論化工生產(chǎn)控制自動(dòng)化儀表

夏秀波

摘要：化工企業(yè)對(duì)生產(chǎn)控制的要求逐漸提高，增加儀表自動(dòng)化工作的負(fù)擔(dān)，必須提高儀表自動(dòng)化的控制能力，才可滿足化工生產(chǎn)的實(shí)際需求，確?；どa(chǎn)的安全系數(shù)，推進(jìn)儀表自動(dòng)化的發(fā)展能力。自動(dòng)化儀表在實(shí)質(zhì)應(yīng)用中，發(fā)揮有效的控制能力，結(jié)合化工生產(chǎn)的具體情況，給予自動(dòng)化條件，積極研究?jī)x表新技術(shù)，解決儀表自動(dòng)化中出現(xiàn)的問(wèn)題，保障儀表自動(dòng)化的控制特性。

關(guān)鍵詞：化工生產(chǎn)]；控制自動(dòng)化；儀表應(yīng)用

改革開放以來(lái)，我國(guó)的化工企業(yè)發(fā)展迅速，在自動(dòng)化儀表方面也有很大的發(fā)展。自動(dòng)化儀表測(cè)量的控制理論，儀表的控制系統(tǒng)和以前相比都有了大大的提高。新的技術(shù)、新的材料不斷被利用，DCS網(wǎng)絡(luò)型分散控制系統(tǒng)在80年代初期就被很多企業(yè)所采用，在生產(chǎn)控制過(guò)程方面也做了很大的改進(jìn)。

一、化工自動(dòng)化儀表在生產(chǎn)控制中的作用

化工生產(chǎn)過(guò)程一般都在密閉的容器和設(shè)備中，在不利于操作人員操作的情況下進(jìn)行的，化工生產(chǎn)都具有易燃、易爆、高溫、高壓、有毒、腐蝕、危險(xiǎn)等特點(diǎn)，為了使生產(chǎn)低耗、優(yōu)質(zhì)、高效、穩(wěn)定、連續(xù)、安全地進(jìn)行，就必須嚴(yán)把工藝指標(biāo)，而這些工藝指標(biāo)的控制，最有效的辦法就是引入自動(dòng)化儀表?；ぷ詣?dòng)化儀表作為化工自動(dòng)化的核心，其主要作用是：在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)、顯示、記錄或控制；化工儀表能在無(wú)人操作的情況下自動(dòng)地完成測(cè)量任務(wù)，記錄和控制等工作；化工自動(dòng)化儀表還可實(shí)現(xiàn)信息遠(yuǎn)距離傳送和數(shù)據(jù)處理。自動(dòng)化儀表的廣泛使用能保證化工生產(chǎn)過(guò)程得以順利進(jìn)行，在提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)消耗，減少不必要的人身傷害、提高產(chǎn)品的合格率等方面起到了重大的作用。

二、化工生產(chǎn)控制自動(dòng)化儀表的主體特征分析

在現(xiàn)代企業(yè)的化工生產(chǎn)里，自動(dòng)化儀表都采用了微電腦芯片，提高了自動(dòng)化儀表的抗干擾能力和操作穩(wěn)定能力，使自動(dòng)化設(shè)備取得以逸待勞、事半功倍的生產(chǎn)控制效果。由于在自動(dòng)化儀表里加入了控制程序，使計(jì)算機(jī)軟件可以在自動(dòng)化儀表中控制自動(dòng)化設(shè)備，淘汰了落后的硬件電路。合理應(yīng)用芯片的位控特征實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的動(dòng)作控制，落后的順序控制被軟件編程的主體存儲(chǔ)管理程序所取代，實(shí)現(xiàn)了常規(guī)電路的綜合發(fā)展。以前的化工儀表由主體邏輯組合、時(shí)序電路來(lái)控制，只能靠簡(jiǎn)單的狀態(tài)特征來(lái)記憶，一條狀態(tài)記憶信息會(huì)被下一條狀態(tài)記憶信息所取代。而化工生產(chǎn)控制中自動(dòng)化儀表的記憶，由于隨機(jī)存儲(chǔ)器的加入實(shí)現(xiàn)了遷移狀態(tài)信息的全程記憶，有穩(wěn)定的電源就可以實(shí)現(xiàn)信息的記錄保存，還可以進(jìn)行多條信息的記錄保存、重現(xiàn)處理。自動(dòng)化儀表由于微型計(jì)算機(jī)的加入，還具有強(qiáng)大的計(jì)算能力，可以處理很多復(fù)雜的計(jì)算。比如可以計(jì)算常數(shù)的除法、乘法，極大值和極小值的確定，給定極限的運(yùn)算、比較、檢測(cè)等。自動(dòng)化儀表還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自我檢驗(yàn)、線性化處理、測(cè)量值與工程值的轉(zhuǎn)變等，使工作程序變得完善。

三、自動(dòng)化儀表在化工生產(chǎn)控制中的應(yīng)用方向

1.智能化的機(jī)組監(jiān)控

化工生產(chǎn)控制自動(dòng)化儀表的應(yīng)用可以使單位機(jī)組監(jiān)控更好的實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)代企業(yè)單位機(jī)組的智能監(jiān)控程度還很低，雖然在國(guó)內(nèi)許多企業(yè)中智能化的監(jiān)視和控制軟件被廣泛的采用，但在我國(guó)發(fā)展的時(shí)間短暫，隨著技術(shù)的不斷應(yīng)用，單元機(jī)組智能監(jiān)控也會(huì)不斷的成熟。我們將會(huì)看到人們廣泛采用信息智能化的化工生產(chǎn)控制自動(dòng)化儀表。比如可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)智能傳感器設(shè)置遠(yuǎn)程控制和組態(tài)的儀表智能管理軟件，也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程的修正安裝位置和零位漂移。對(duì)精度進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)注，計(jì)算出產(chǎn)生的誤差，把生成的曲線報(bào)告標(biāo)定好，自動(dòng)跟蹤記錄儀器儀表的狀態(tài)變化。閥門智能控制軟件可以對(duì)閥門進(jìn)行在線組裝、調(diào)試和標(biāo)定，判斷閥門是否卡住，閥芯是否磨損等。做完閥門性能的全面評(píng)估后對(duì)維護(hù)提供策略。掌管轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備狀態(tài)的智能控制軟件對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行分析，例如對(duì)送風(fēng)機(jī)的狀態(tài)檢查分析，它的采用要建立在可靠狀態(tài)的監(jiān)控技術(shù)上，通過(guò)振動(dòng)和機(jī)電診斷，對(duì)是否存在軸承磨損等現(xiàn)象進(jìn)行綜合分析，識(shí)別出故障發(fā)生的原因，在故障還沒(méi)有產(chǎn)生惡劣的影響下發(fā)出警報(bào)，對(duì)檢修提供幫助和指引。

2.過(guò)程變得優(yōu)化

化工生產(chǎn)控制自動(dòng)化儀表還可以提高模擬量控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)的范圍和質(zhì)量指標(biāo)。目前雖然一些模糊控制、自適應(yīng)、狀態(tài)預(yù)測(cè)控制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等技術(shù)在不少企業(yè)中被采用，但它們真正達(dá)到很好效果的并不多?，F(xiàn)代企業(yè)需要采用安全的、通用性強(qiáng)的、可以方便安裝調(diào)試的化工生產(chǎn)控制自動(dòng)化儀表。它對(duì)于燃燒以及蒸汽溫度的優(yōu)化起到很大的作用?，F(xiàn)在機(jī)組采用的AGC都是單機(jī)的模式，通過(guò)調(diào)度把負(fù)荷直接的轉(zhuǎn)發(fā)給AGC機(jī)組。但是電網(wǎng)的負(fù)荷變動(dòng)很快，投入的AGC機(jī)組不斷處于變化的變負(fù)荷狀態(tài)，使鍋爐的蒸汽壓力和鍋爐的內(nèi)部溫度波動(dòng)過(guò)大，輔機(jī)、擋板和閥門等機(jī)器設(shè)備頻繁產(chǎn)生動(dòng)作，這種情況對(duì)于機(jī)組和相關(guān)的機(jī)器設(shè)備都帶來(lái)不利的影響。伴隨著生產(chǎn)成本的增加，化工生產(chǎn)企業(yè)要從不同的角度去分析如何才能降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)機(jī)組和設(shè)備的使用壽命。將來(lái)，AGC單機(jī)式的方式將對(duì)企業(yè)的負(fù)荷方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變分配，SIS系統(tǒng)也將結(jié)合實(shí)際的身材進(jìn)行再一次的開發(fā)利用，自身應(yīng)用技術(shù)慢慢走向成熟，使企業(yè)可以做到安全的、高效的、環(huán)保的生產(chǎn)工作。

3.管理控制一體化

管理控制一體化指DCS將和MIS管理信息系統(tǒng)相互結(jié)合，彼此滲透，結(jié)合成為一個(gè)層次面廣的，網(wǎng)絡(luò)化的，集管理控制、調(diào)度決策于一體的綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)。在未來(lái)的工程建設(shè)方向會(huì)全面安裝廠級(jí)的管理信息系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)基于單元機(jī)組DCS。廠級(jí)管理信息系統(tǒng)通過(guò)對(duì)單元機(jī)組監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)提出信息，然后加工成廠級(jí)管理監(jiān)控信息，在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的幫助下對(duì)調(diào)度系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)的信息，接受調(diào)度的指令。這樣一來(lái)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)企業(yè)的管理控制一體化。自動(dòng)化儀表，即是為化工生產(chǎn)提供有效的控制途徑，體現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的過(guò)程。針對(duì)化工生產(chǎn)系統(tǒng)，增設(shè)自動(dòng)化儀表，合理設(shè)置儀表位置，操控生產(chǎn)流水，保障生產(chǎn)的能力和水平。社會(huì)對(duì)化工制品的需求量逐漸擴(kuò)大，化工企業(yè)拓寬社會(huì)市場(chǎng)，穩(wěn)定自身地位，必須利用自動(dòng)化儀表，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制，提高生產(chǎn)能力，進(jìn)而保障生產(chǎn)效率和效益。化工生產(chǎn)中的人為操作，在精度和控制上存在明顯缺陷，需要借助儀表改進(jìn)，體現(xiàn)自動(dòng)化狀態(tài)。

化工生產(chǎn)控制自動(dòng)化儀表借助高效的信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)優(yōu)化，推進(jìn)化工生產(chǎn)。目前，大量新型的自動(dòng)化儀表，逐漸投入使用，不僅體現(xiàn)儀表裝置的自動(dòng)化特性，而且展示儀表的智能特性，實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)領(lǐng)域的集中控制，體現(xiàn)化工生產(chǎn)的一體化操作。

4.大屏顯示器的采用

DCS的人機(jī)接口是CRT，它由值班工作人員進(jìn)行監(jiān)視，由于其其屏幕較小，所以間一長(zhǎng)，工作人員會(huì)感到視覺(jué)疲勞，這樣就降低了監(jiān)視的注意力。如果自動(dòng)化儀表采用大屏幕的顯示器，則值班工作人員的眼睛會(huì)感到舒適些，提高了監(jiān)視的注意力；自動(dòng)化儀表采用大屏幕的顯示器，這樣，降低了由于運(yùn)行人員監(jiān)視不到位，或由于監(jiān)視疲勞而造成事故的幾率，同時(shí)也節(jié)約了人力成本，為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代企業(yè)的節(jié)能降耗、降低成本奠定了基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)少數(shù)人對(duì)全面數(shù)據(jù)的監(jiān)視提供了可靠的技術(shù)保障，也表明了現(xiàn)代企業(yè)在控制屋里監(jiān)控的水平。

四、總結(jié)

總的來(lái)講，化工生產(chǎn)行業(yè)在生產(chǎn)發(fā)展中，慢慢引入自動(dòng)化儀表到生產(chǎn)進(jìn)程中，借助生產(chǎn)控制自動(dòng)化儀表的智能化、高速化、高效化、一體化和操作透明化的特點(diǎn)，完成企業(yè)的管控職能。改變以前落后的調(diào)節(jié)系統(tǒng)指標(biāo)，完成了對(duì)機(jī)組運(yùn)行監(jiān)控維護(hù)的高效處理，促進(jìn)化工產(chǎn)業(yè)的更好發(fā)展。

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