化工儀表及自動化研究現(xiàn)狀及問題

拜建勛

摘要：近十幾年，我國工業(yè)化水平不斷提高，是不爭的事實(shí)。此種形勢下，加強(qiáng)對化工儀表及自動化的研究，益處頗多。旨在論述我國化工儀表及自動化的現(xiàn)狀，總結(jié)我國化工儀表及自動化領(lǐng)域的新突破。

關(guān)鍵詞：化工儀表及自動化；種類；新突破

中圖分類號：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-3198（2012）07-0195-01

隨著我國工業(yè)化水平不斷提高，化工儀表自動化研究備受關(guān)注，在研究過程中，對化工儀表自動化中所用的高性能儀器的研究必不可少；對生產(chǎn)過程儀器、儀表的使用與調(diào)控也是重要方面。

1 對我國化工業(yè)常用的自動化儀表進(jìn)行分析

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，我國工業(yè)化生產(chǎn)中，常用的化工儀表自動化種類有如下幾種：

首先是壓力儀表，化工生產(chǎn)中，壓力儀表至關(guān)重要，因?yàn)闆]有壓力，廠房設(shè)備和人員的安全都無從談起，生產(chǎn)的順利進(jìn)行更是無法保障。常用的壓力范圍是負(fù)壓到300Mpa，這是相對于高壓聚乙烯反應(yīng)容器而言。測量壓力的原理有多種，根據(jù)不同的測壓原理，一般選用不同種類的壓力儀表，最為常用的壓力儀表有三類，分別是彈性式、活塞式（壓力校驗(yàn)儀）和液柱式。壓力儀表的應(yīng)用范圍也十分廣泛，高溫介質(zhì)、腐蝕介質(zhì)、易結(jié)晶介質(zhì)等諸多介質(zhì)都可以做壓力測量，而且測量的精度相當(dāng)高，可以達(dá)到0.1級，這是我國工業(yè)水平不斷提高的結(jié)果。

其次是流量儀表，在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，流量儀表的應(yīng)用最為廣泛，流量測量所獲得的參數(shù)內(nèi)容豐富，所以，對流量儀表的研究是化工儀表自動化研究中的重中之重。和人們?nèi)粘Ｋ傅牧魉儆兴鶇^(qū)別，流量指的是單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)有效截面的流體的體積和質(zhì)量，有的時(shí)候，甚至需要應(yīng)用流量計(jì)算儀來測量一定時(shí)間內(nèi)流體的流量和體積。測量流量原理的采用是根據(jù)流體介質(zhì)的不同而劃分的，測量流量可以分為測量體積流量和測量質(zhì)量流量。一般而言，常用容積法和速度法來測量流量的體積；常用推導(dǎo)法和直接法來測量流量的質(zhì)量。

其次是溫度儀表，在化工生產(chǎn)中，對溫度的測量與監(jiān)控是不可或缺的。一般而言，溫度儀表的指示范圍是-200+1800℃，工業(yè)生產(chǎn)中所用的溫度儀表無非兩種，即熱電阻和熱電偶，且采用接觸式的測量方式。溫度控制實(shí)現(xiàn)自動化是必然的趨勢，這與現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用有直接聯(lián)系。

再次是在線過程分析儀，是化工生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)控制和分析完全自動化的必要保證。和以往的化工生產(chǎn)相比，現(xiàn)代化的化工生產(chǎn)過程更注重工藝參數(shù)的自動化測量與控制，均是通過應(yīng)用在線過程分析儀來實(shí)現(xiàn)。在線過程分析儀的采用是產(chǎn)品質(zhì)量合格與否的間接保證，且應(yīng)用在線過程分析儀并不是一種儀器的使用，一般而言是多套儀器的配合使用，核磁、原子吸收、液相色譜等十幾種儀器多為我國化工生產(chǎn)中所采用。

最后是物料儀表，其主要是用于對液位的測量，測量的對象是原料、半成品或者成品。由于測量方式的不同，物料儀表種類眾多，隨著化工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，石化行業(yè)對物料儀表的精度上提出更高要求，精度較高的磁致伸縮式（0.05％）、雷達(dá)式（0.3％）和矩陣渦流式（±1mm）液位計(jì)應(yīng)用廣泛。物料儀表雖種類眾多，但除浮力式儀表可以通用外，其余的皆不可通用，這是由被測物料的特性所決定的。

2 我國化工儀表領(lǐng)域的新突破

近十幾年，我國工業(yè)化水平不斷提高，這是不爭的事實(shí)。此種形勢下，我國化工領(lǐng)域的發(fā)展也是有目共睹，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)在化工儀器儀表領(lǐng)域的應(yīng)用，更是加大了化工領(lǐng)域發(fā)展的速度。筆者認(rèn)為，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，現(xiàn)簡單介紹如下：

首先表現(xiàn)在記憶功能上，以往的化工儀表，只能記住當(dāng)前的簡單信息，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及與發(fā)展改變了這一現(xiàn)實(shí)。微機(jī)的存儲器不但能夠記下當(dāng)前的信息，而且能夠長久保存以前狀態(tài)的信息。儀表的記憶功能便于人們重現(xiàn)和處理儀表信息，這大大方便了化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

其次是表現(xiàn)在編程功能上，計(jì)算機(jī)技術(shù)的引用，使化工儀表行業(yè)出現(xiàn)顛覆性的變化，其中一個(gè)重要的方面就是儀表擁有了可編程功能。較之以前儀表需要大套硬件來控制和定時(shí)電路相比，計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用，使儀器儀表能夠簡化硬件，只通過控制一些接口芯片就能實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜性功能的控制，這就是軟件編程的便捷之處。

其次表現(xiàn)在對數(shù)據(jù)的處理上，化工領(lǐng)域在數(shù)據(jù)的處理方面是頗為復(fù)雜費(fèi)事的環(huán)節(jié)，微處理器和軟件的應(yīng)用解決了這一難題?；ゎI(lǐng)域測量過程中，線性化處理、測量值與工程值的轉(zhuǎn)換等都是難以解決的問題，微處理器和軟件的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了儀表的自動化，意義很大，不但減輕了硬件設(shè)施的負(fù)擔(dān)，而且極大地縮短了工作時(shí)間，減輕了工人的勞動強(qiáng)度。

我國化工儀表的進(jìn)步還表現(xiàn)在儀表的計(jì)算功能上，和以往簡單的儀表相比，自動化的儀表增加了計(jì)算功能，這主要?dú)w功于儀表內(nèi)部增置的微型計(jì)算機(jī)。自動化儀表可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的計(jì)算，比如對極大值和極小值的確定，可以輕易實(shí)現(xiàn)，且計(jì)算得極為準(zhǔn)確。

再次，我國化工儀表領(lǐng)域的新突破表現(xiàn)在控制功能的增強(qiáng)上，這得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)在化工儀表領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。比如對樣品化學(xué)成分的測定上，用常有儀表，工作程序既繁復(fù)，結(jié)果又不精確。實(shí)現(xiàn)化工儀表自動化之后，氣相或色相譜儀出現(xiàn)，對于復(fù)雜的化學(xué)混合物，運(yùn)用色層分離的方法就可以確定其化學(xué)成分及各種成分的精確含量。對于我國化工產(chǎn)業(yè)來說，各種自動化控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用是必然趨勢。

最后，我國化工儀表領(lǐng)域的新突破還表現(xiàn)在修正誤差能力的提高上，自動化儀表中裝置了微型計(jì)算機(jī)，在測量精度得以提高的同時(shí)，自動化儀表還擁有極好的修正誤差能力。

參考文獻(xiàn)

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