新形势下煤化工自动化仪表的应用分析

杜涛

摘要：煤化工是通过化学加工的形式将原料煤（液化、汽化、干馏等）制成气体燃料、液体燃料以及固体燃料等，其生产是一个庞大的系统，为达到优化生产过程、提高生产效率的目的，自动化仪表在生产系统中的作用不容忽视。在下文的叙述中重点介绍了煤化工生产系统对自动化仪表的要求，以及自动化仪表在煤化工系统中的应用，并以安全仪表系统为例介绍了其在煤化工生产系统的应用，以供参考。

关键词：煤化工；自动化仪表；应用

引言

自动化仪表同时具备测量功能、传感显示功能、数据传输功能、自动报警功能等，对此可以将自动化仪表分为温度仪表、流量仪表、压力仪表等等，在工业控制系统中发挥了重要的作用，其在煤化工生产系统中的应用便是十分典型的案例，高效的应用使得煤化工企业生产系统得到优化，生产效能得到提升。

1自动化仪表基本概述

在煤化工生产系统中，仪表的应用十分广泛。仪表相当于操作人员的眼和手，通过仪表装置获取设备及工艺上的信息数据，然后通过分析处理掌握生产系统的运行情况，同时通过数据分析结果及时调整系统的工艺参数，保证生产系统运行状况良好。通过仪表获取的各项数据及分析处理的结果对于生产系统来说是关键指标，可以降低系统的能源损耗，提高生产产量。目前，仪表的集成程度越来越高，形成了自动化仪表系统，数据的记录分析等完全不再需要人员的参与，生产系统中的相关压力值、温度值、PH值、流量值等可以自行的按照设定的规律有序运行。通常自动仪表系统由变送器、控制器和执行机构构成单回路控制系统，以液体燃料生产系统为例，变送器将贮罐液位转换成标准信号传输至控制器，控制器通过将信号与给定值进行比较，将比较得出的偏差向执行机构发出信号，执行机构产生相应动作，以此保证贮罐液位数值与给定数值始终一致。

2自动化仪表对煤化工生产系统的辅助作用

第一，煤化工生产系统一直具备生产复杂的特点，加上该行业生产规模的不断扩大，生产系统总体可靠性以及生产效率失去保证，这种情况下便对控制系统中的仪表提出了简化生产的要求，对此，具备集中控制功能的自动化仪表广泛应用在运行系统中，其将原有的由普通仪表构成的多个控制系统优化成为了一个集中控制系统；第二，煤化工生产系统会产生污染物、产生量、回收量等大量数据，原始普通仪表并不能对这些数据进行分析并实现控制功能，接入自动化仪表后，相关的数据整理工作不再繁杂，自动化仪表在运行过程中可自行对数据进行分析、传输等，有效减少了煤化工生产系统的运行负荷；第三，安全指标是煤化工生产系统考量的重要指标，原有使用普通仪表的生产系统在安全监控上不能达到实时监控，需要大量的人力，这就很容易造成对生产系统的安全控制滞后，自动化仪表的应用能够很好地弥补这一缺陷，其能够对在线数据进行实时分析处理，并将各项数据实时传输至中央控制系统，全面地实现了动态监控控制。自动化仪表实时分析数据、传输数据的这一优势，将煤化工企业的各生产模块有效的联系了起来，对煤化工生产系统整体上实现了联动控制，形成了较为完善的控制网络。

3煤化工生产系统中自动化仪表的具体应用介绍

3.1通过自动化仪表对生产系统进行网络控制和软件控制

第一，自动化仪表的软件控制很好地弥补了传统仪表的劣势，传统煤化工生产系统需要依靠大量的仪表装置进行生产控制，而基于软件控制的自动化仪表，形成了非常清晰的控制网，有传统的逻辑控制系统变成了简单的软件控制系统，使得生产运作系统的控制效率大大提升；第二，有了自动化仪表的软件控制，也就相继产生了网络控制，自动化仪表可以与计算机网络系统进行在线连接，通过网络系统的自动存储功能将仪表输出的数据进行实时存储，同时，通过自动化仪表的自主联动功能，可实现数据在线测量、在线采集、在线转换等，全面实现了生产系统数据的远程控制，促进了煤化工生产系统的现代化。

3.2通过自动化仪表使煤化工生产更加系统化和动态化

煤化工生产系统庞大，控制元件和执行元件较为零散，现今为追求更加节能和更加高效，煤化工生产系统也需要逐渐向系统集成方向发展，自动化仪表的引用便可以很好地解决这一问题，根据煤化工生产系统的实际生产情况和生产特点，并结合系统化的建设理念，可以将原有的零散系统进行梳理，借助自动化仪表网络，为煤化工生产系统化提供参考。煤化工生产系统的动态化也早已成为一主要趋势，对此，可以借助自动化仪表实现生产系统的动态监控，各生产线通过自动化仪表的中介传输功能实现了数据采集和数据分析的同步操作，弥补了传统仪表的滞后性。在自动化仪表系统中，可以将同类功能的仪表进行合并集成，在旁路线路上加设集成处理装置，这样自动化仪表系统就可以将线路上收集的所有数据进行汇总，同时分析，如此便可以提升仪表系统的动态反馈能力，将系统的动态反馈性能发挥到更好。

4安全仪表系统在煤化工生产系统的应用

4.1安全仪表系统结构

图1为典型的安全仪表系统结构，该系统主要由传感元件、逻辑运算元件和执行元件构成了基于自动化仪表的检测单元、逻辑控制单元和执行单元，这一系统结构主要是预测生产系统存在的风险，通过发出安全警报或是直接进行风险消除等，降低风险事故发生产生的不良影响。

4.2煤化工生产系统中安全仪表系统运用方案

（1）此运行方案采用联合控制室和现场机柜室结合的配置方式，正常生产时操作员都在联合控制室，因此生产装置安全仪表系统的辅助操作台设置在相应的联合控制室，而安全仪表系统控制器设置在相应的现场机柜室。

（2）每套生产装置的仪表系统都配置成独立的、完整的系统。而且对于有多个系列的装置（如气化装置有7台气化炉），要求每个系列配独立的控制器。

（3）安全仪表系统通过冗余的通讯卡，通过FTE网络与DCS系统无缝集成。仪表系统的操作接口采用DCS系统的操作站，操作站的人机界面软件具备SOE采集功能（包含在DCS的基本数据库软件中）。

（4）对于离联合控制室较远的装置，从辅操台到仪表系统的控制器无法用硬接线实现信号的可靠传送，因此需要在联合控制室設置1台远程控制器，辅操台上的信号先通过硬线接到仪表系统远程控制器的输入/输出卡件，远程控制器与装置系统控制器间通过冗余安全网来传送信号，如此实现智能设备的统一管理。

结束语

综上所述，自动化仪表在煤化工生产系统中主要起到采集数据、存储数据、传输数据以及数据处理的作用，为适应生产系统的快速发展，自动化仪表系统还需要朝着更加集成、更加智能、更加高效的方向发展，如此才能促进煤化工行业的高速发展。

参考文献：

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