方法通过生产实践，取得了良好的效果。 

　　3 存在于我国石油化工自控工程设计中的主要问题 

　　（1）DCS不能进行集成控制，很少用于工艺全过程和多装置的控制，而大多用于控制单套装置或部分工段。我国自行设计的DCS在软硬件配套和可靠性方面和国际先进水平还存在较大差距，还不能充分满足实际生产的需要，所以对于大型装置的DCS仍然主要依赖进口。 

　　（2）我国自行设计的控制软件，尽管纵向比较有了较大提高，但是因为在商品化、标准化和性价比等方面的缺陷，推广起来具有很大的难度。 

　　（3）我国自行设计的仪表主要用于记录，而引进的国外仪表也不是最新产品，仍停留在上个世纪中后期的水平。 

　　（4）国内配套的登记表缺口较多，品种也不齐全。高精度的流量计、高位液位计、特种调节阀等仍然主要依赖进口。 

　　（5）计算机在我国石油化工自控工程设计中的应用依然是装置级的，部分石化企业尽管设计出了计算机综合生产系统和信息系统，但是由于诸多原因，投入了大量资金，收效却甚微。 

　　4 关于石油化工自控工程设计的几点建议 

　　4.1 综合利用各种技术 

　　大型的化工和石油生产企业，应充分利用计算机技术、自动控制技术以及网络技术、信息技术，加大企业综合自动化系统设计投入，全面提高管控一体化和信息集成化的程度，降低成本、能耗和原材料的消耗，通过提高产品质量和数量提高企业经济效益和社会效益，增强企业核心竞争力。 

　　4.2 融入全方位、全层次、全生命周期服务的理念 

　　全方位服务，就是在竞争激烈的市场经济中，石油化工企业以信息技术和自动化技术为推手，把各部门的业务有效的横向关联起来，便于在市场变化时做出灵活、快速、有效的响应。作业调度、编制计划、销售订货、贮运原材料、管理库存和生产以及发送成品等方面都涉及到全方位服务。 

　　全层次服务指的是石油化工企业对生产各层进行自动化管理的工作，涉及到调节基础回路、控制单元、优化装置操作以及有效管理和有序管理等方面。 

　　生命周期服务就是装置设备的整个设备整个使用周期内，将信息技术和自动化技术等方面的服务和支持进行到底，涉及到装置设备的运行、建设、改扩建、维护以及停止运行和再运行等方面。 

　　4.3 提高自控系统的使用率 

　　一个好的系统只有经常使用才能充分发挥其作用，反过来，只有好的系统才会被经常使用。所以在实际工作中，必须努力提高自控系统的使用率，这样才能提高经济效益。同时，设计者应不断给控制系统升级，让装置发挥更大的经济效益。 

　　5 结束语 

　　石油化工自控设计人员必须加强学习，拓展自己的知识面，自觉的向人工智能、计算机科学以及化学工程和过程控制等方面的专家请教，并将这些知识运用到设计实践中去，我国石油化工行业的自动化控制和信息化水平才会有所提高，发达国家的差距才会缩小，创造更多、更大的经济效益和社会效益。