仪表自控率低原因及提升措施研究

仪表自控率低原因及提升措施研究

王博

中条山有色金属集团有限公司 山西 运城 043700…

摘要：随着企业精细化生产理念的产生，提高产品生产质量、压缩产品生产成本和资源消耗，降低工人的劳动力强度、提高石油化工装置的自控率和平稳率是现阶段企业进行仪表管理高度重视的问题，同时仪表自控率是DCS系统控制中的一项重要衡量指标。鉴于此，本文对仪表自控率低原因及提升措施进行研究，希望能够为我国石油化工行业的发展提供一些参考。

关键词：自控率；PID；整定；优化

0引言

现阶段的石油化工装置主要利用DCS系统实现控制，该系统在石油化工装置中担当提高控制能力和管理质量的重任，仪表自控率是DCS系统控制中的一项重要衡量指标。随着企业精细化生产理念的产生，提高产品生产质量、压缩产品生产成本和资源消耗，降低工人的劳动力强度、提高石油化工装置的自控率和平稳率是现阶段企业进行仪表管理高度重视的问题，许多企业将仪表自控率作为仪表管理月度绩效考核的重要指标，希望以此来提高企业各级员工的重视程度。

1仪表自控率现状分析

现阶段，由于各种因素限制，许多企业的仪表自控率始终保持在一个比较低的水平，没有将仪表控制系统的自控化控制性能充分发挥出来，大大增加了工作人员的劳动强度，同时也使得工作人员的误操作风险有所增加，石油化工装置各参数的变动严重影响了产品的生产质量和后续经济效益。本文对中石化部分企业仪表控制管理现状进行调查研究，借鉴各个企业仪表自控率管理经验。例如镇海、海南和济南炼化，以及武汉石化等各个单位的仪表自控率标准值均超过了93%，如果根据中石化总公司当年的仪表自控率标准执行，上述各个单位的仪表自控率实际值也不会超过90%。以中石化石家庄炼化分公司为例，该单位现阶段仍然采用传统工艺对仪表自控率进行剔除计算，截止到2020年底，该单位的仪表自控率标准统计值为93.8%，而实际统计值则为83.26%，这说明该单位的仪表自控率处于一个较低水平，有较大提升空间。

2仪表自控率低的原因分析

2.1根据装置自动控制回路分析报告

根据装置自动控制回路分析报告，其存在的自控率低的原因主要有以下几点：一是调节阀开度偏大或偏小；二是阀自身运行条件小于阀前后差压；三是阀门定位器精度较低且稳定性较差；四是阀门运动时不够灵敏，且存在卡顿现象；五是阀门设计不合理，导致实际的控制效果稳定性较差；六是装置存在负荷运行，导致装置波动频繁；七是PID参数设定不适合，导致控制回路之间相互干扰。

2.2从装置的实际使用情况分析

通过对使用仪表装置的运行状态进行分析，其存在的问题主要归结为以下几点：一是在正常生产时，部分仪表装置无法正常使用；二是仪表装置的控制方案不合理，与实际工艺操作不相符，导致控制效果较差很难投入到实际使用中。如闪蒸塔液无控制回路，无法进行自动控制，只能是工作人员进行手动控制；三是仪表本身存在设计缺陷，在实际使用时不好用。如部分常减压装置，自动波动较大，液位指示精度较低，波动范围较大。如塔顶注水装置的自动化控制存在问题，每次补水不够及时，影响企业正常生产。如常压炉氧表在实际使用时经常存在失灵的情况，还需要对该装置进行完善和优化。如在瓦斯进料时的压力较大，调节阀很难进行调节，需要对调节阀进行更换；四是仪表调节阀的控制稳定性较差，部分调节阀存在严重的内漏问题，且随着使用时间的增加，内漏情况会更加严重。同时一部分的调节阀定位器精度较低，且存在调节阀不灵活，定位器不稳定的情况，这会造成严重的控制波动，进而影响自动控制效果；五是控制阀门型号不适合，造成阀门的开度存在过大或过小的问题，部分新设备的参数设计与实际工况存在严重不符，影响了控制回路的自动效果；六是部分装置回路PID参数设计存在严重偏差，很难整体对参数进行调整，在实际使用时会产生非常严重的控制波动，且稳定性极差，这会影响最终的控制效果，甚至系统根本无法对装置进行控制。这种情况工作人员更愿意使用手动控制，而不愿意使用自动控制。如重整装置想加氢并持续增加炉口的温度，但由于装置的PID参数设置不合理，无法对扰动进行有效克制，进而导致炉口的温度无法得到稳定控制，装置在长期使用的过程中存在较大的偏差；七是仪表的部分回路较为复杂且存在滞后回路，如果只靠PID进行控制很难取得理想的控制效果，同时还会因为工艺原因造成更大幅度的波动，甚至会发生全关现象，这将会严重影响装置自身的稳定性，为了减少这些风险对装置稳定性的影响，工作人员一般会选择手动控制；八是先控功能无法起到理想的控制效果，需要提前做工作，解决先控稳定性较低的问题；九是对回路进行控制时，各回路之间会存在较为严重的干扰，如常减压装置、渣油加氢装置等在进行控制时容易受到干扰，影响装置的稳定性，因此，工作人员通常采用手动的方式进行控制；十是在装置开启和停止时进行使用的控制回路，根据工艺要求可以选择间歇式或有选择性的烤制回路，这种回路可以满足装置的控制要求；十一是仪表装置的管理问题，仪表装置的管理工作对工作人员的技术水平要求较高，但部分工作人员并不了解仪表装置的实际工艺需求，进而没有投控主动权，这就导致很长的一段时间内，企业自动率低且缺乏有效地解决手段。同时装置控制人员往往安于现状，只要装置的自控率在合理的范围内就可以，并没有提高自控率的意愿，同时认为手动控制更加安全，导致自控率低的问题长期存在。此外，企业管理层在该方面的监管力度不足，且缺乏科学有效地管理模式和管理流程。

3提升仪表自控率的措施

第一，构建相对完善的仪表自控率监控系统，实现各级管理人员对各个装置自控率的实时查询，并监督各个装置的实时投用情况；将构建的自控率监控系统优势充分发挥出来，科学设置自控率控制指标，为企业的自控率考核奠定良好基础。

第二，组建自控率提升攻关队伍，队伍成员要囊括机动仪表管理工作人员、企业生产管理人员、仪表维修养护人员，以及各个运行部门的技术人员，要求各个岗位工作人员对接各个装置控制和管理，对已经投用自控回路的控制效果进行调查分析，同时对未投控的回路及投用效果不理想的回路进行调整和优化设计，通过组建的自控率提升攻关队伍对上述问题进行探讨，提出有针对性的解决方案，通过开展自控率控制攻关，实现仪表自控率的稳步提高。

第三，找到制约回路投控自控和影响各个装置正常运行仪表的深层原因，提出仪表装置等优化控制方案，确保仪表装置的灵敏度、可靠性、稳定性、准确率等性能完好。例如，对热点运行部由于长期运行发生大量磨损和泄露的仪表装置，控制效果稳定性不佳的仪表调节阀进行更换；对因使用年限较长、定位精准度过低的焦化装置的调节阀也要进行更换。

第四，对于因为工艺技术不达标或者一些生产条件限制而偏离设计指标、控制阀门型号选择不相应、调节阀调节开度超过80%或者小于10%的、设计参数严重偏离实际运行工况的，以及严重影响装置控制回路投自动的调节阀等要根据实际情况进行重新核算、改造或换新。第五，与工艺技术、装置设备及仪表等共同攻关，提出仪表自控率优化控制措施，确保实现控制回路投自动控制，并进一步调整和优化改造常减压、渣油加氢等装置。

4结语

本文研究针对企业仪表装置自控率低的原因进行详细分析，并提出了相应的解决措施，这些措施有利于企业提升自身的管理水平，优化装置的生产经营，并最终达到提高仪表装置自控率的目的。

参考文献

[1]王毅,李江华. 仪表自控率低原因及提升措施[J]. 化工管理, 2020, No.567(24):170-171.

[2]李效彪. 仪表自控率低原因及提升措施[J]. 百科论坛电子杂志, 2019, 000(001):590-591.

[3]胡平杰. 仪表回路有效投用率低的原因分析及其提高策略[J]. 化工自动化及仪表, 2019, 46(01):9-12+21.