化工企業(yè)自動化儀表的設(shè)計(jì)探討

鞠麗娜

摘 要：良好的化工企業(yè)自動化儀表設(shè)計(jì)可以優(yōu)化自動化儀表的使用性能，提高其適應(yīng)性。簡要介紹了化工企業(yè)自動化儀表及其設(shè)計(jì)原則和儀表分類，闡述了化工企業(yè)自動化儀表的基本設(shè)計(jì)理念。

關(guān)鍵詞：化工企業(yè)；自動化儀表；設(shè)計(jì)；穩(wěn)定性

中圖分類號：TQ056.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）21-0059-02

化工企業(yè)的日常運(yùn)營主要是在真空、高溫、高壓等特殊環(huán)境中加工、生產(chǎn)和控制各種化工產(chǎn)品。自動化儀表可以幫助化工企業(yè)全面檢測化工生產(chǎn)過程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的不穩(wěn)定因素，以保障化工生產(chǎn)的安全性。因此，化工企業(yè)要高度重視自動化儀表設(shè)計(jì)，優(yōu)化自動化儀表的運(yùn)行狀態(tài)，提高化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 概述

當(dāng)前，自動化儀表被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，特別是在化工企業(yè)中，自動化儀表發(fā)揮著重要的作用，其設(shè)計(jì)和應(yīng)用逐漸成為了化工企業(yè)的重點(diǎn)工程項(xiàng)目。在化工企業(yè)中，應(yīng)用自動化儀表極大地提高了化工生產(chǎn)的效率和效益，其主要的工作流程和應(yīng)用方式包括自動化儀表的設(shè)計(jì)、施工和調(diào)試三個(gè)階段。在化工企業(yè)中，對自動化儀表的工作要求很高，而自動化儀表設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的附屬性和合理的專業(yè)性。化工企業(yè)自動化儀表設(shè)計(jì)工作需要設(shè)計(jì)人員結(jié)合現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)和自身的專業(yè)知識綜合分析，將不同學(xué)科的專業(yè)知識和儀表設(shè)計(jì)方式有效結(jié)合起來，形成一套完整的設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)模式?；て髽I(yè)自動化儀表設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程。

2 設(shè)計(jì)原則

2.1 可靠性

在化工企業(yè)自動化儀表設(shè)計(jì)過程中，要確保自動化儀表運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。在選擇自動化儀表時(shí)，要充分考慮它們的特性，避免在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)選型錯(cuò)誤的問題。在設(shè)計(jì)化工企業(yè)自動化儀表時(shí)，要堅(jiān)持可靠性的原則，提高自動化儀表相關(guān)的特性，消除一切安全隱患。

2.2 穩(wěn)定性

為了最大程度地發(fā)揮自動化儀表的安全預(yù)警作用，在設(shè)計(jì)自動化儀表時(shí)，必須要重點(diǎn)考慮穩(wěn)定性等因素。自動化儀表對各方面的考察和相關(guān)監(jiān)測都要以穩(wěn)定的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)。

2.3 維護(hù)性

為了保障化工企業(yè)的生產(chǎn)安全，對自動化儀表的后期保養(yǎng)和養(yǎng)護(hù)有很高的要求。因此，在設(shè)計(jì)過程中，要重點(diǎn)考慮自動化儀表系統(tǒng)在替換或者安裝方面的便捷性，確?；て髽I(yè)的正常運(yùn)行。

3 分類

3.1 溫度儀表

在化工企業(yè)自動化儀表的生產(chǎn)過程中，要控制化工設(shè)備或管道的顯示溫度。溫度儀表多采用接觸式測量，雙金屬溫度計(jì)、熱電偶、熱電阻的應(yīng)用最廣泛。

3.2 壓力儀表

壓力儀表與安全息息相關(guān)，因此，受到了化工企業(yè)的重視。特種壓力儀表、變送器和壓力傳感器是可以用于易結(jié)晶、粉狀、黏稠狀介質(zhì)，脈動介質(zhì)，高溫介質(zhì)的壓力測量，能夠達(dá)到0.1級的測量精度。壓力儀表可以分為活塞式、彈性式和液柱式。

3.3 物位儀表

由于化工企業(yè)主要以液位測量為主，在測量過程中，要著重考慮被測物料的特性，所以，物料儀表沒有通用的設(shè)備型號。按照測量方式可將物位儀表分為矩陣渦流式、激光式、輻射式、重錘式、雷達(dá)式、超聲波式、電容式、電接觸式、靜電式、浮力式和直讀式。其中，矩陣渦流式、雷達(dá)式和電接觸式物位儀表的測量精度比較高，被廣泛應(yīng)用于化工企業(yè)中。

4 設(shè)計(jì)

4.1 可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)

在自動化儀表設(shè)計(jì)過程中，為了提高自動化儀表的可靠性，必須要應(yīng)用可靠性分析技術(shù)，采用可靠性分配和預(yù)計(jì)等措施，避免經(jīng)常出現(xiàn)的問題在此出現(xiàn)。自動化儀表可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)通過結(jié)構(gòu)式的程序設(shè)計(jì)，分析和簡化了自動化儀表的各個(gè)模塊，增加了自動化儀表設(shè)計(jì)的可維修性和可讀性。在設(shè)計(jì)過程中，主要應(yīng)用了耐環(huán)境設(shè)計(jì)技術(shù)、維修設(shè)計(jì)技術(shù)、故障設(shè)計(jì)技術(shù)、冗余設(shè)計(jì)技術(shù)、元件控制和選擇等。只有利用一些技術(shù)設(shè)計(jì)手段，才能不斷提高自動化儀表的可靠性，最大程度地減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，提高設(shè)計(jì)的精確性，降低程序的復(fù)雜程度。自動化儀表可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)主要表現(xiàn)在容錯(cuò)設(shè)計(jì)技術(shù)、改錯(cuò)設(shè)計(jì)技術(shù)和查錯(cuò)設(shè)計(jì)技術(shù)三方面，它可以有效提高自動化儀表的運(yùn)行能力。

4.2 自動化儀表熱設(shè)計(jì)技術(shù)

自動化儀表運(yùn)行主要依靠的是消耗熱能，但是，這樣會使得自動化儀表自身的溫度逐漸升高。采用自動化儀表熱設(shè)計(jì)技術(shù)可以有效提高自動化儀表的可靠性，將自動化儀表設(shè)備的溫度控制在合理范圍內(nèi)，利用制冷、散熱等技術(shù)手段可以保護(hù)自動化儀表自身的元器件。另外，可以在自動化儀表的通訊卡上安裝溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)儀表設(shè)備的溫度預(yù)警，一旦傳感器感應(yīng)到自動化儀表設(shè)備的溫度超過合理范圍時(shí)，就利用軟件的特殊功能或者直接切斷電源來散熱，保護(hù)自動化儀表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)免受破壞。

4.3 溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)技術(shù)

在化工企業(yè)自動化儀表設(shè)計(jì)過程中，很容易受周圍自然環(huán)境溫度的影響。由于冬季和夏季的溫差比較大，溫度變化具有不規(guī)則性，所以，為了確?；て髽I(yè)自動化儀表設(shè)計(jì)工作可以順利進(jìn)行，在設(shè)計(jì)自動化儀表時(shí)，要充分考慮溫度因素。在設(shè)計(jì)過程中，可以采用溫度補(bǔ)償技術(shù)，這樣能夠最大程度地降低溫度對自動化儀表設(shè)計(jì)的影響，可以有效改善自動化儀表系統(tǒng)的不穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)溫度敏感性，可將溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)技術(shù)分為反饋式溫度補(bǔ)償和并聯(lián)式溫度補(bǔ)償兩種。溫度敏感系數(shù)比較單一的自動化儀表可以采用并聯(lián)式溫度補(bǔ)償技術(shù)，溫度敏感系數(shù)比較復(fù)雜的自動化儀表可以采用反饋式溫度補(bǔ)償技術(shù)。

4.4 電磁兼容性設(shè)計(jì)技術(shù)

為了確保自動化儀表的安全性和穩(wěn)定性，在化工企業(yè)自動化儀表設(shè)計(jì)過程中，要考慮到電磁干擾對自動化儀表的影響。自動化儀表中的電磁干擾需要具備3個(gè)條件，即自動化儀表具有敏感性，有具體的傳輸媒介，并且存在一定的干擾源。自動化儀表的電磁兼容性設(shè)計(jì)技術(shù)是在自動化儀表結(jié)構(gòu)中加入一些消除干擾源的措施，使自動化儀表的地線設(shè)計(jì)和公共地線緊密結(jié)合起來，避免寄生耦合對自動化儀表造成影響。

5 結(jié)束語

隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，自動化儀表設(shè)計(jì)越來越成熟?；て髽I(yè)自動化儀表設(shè)計(jì)關(guān)系著化工企業(yè)的日常運(yùn)營和發(fā)展，因此，必須要采用科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)技術(shù)，不斷提高自動化儀表的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

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〔編輯：白潔〕

Design of Automated Instrumentation Chemical Companies

Ju Lina

Abstract： Good chemical enterprise automation instrument designed to optimize the performance of automated instrumentation to improve their adaptability. Briefly introduces the chemical industry automation instrument and its design principles and instrumentation classification， describes the basic design concept of the chemical industry automation instruments.

Key words： chemical enterprises； automation instrumentation； design； stability