自動(dòng)化儀表與計(jì)算機(jī)在現(xiàn)代化大生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘 要：在現(xiàn)代化的大生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，采用計(jì)算機(jī)以及動(dòng)化儀表能夠有效的控制生產(chǎn)過(guò)程，從而對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的保證有著重要的作用，對(duì)生產(chǎn)效率的提升以及生產(chǎn)成本的降低有著重要的作用。在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程當(dāng)中，由于參數(shù)繁多，由于生產(chǎn)條件的不同會(huì)使得檢測(cè)儀表也呈現(xiàn)出多樣性，針對(duì)此，本文詳細(xì)探討了動(dòng)化儀表以及計(jì)算機(jī)在現(xiàn)代化大生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的有效應(yīng)用，分析了工業(yè)生產(chǎn)中自動(dòng)化儀表的種類(lèi)和應(yīng)用，并詳細(xì)探討了其在自動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中的有效應(yīng)用，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：動(dòng)化儀表；計(jì)算機(jī)；現(xiàn)代化；生產(chǎn)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TF355 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）35-0039-02

在目前的生產(chǎn)中，產(chǎn)品的質(zhì)量主要取決于計(jì)算機(jī)以及自動(dòng)化儀表的使用，它們可以幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率，減少成本投入。曾經(jīng)的儀表技術(shù)主要是DDZ-Ⅰ型以及DDZ-Ⅲ型組合而成的電動(dòng)儀表，但是，隨著技術(shù)的進(jìn)步，目前主要采用計(jì)算機(jī)達(dá)到控制目的。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，參數(shù)非常地多，由于生產(chǎn)條件不一樣，檢測(cè)的儀表也不相同，要在很多不同的條件下對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行測(cè)量，例如在高溫條件下、低溫條件下以及易燃易爆的條件下等，因此，對(duì)于測(cè)量?jī)x表的要求是不一樣的。

1 現(xiàn)代化大生產(chǎn)中自動(dòng)化儀表的種類(lèi)及應(yīng)用

1.1 溫度儀表的應(yīng)用

在通常情況下，工業(yè)化工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或者是管道中，都需要對(duì)溫度實(shí)行指示控制，其溫度的分布范圍最高可以達(dá)到1 800℃，最低可以低至-200℃。所以，在一般情況下鎖存器用的測(cè)量方式就是接觸式的測(cè)量，測(cè)量工具為雙金屬溫度計(jì)，最為常用的就應(yīng)該是熱電阻以及熱電偶了，通過(guò)熱電阻以及熱電偶，信號(hào)能夠直接進(jìn)入至其他溫度采集儀表當(dāng)中。

1.2 壓力儀表的應(yīng)用

對(duì)于壓力儀表來(lái)講，它在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中是和生產(chǎn)的安全息息相關(guān)的，其測(cè)量的范圍可以高達(dá)300 MPa，按照被測(cè)量的對(duì)象所具有的特點(diǎn)，壓力儀表的測(cè)量可以分成三種，分別是液柱、彈性變形以及電磁測(cè)壓法；主要的測(cè)量?jī)x表包括了指示、記錄、帶遠(yuǎn)傳、變送以及報(bào)警調(diào)節(jié)等等。

1.3 物位儀表的應(yīng)用

對(duì)于物位儀表來(lái)講，主要就是用來(lái)對(duì)容器內(nèi)的流體或者是固體的高度及西寧測(cè)量，并且采用的是連續(xù)式的測(cè)量方式，其測(cè)量的最根本目的就是要把容器當(dāng)中所貯藏的物料容量或者是重量予以準(zhǔn)確的測(cè)量出來(lái)，這樣一來(lái)，就能夠時(shí)刻對(duì)容器當(dāng)中物位的高低有一個(gè)清晰地了解，只要出現(xiàn)超過(guò)物位上限或者下限的情況就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。

1.4 流量?jī)x表的應(yīng)用

對(duì)于流量?jī)x表來(lái)講，它是工業(yè)化工行業(yè)參數(shù)當(dāng)中最豐富的一個(gè)類(lèi)別，其最根本的目的就是要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定并逐漸優(yōu)化，從其結(jié)構(gòu)的原理上來(lái)看，可以將其劃分成為電磁流量計(jì)、漩渦流量計(jì)、差壓流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、分流式流量計(jì)以及轉(zhuǎn)子流量計(jì)等等。

1.5 在線過(guò)程分析儀器的應(yīng)用

我們知道，在具體的生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，必須要對(duì)溫度、壓力、流量以及液位等等進(jìn)行有效地保證，但是這些保證從根本上來(lái)講，只是間接性的保證，在這樣的情況下，直接對(duì)最終產(chǎn)品的成分進(jìn)行分析就顯得十分必要了，而在線過(guò)程分析儀器能夠有效地把這一問(wèn)題解決好，從而受到廣泛的應(yīng)用。在線過(guò)程分析儀最常用的主要就是電導(dǎo)儀以及原料磨用核密度計(jì)，前者主要就是要對(duì)液體的電導(dǎo)率、液體的PH值以及水的酸堿度進(jìn)行測(cè)量；后者主要就是對(duì)堿液的密度進(jìn)行測(cè)量。

1.6 執(zhí)行器的應(yīng)用

對(duì)于執(zhí)行器來(lái)講，其主要的構(gòu)成部分就是執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，應(yīng)用最廣泛的執(zhí)行器就應(yīng)該是氣動(dòng)執(zhí)行器，當(dāng)然，有時(shí)候也會(huì)有少數(shù)的液動(dòng)執(zhí)行器，其中氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥受到了最廣泛的青睞。目前正逐漸推廣的是氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥和電氣閥門(mén)定位器有機(jī)結(jié)合的方式，通過(guò)兩者的配合使用，能夠有效地使得 調(diào)節(jié)閥的性能得到改善。

2 自動(dòng)化儀表在自動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用

2.1 在高壓站防喘振系統(tǒng)的應(yīng)用

在這一部分的研究當(dāng)中，主要采用的高壓站防喘振就是DDZ-II型儀表共同構(gòu)成的具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的最基本原理就是通過(guò)差壓變送器來(lái)把風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口的流量測(cè)量出來(lái)，之后通過(guò)開(kāi)方器來(lái)進(jìn)行運(yùn)算，之后，只要在這一數(shù)值上乘以系數(shù)k，之后再把定制b加上，所得到的就是調(diào)解器的輸入值，而調(diào)節(jié)器的給定值也就是風(fēng)機(jī)出口壓力變送器的測(cè)量值，這一過(guò)程最主要的執(zhí)行儀表就是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，具體的參數(shù)如表1所示。

對(duì)于這一系統(tǒng)當(dāng)中防喘振的實(shí)現(xiàn)來(lái)講，主要就是通過(guò)對(duì)壓力以及流量這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，之后由調(diào)節(jié)器PID來(lái)進(jìn)行運(yùn)算，從而把輸出控制氣動(dòng)閥計(jì)算出來(lái)。具體來(lái)講，比值給定的Y=KX+b氣動(dòng)閥調(diào)節(jié)的最小開(kāi)度范圍應(yīng)該是10%～15%，其安全的余度范圍應(yīng)該在8%～10%之間，同時(shí)應(yīng)該要確保壓縮機(jī)出口的壓力應(yīng)該為0.9 MPa，確保入口的流量應(yīng)該是350 m3/min，只有在滿足這些情況之下，才能夠?qū)ο到y(tǒng)的安全運(yùn)行提供保證。需要指出的是K所表示的是比值，X所表示的是輸入，b所表示的是定值。

2.2 在基于STD-PC計(jì)算機(jī)核心的系統(tǒng)中的應(yīng)用

對(duì)于這一過(guò)程的實(shí)現(xiàn)主要就是通過(guò)對(duì)堿液流量、堿液密度、下料量以及磨機(jī)功率等等的測(cè)量，來(lái)將所測(cè)得的數(shù)據(jù)作為采樣的信號(hào)，從而來(lái)對(duì)其加以合理的調(diào)節(jié)控制，通過(guò)此來(lái)時(shí)的整個(gè)生產(chǎn)工藝的控制達(dá)到自動(dòng)化的目的。具體的參數(shù)是：電磁流量計(jì)采用的型號(hào)是PULSMAGN DMI6532，這一型號(hào)的量程為50～150 m3/h；核子稱(chēng)為HCS；放射源為Cr137；輸出4～20mADC；核密度計(jì)采用的是型號(hào)是NNF-215，這一型號(hào)的放射源是Cr137；輸出是4～20 mADC。

具體系統(tǒng)控制的實(shí)現(xiàn)主要從兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行，第一，堿液調(diào)配系統(tǒng)。對(duì)于堿液的調(diào)配來(lái)講，主要就是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行下料量的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)堿液密度以及流量的調(diào)節(jié)，由計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸入?？梢哉f(shuō)，原料磨產(chǎn)品的質(zhì)量主要是由下料量來(lái)決定的，在計(jì)算機(jī)這一程序當(dāng)中把各個(gè)控制的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，通過(guò)電磁流量計(jì)、密度計(jì)以及核子稱(chēng)等等，來(lái)把被檢測(cè)對(duì)象的參數(shù)檢測(cè)出來(lái)，之后，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)行運(yùn)算之后，就能夠把指令輸出，通過(guò)對(duì)氣動(dòng)閥以及給料機(jī)的有效調(diào)節(jié)，就能夠使得整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化。第二，測(cè)量顯示。對(duì)于這一點(diǎn)，主要是通過(guò)磨機(jī)功率變送器來(lái)把同步機(jī)的功率轉(zhuǎn)換成為4～20mA的信號(hào)，并輸入至計(jì)算機(jī)，予以顯示出來(lái)。對(duì)于各個(gè)倉(cāng)槽料位的設(shè)定來(lái)講，主要就是通過(guò)電容式料位開(kāi)關(guān)來(lái)把上限和下限確定好，之后，將開(kāi)關(guān)量以及計(jì)算機(jī)接口輸出，之后通過(guò)輸入通道由計(jì)算機(jī)來(lái)把開(kāi)關(guān)量轉(zhuǎn)換成為0、1這樣的信息。這里需要注意的是，對(duì)于原料磨這一工藝來(lái)講，主要采用STD-PC這一系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控制的，通過(guò)此，能過(guò)使得產(chǎn)品的質(zhì)量得到保證，能夠使得生產(chǎn)的成本得到降低，能夠大大提升工作的效率。

3 結(jié) 語(yǔ)

總之，近些年來(lái)自動(dòng)化儀表在不斷地應(yīng)用發(fā)展當(dāng)中獲得了巨大地成效，但是，在不斷發(fā)展的同時(shí)也需要把目光放的更遠(yuǎn)，在和成套設(shè)備進(jìn)口相滿足的同時(shí)，也應(yīng)該參考和借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，從而使自動(dòng)化儀表朝著更加完善的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 高海平.自動(dòng)化儀表調(diào)節(jié)閥故障分析與對(duì)策研究[J].魅力中國(guó)，2009，（12）.

[2] 陳軍，劉國(guó)明，蔣德華.石油化工自動(dòng)化儀表的淺析[J].化學(xué)工程與裝備，2010，（4）.