化工企業(yè)中自動(dòng)化儀表的設(shè)計(jì)探究

鞠偉亞

摘 要：化工企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營環(huán)境多是高壓、高溫、真空等特殊環(huán)境，而在這種特殊環(huán)境中，自動(dòng)化儀表發(fā)揮著非常重要的作用。因此，必須做好化工企業(yè)的自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)工作，提高自動(dòng)化儀表的穩(wěn)定性和可靠性。通過分析常見的化工企業(yè)自動(dòng)化儀表分類和儀表設(shè)計(jì)選型，闡述了化工企業(yè)自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)技術(shù)，以供參考。

關(guān)鍵詞：化工企業(yè)；自動(dòng)化儀表；物位儀表；壓力儀表

中圖分類號(hào)：TH216 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.21.107

近年來，自動(dòng)化儀表在化工企業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，極大地降低了化工企業(yè)的事故率，自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)逐漸成為化工企業(yè)的重點(diǎn)研究項(xiàng)目?；て髽I(yè)自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的專業(yè)性和附屬性，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合化工企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)、運(yùn)營需求，積極采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，不斷提高自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)水平，推動(dòng)化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 常見的化工企業(yè)自動(dòng)化儀表分類

1.1 物位儀表

化工企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營過程中需要進(jìn)行大量的液位測(cè)量工作。測(cè)量時(shí)，必須全面考慮被測(cè)物料的化學(xué)特性和物理特性，因此，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)重點(diǎn)考慮自動(dòng)化儀表的設(shè)備型號(hào)。根據(jù)不同的測(cè)量方式，可將物位儀表分為直讀式、浮力式、靜電式、電接觸式、電容式、超聲波式、雷達(dá)式、重錘式、輻射式、激光式和矩陣渦流式等儀表。在自動(dòng)化儀表的實(shí)際應(yīng)用中，電接觸式、雷達(dá)式和矩陣渦流式物位儀表的測(cè)量精度較高。

1.2 壓力儀表

壓力儀表在化工企業(yè)中發(fā)揮著不可替代的重要作用。常見的壓力傳感器、變送器、特種壓力儀表可用于高溫介質(zhì)、脈動(dòng)介質(zhì)、黏稠狀介質(zhì)以及粉狀和易結(jié)晶介質(zhì)的壓力測(cè)量中，測(cè)量精度可達(dá)0.1級(jí)。常見的化工企業(yè)壓力儀表主要有液柱式、彈性式和活塞式儀表。

1.3 溫度儀表

在化工企業(yè)中，溫度儀表主要用于控制化工管道或者設(shè)備的顯示溫度。最常見的溫度儀表是接觸式溫度測(cè)量儀表。此外，熱電阻、熱電偶、雙金屬溫度計(jì)的應(yīng)用范圍也比較廣泛。

2 化工企業(yè)自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)選型

2.1 滿足統(tǒng)一選型要求

化工企業(yè)的一些大型生產(chǎn)線項(xiàng)目可能由不同的設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)，這就導(dǎo)致化工企業(yè)采用的自動(dòng)化儀表可能來自不同的生產(chǎn)廠家，儀表的質(zhì)量必然存在較大的差異。為了降低后期的管理和維護(hù)成本，在自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)初期，必須滿足統(tǒng)一選型要求，結(jié)合化工企業(yè)不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)際情況，將自動(dòng)化儀表分為不同的檔次。對(duì)于同一檔次的儀表設(shè)備，應(yīng)盡量選擇同一個(gè)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品。

2.2 符合工藝標(biāo)準(zhǔn)

自動(dòng)化儀表主要用于化工企業(yè)的生產(chǎn)工藝中。結(jié)合化工企業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)營環(huán)境情況，化工管道材質(zhì)和管徑，用戶端工藝介質(zhì)和工藝參數(shù)等因素，選擇合適的自動(dòng)化儀表，將先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性統(tǒng)一起來，降低自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)選型成本，不斷提高化工企業(yè)自動(dòng)化儀表的設(shè)計(jì)水平。

3 化工企業(yè)中自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)技術(shù)

3.1 電磁兼容性設(shè)計(jì)技術(shù)

為了充分發(fā)揮自動(dòng)化儀表在化工企業(yè)中的作用，提高自動(dòng)化儀表的穩(wěn)定性和安全性，化工企業(yè)在設(shè)計(jì)自動(dòng)化儀表時(shí)，應(yīng)充分考慮電磁干擾對(duì)自動(dòng)化儀表的以下影響渠道：有一定的干擾源、傳輸媒介、自動(dòng)化儀表內(nèi)部零器件比較敏感?；て髽I(yè)在設(shè)計(jì)自動(dòng)化儀表時(shí)，可采用電磁兼容性設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)自動(dòng)化儀表裝置適當(dāng)采取減弱干擾源或者消除措施，將公共地線和自動(dòng)化儀表地線有效結(jié)合起來，最大限度地降低寄生耦合對(duì)自動(dòng)化儀表的影響。

3.2 溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)技術(shù)

化工企業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中容易受到外界自然因素的影響，特別是夏季和冬季溫差很大，并且有時(shí)溫度變化呈現(xiàn)不規(guī)則性，這在一定程度上影響了自動(dòng)化儀表的可靠性和穩(wěn)定性。為了進(jìn)一步提高化工企業(yè)自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)水平，必須考慮到溫度變化因素。為此，設(shè)計(jì)人員可采用溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)技術(shù)，改善化工企業(yè)自動(dòng)化儀表的不可靠、不穩(wěn)定狀態(tài)，降低溫度因素對(duì)自動(dòng)化儀表的影響。依據(jù)不同的溫度敏感性，溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)技術(shù)可分為并聯(lián)式溫度補(bǔ)償技術(shù)和反饋式溫度補(bǔ)償技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，如果自動(dòng)化儀表的溫度敏感系數(shù)比較復(fù)雜，最好運(yùn)用反饋式溫度補(bǔ)償技術(shù)。這種補(bǔ)償技術(shù)可最大限度地降低溫度因素對(duì)自動(dòng)化儀表的影響。如果自動(dòng)化儀表的溫度敏感系數(shù)相對(duì)單一，應(yīng)盡量運(yùn)用并聯(lián)式溫度補(bǔ)償技術(shù)。

3.3 自動(dòng)化儀表熱設(shè)計(jì)技術(shù)

在運(yùn)行過程中，化工企業(yè)自動(dòng)化儀表需消耗大量熱能，而隨著運(yùn)行時(shí)間的增長，自動(dòng)化儀表內(nèi)部零器件的溫度會(huì)不斷升高。在設(shè)計(jì)自動(dòng)化儀表時(shí)，采用熱設(shè)計(jì)技術(shù)可以有效控制自動(dòng)化儀表設(shè)備的溫度，采用散熱、制冷等先進(jìn)技術(shù)，使自動(dòng)化儀表設(shè)備的內(nèi)部零器件溫度處于正常的范圍內(nèi)，從而提高化工企業(yè)自動(dòng)化儀表的穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)，結(jié)合化工企業(yè)的生產(chǎn)、運(yùn)營需要，將溫度傳感器安裝在自動(dòng)化儀表內(nèi)部的通訊卡上，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化儀表的溫度。一旦自動(dòng)化儀表溫度較高，傳感器可自動(dòng)向軟件系統(tǒng)發(fā)送預(yù)警信號(hào)，啟動(dòng)相應(yīng)的散熱裝置或者直接切斷電源，確?；て髽I(yè)自動(dòng)化儀表的安全性和穩(wěn)定性。

3.4 可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)

在設(shè)計(jì)自動(dòng)化儀表時(shí)，為了進(jìn)一步提高儀表的穩(wěn)定性和可靠性，可采用可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)，采取可靠性預(yù)計(jì)、分配等措施，消除自動(dòng)化儀表故障隱患。在運(yùn)用自動(dòng)化儀表可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)時(shí)，設(shè)計(jì)人員主要是進(jìn)行結(jié)構(gòu)式程序設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化、分析自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)的各個(gè)模塊，采用元件選擇和控制技術(shù)、冗余設(shè)計(jì)技術(shù)、故障設(shè)計(jì)技術(shù)、維修設(shè)計(jì)技術(shù)、耐環(huán)境設(shè)計(jì)技術(shù)等，提升自動(dòng)化儀表的可讀性和可維修性。同時(shí)，采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)計(jì)方法，最大限地減少自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，提高自動(dòng)化儀表運(yùn)行的可靠性和設(shè)計(jì)的精確性，簡(jiǎn)化復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)。當(dāng)前，化工企業(yè)應(yīng)將自動(dòng)化儀表可靠性設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在差錯(cuò)設(shè)計(jì)、改錯(cuò)設(shè)計(jì)和容錯(cuò)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，從而提高自動(dòng)化儀表的運(yùn)行性能。

4 結(jié)束語

隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化儀表在各個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，充分發(fā)揮了其自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)?；て髽I(yè)自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)、運(yùn)營需求，做好自動(dòng)化儀表設(shè)計(jì)選型，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，不斷提高自動(dòng)化儀表的可靠性和穩(wěn)定性，從而提升化工企業(yè)的生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕