第1讲石油化工仪表自动化仪表发展现状及趋势

石油化工仪表自动化应用现状及趋势主讲朱凤芝石油化工仪表自动化应用现状与趋势概述•石油化工工业是由化学工业中发展而来（化工仪表维修工）•在我国有以中石油、中海油、中石化三大集团公司为主•石油化工自动化分炼化自动化、油气田自动化、海上平台自动化及输油、气管线自动化等分支（仪表维修工）•以炼化自动化为主阐述二：石油化工仪表自动化发展趋势石油化工仪表自动化应用现状与趋势一：石油化工仪表自动化应用现状一：石油化工仪表自动化应用状况石油化工自动化石油化工自动化包含自动化仪表、控制系统及控制回路。石油化工工业自动化技术随着工艺和装备技术的不断发展而发展，从单元组合仪表、到智能化仪表及到DCS、FCS、SIS系统的广泛应用；控制水平也从单参数简单控制回路到多变量复杂控制回路，先进控制系统、优化控制系统。一：石油化工仪表自动化应用状况自动化仪表测量仪表分析仪表显示仪表调节仪表执行仪表在石化企业中现场仪表、测量仪表、执行仪表是控制系统最直接、最重要、最关键的部分。测量仪表、执行仪表在不断的发展，技术迈进了一大步。测量、执行等现场仪表智能化也开始已广泛应用。一：石油化工仪表自动化应用状况自动化仪表测量仪表物位仪表压力仪表温度仪表流量仪表电容式液位仪浮力式液位仪超声波物位移雷达液物位仪差压式液位仪射线物位仪激光物位仪表浮球液位仪磁反板液位仪伺服式液位仪浮筒液位仪仍是测量液位的主要仪表越来越多的被使用价格与安全一：石油化工仪表自动化应用状况自动化仪表测量仪表物位仪表压力仪表温度仪表流量仪表液拄压力式计压力变送器压力传感器弹簧式压力表差压/压力开关仍是测量压力的主要仪表一：石油化工仪表自动化应用状况自动化仪表测量仪表物位仪表压力仪表温度仪表流量仪表压力式温度计双金属温度计热电阻/热电偶温度变送器接触式温度仪温度开关现场指示的水银玻璃温度计，压力式温度计多被双金属温度计取代而一体化的温度变送器逐渐普及取代测量元件最常用的测量温度元件占70%一：石油化工仪表自动化应用状况自动化仪表测量仪表物位仪表压力仪表温度仪表流量仪表质量流量计冲板式流量计容积式流量计速度式流量计靶式流量计明式流量计差压式流量计转子流量计超声波流量计涡轮流量计电磁流量计涡街流量计喷嘴式流量计文丘利管流量计弯管流量计V锥流量计孔板式流量计孔板+差压变送器和一体化孔板流量计等仍为主要测量控制流量的手段。统计石化和天然气工厂中孔板等差压式流量计占40%左右。电磁流量计、超声波流量计、质量流量计、涡街流量计近年在石化较大使用一：石油化工仪表自动化应用状况1.自动化仪表测量仪表变送器变送器在实用过程中，经历了模拟、数模混合到全数字的发展阶段。在石化企业的生产装置中变送器的使况看三种形式都存在模拟、数模混合、全数字4-20MA4-20MAFFProfibusDE、HART、BRAIN15%左右80%左右5%左右一：石油化工仪表自动化应用状况1.自动化仪表测量仪表变送器数模混合变送器使用状况DE通信协议HART通信协议BRAIN通信协议模拟(4-20MA)数模混合(4-20MA-----DE、HART、BRAIN)全数字(FF)5%左右85%左右10%左右一：石油化工仪表自动化应用状况自动化仪表测量仪表变送器现场总线型变送器。在国内石化企业的生产装置中变送器的5-7%•在合资与外资的上海赛科、惠州壳牌的大型乙烯联合装置中也只有25%采用FF信号的现场仪表（14375台/16000台），一：石油化工仪表自动化应用状况自动化仪表测量仪表压力/差压变送器在石化企业的生产装置中压力/差压变送使用的主流品牌为横河YOKOGAWAEJA系列罗斯蒙特ROSEMOUNT3051系列霍尼韦尔HoneywellST3000系列恩德斯豪斯E+HPMC系列一：石油化工仪表自动化应用状况自动化仪表现场仪表执行器执行器在自动控制系统中起着十分重要的作用。在石化工业中被十分重视。1.广泛使用的是气动执行器2.部分特殊要求使用电动执行器3.少数使用液动执行器河一：石油化工仪表自动化应用状况自动化仪表现场仪表执行器石化行业1.广泛使用的是气动执行器，2.部分特殊要求使用电动执行器3.少数使用液动执行器，•智能式电气阀门定位器。新建石化生产装置广泛的应用气动薄膜调节阀又是最常用的气动薄膜调节阀与阀门定位器配合使用电气阀门定位器智能式电气阀门定位器65%左右35%左右一：石油化工仪表自动化应用状况2.自动化控制系统集散控制系统DCS现场总线控制系统FCS安全控制系统SIS可编程控制器系统PLCDCS已经成为我们石化工业生产过程控制的主要控制系统。DCS自上个世纪七十年代问世以来，经历了发展、成熟到大规模应用几个阶段，并采用了大量先进成熟技术。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。一：石油化工仪表自动化应用状况集散控制系统DCS现场总线控制系统FCS安全控制系统SIS可编程控制器系统PLC石化生产过程控制中用的主要控制系统CS-3000系统横河YOKOGAWATDC-3000系统霍尼韦尔HoneywellI/A.S系统福克斯波罗Foxboro自动化控制系统一：石油化工仪表自动化应用状况集散控制系统DCS现场总线控制系统FCS安全控制系统SIS可编程控制器系统PLC石化生产过程控制中用的主要控制系统自动化控制系统Datival系统罗斯蒙特ROSEMOUNT一：石油化工仪表自动化应用状况集散控制系统DCS现场总线控制系统FCS安全控制系统SIS可编程控制器系统PLC石化工业生产过程控制的主要控制系统。TRICON3008系统TRICONEXHIMatrix系统黑马HIMAFSC系统霍尼韦尔Honeywell自动化控制系统一：石油化工仪表自动化应用状况集散控制系统DCS现场总线控制系统FCS安全控制系统SIS可编程控制器系统PLC石化工业生产过程控制的主要控制系统。FX系列三菱S7------系列西门子SIEMENS自动化控制系统一：石油化工仪表自动化应用状况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及选型的主流，并不会随着FCS的出现和发展马上退出历史舞台，相反，在今后相当长一段时间内，DCS将会与FCS共存下去。近年来国产DCS系统技术也在不断更新，可靠性提高，在石化企业的辅助装置近年来国产DCS系统技术也在不断更新，可靠性提高，在石化企业的辅助装置开始使用（浙大中控SUPCON-COM)近年来合资企业（南京扬子/巴斯夫60万吨、上海石化/赛科90万吨/年、等）都采用了FCS系统。使用现场总线技术。（现场总线技术在石油化工行业的应用发展比较缓慢。）二：石油化工仪表自动化发展趋势•加强安全控制系统的应用•加强信息技术与自动化技术相结合•实现工业企业全厂的管控一体化随着计算机技术迅速发展，石油化工仪表自控系统逐渐向数字化、网络化、模型化，智能化方向发展是趋势。二：石油化工仪表自动化发展趋势1：现场总线数字仪表将会得到更多应用现场总线数字仪表，为适应现场总线控制系统要求，现场总线型变送器获将会到迅速发展，现场总线数字仪表，可靠性高、可互操作性，日趋完善，将在石化过程控制领域将会得到更多应用。二：石油化工仪表自动化发展趋势2：现场总线仪表与DCS相结合将现场总线技术集成到现有控制系统中，将现场总线智能仪表连接到DCS上，利用DCS丰富而成熟的控制功能和软、硬件产品带动现场总线的推广应用在目前传统控制系统仍在大量使用的情况下，可以利用DCS、PLC成熟的技术与经验，也可以发挥现场总线的优势。二：石油化工仪表自动化发展趋势3：现场总线控制系统发展加快自2005年投产运行的上海赛科乙烯项目开始，中海油惠州乙烯项目、福建炼化一体化项目等一系列重大工项目成功地、大规模地使用了FF、Profibus等现场总线系统，现场总线系统随着这些大项目的实施在不断向前推进。二：石油化工仪表自动化发展趋势4：信息技术与自动化技术结合管控一体化新建的大型石化企业，生产装置规模大且同步建设，控制系统规模多达几万点，涉及分散控制系统/现场总线控制系统（DCS/FCS）、安全仪表系统（SIS）、火灾和气体检测系统（FGS）、压缩机控制系统（CCS）、分析数据采集系统（ADAS）、等多种自动化控制系统。系统打破以往只是单装置控制形成一个个“信息孤岛”的状况，通过信息集成，实现真正的全厂集中控制、操作和管理一体化。近年国内建设了多个大型石化联合装置，石化企业对仪表自动化专业技术人才的要求不断提高，需求量也较大，为满足企业扩大在生产，企业急需要一批又专业知识又有一定技能水平的化工自动化人才。谢谢•2014年12月20日