化工生產控制自動化及儀表探究

(石藥集團中諾藥業(yè)(石家莊)有限公司，河北 石家莊 050041)

化工生產控制自動化及儀表探究

劉彥武

(石藥集團中諾藥業(yè)(石家莊)有限公司，河北 石家莊 050041)

化工生產常常在封閉、超高或低溫度等特殊條件下作業(yè)，又基于安全問題的考慮，避免需要投入大量人手操作，發(fā)揮自動化控制和儀表的監(jiān)測作用在化工生產行業(yè)已經成為必然要求和趨勢，本文就此問題進行探析。

化工生產;自動化;儀表

1 化工生產控制自動化現(xiàn)狀

計算機技術應用到化工行業(yè)生產上，大大促進生產自動化的進行，同時，自動化設備裝置也在廣泛投入使用，避免了直接投入人力勞動。這種采用計算機自動化裝置來代替人力進行化工生產方式，被稱為自動化化工生產過程。監(jiān)測儀表是自動化設備中不可或缺的部分。經濟發(fā)展科技進步，讓半導體與集成電路得到進一步強化，體積小、精度高的自動化儀表得到了社會的肯定，以計算機作為數(shù)據(jù)處理中心的多種自動化方案得以實現(xiàn)。

化工企業(yè)要發(fā)展，產品生產就必須向大規(guī)模、連續(xù)高效生產與綜合利用的方向改革。人工操作由于難度大、效率低，合格工人培養(yǎng)難度大等眾多問題，越來越無法適應當前生產需求，必須尋找更有效的執(zhí)行機構來操作生產。所以，對工藝參數(shù)的監(jiān)控迅速、準確，能快速進行工況分析、判斷并做出操作決策的自動控制裝置是適應當前化工企業(yè)發(fā)展需求的。于是，大批自動化裝置部件，如:檢測元件、調節(jié)、變送、執(zhí)行等各相關元件或結構裝置依次衍生而出，各種不同的自動化的控制系統(tǒng)，便是它們在生產操作與工藝設備中和生產設備的不同結構組合而成。

化工產業(yè)的大力擴展，社會對化工產品的要求提高，讓化工產品的生產技術越來越趨于精細化、規(guī)?；?，所以讓自動化控制與儀表又有迅猛發(fā)展，新產品和新技術層出不窮。如:電動和氣動的Ⅱ型、Ⅲ型儀表都已經陸續(xù)投入大規(guī)模使用階段，多功能組裝式儀表也相繼投入運行，而這種以微型處理器作為基礎的過程性控制儀表，即集中分散型的控制系統(tǒng)更是將自動化技術推往更高的水平。

2 當前自動化控制下的儀表優(yōu)勢

當前科技微電腦芯片技術的應用，不僅極大的縮小了化工自動化控制儀表體型，且精度、容錯性、抗干擾性能及可靠性都得到了大幅提高。

2.1 計算功能。微型計算機的使用讓自動化儀表可以進行更多復雜和精確的計算，因此自動化儀表能經常進行一些諸如確定一個極大或極小值、被測量給定極限檢測、乘除一個常數(shù)等多個方面的比較和運算。

2.2 可編程功能。硬件軟化就是儀表中大量硬件的邏輯電路被計算機軟件所代替。其中最特別的是在控制電路里應用一些接口芯片的“位控特性”進行一項復雜的功能控制，而其軟件編程十分簡單，可以用存儲控制的程序替代之前的順序控制。

2.3 數(shù)據(jù)處理的功能。在測量活動中，尤其是室外測量中，由于各種自然或認為的原因，經常遇到自檢自校、線性化處理、工程值與測量值的轉換及其抗干擾等技術問題，但有了微處理器與相關軟件便可以很方便地解決，既減輕了大部分硬件的負擔，又可以增強其信息處理速度與精度，使得自動化儀表可以進行優(yōu)化和檢索等工作。

3 常見儀表探析

常見儀表應用到生產中，自動化儀表各種各樣，譬如壓力儀表和流量儀表是一般化工生產企業(yè)都用到的。此外，測量溫度和物料等各種儀表也是常見的。隨著新科技的發(fā)展，各種儀表不斷問世。以下就計算常見的幾種儀表。

3.1 在諸多儀表中，壓力儀表在化工生產中，尤為重要。它不僅是生產安全的監(jiān)測儀器，還是保證化工生產順利完成的必要保障。壓力儀表通常情況下，能實現(xiàn)的監(jiān)控范圍可以由負壓力至300MPa，對生產的全過程的壓力狀態(tài)進行動態(tài)監(jiān)控。目前，壓力儀表運用的測量原理概括起來有三種，即彈性式和液柱式，還有特殊的活塞式。在選用壓力儀表的過程中，工作人員需要根據(jù)不同類別的介質和壓力產生的具體方式等各種情況來對儀表進行適當?shù)倪x取。隨著科技的發(fā)展，儀器的精密程度將越來越高，而且抗腐蝕耐高溫等性能也將不斷提高。

3.2 流量儀表是化工生產中使用最廣泛的，其監(jiān)控目標主要是，單位時間內通過有效截面積的介質體積、質量。流量儀表的測量內容十分豐富，根據(jù)需求，對流量、體積進行計算與測量。根據(jù)流量儀表的測量原理，可分為質量流量測量和體積流量測量。在生產使用時，一般情況下，采取速度法與容積法進行對流體體積的測量，而對于流體質量的測量，則多采取直接法以及推導法。

3.3 溫度儀表是對生產過程各個環(huán)節(jié)中溫度的監(jiān)控，可測量值是－200°C至1800°C。按原理的不同，可分為熱電偶和熱電阻兩種模式，測量的方式多為接觸式。如果能夠實現(xiàn)溫度的自動化控制，那么就可以實現(xiàn)現(xiàn)場總線技術的應用

3.4 矩陣渦流式、磁致伸縮式以及雷達式等不同類型的高精度儀表是由于測量方式與原理的差別而存在的物料儀表，其中最常用及通用的是浮力式儀表。物料儀表是針對液位的測量儀器，包括對原料、成品和半成品的測量。

3.5 在線過程分析儀表則是實現(xiàn)化工生產中的控制和分析的自動化的基本保障。注重工藝參數(shù)優(yōu)化設計是現(xiàn)代化工生產中的關鍵，工藝參數(shù)的測量的自動化過程便是由在線過程分析儀表來進行的。在線過程分析儀表是需要多種儀表之前的相互配合與使用從而對產品的質量是否合格進行監(jiān)控的。在現(xiàn)代化的化工生產中都更加注重工藝參數(shù)的優(yōu)化設計，工藝參數(shù)的測量設定需要實現(xiàn)自動化，這個過程就是通過在線過程分析儀表來實現(xiàn)。在線過程分析儀表都需要多種儀表相互配合使用來對產品質量是否合格等進行監(jiān)控。

4 結束語

上文通過分析我國現(xiàn)在化工生產行業(yè)中的控制自動化技術應用現(xiàn)狀，對當前化工行業(yè)采用的儀表監(jiān)測技術進行了探討，并介紹了幾種常見的監(jiān)測儀表，希望在科學信息技術發(fā)展迅猛的今天，化工生產自動化控制技術和儀表研發(fā)有更大的突破。

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1003－5168(2013)07－0077－01

劉彥武(1981.10—)，男，吉林樺甸市人，畢業(yè)于北京化工大學，本科學歷，助理工程師。