化工自動控制系統(tǒng)應(yīng)用問題及對策探究

朱小平，蔡小峰，吳海燕

（江蘇安泰安全技術(shù)有限公司，江蘇 南通 226007）

1 引言

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等不斷發(fā)展和進(jìn)步，化工自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用在化工行業(yè)中將會越來越廣泛，并取得更快、更好的發(fā)展進(jìn)步，而且會得到更大的重視。在未來的應(yīng)用過程中，陳舊且不能適應(yīng)現(xiàn)代化市場步伐的設(shè)備將被淘汰，所以應(yīng)緊跟化工生產(chǎn)發(fā)展的需要，更新完善高新設(shè)備，滿足化工自動控制系統(tǒng)運(yùn)行的具體需求?；どa(chǎn)設(shè)備自動化是指一些自動化裝置，可以直接代替人的部分勞動，使化工生產(chǎn)在一定程度上自動進(jìn)行[1]?；て髽I(yè)為保證自動化技術(shù)的操作目標(biāo)，應(yīng)加強(qiáng)操作人員的培訓(xùn)。同時，對網(wǎng)絡(luò)安全也應(yīng)重視和保護(hù)，跟隨互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，建立完善的安全系統(tǒng)，以保證企業(yè)自動化控制系統(tǒng)不被侵害。在化工企業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)定期檢測自動化控制系統(tǒng)，合理管控設(shè)備，這是保證系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，從而保證化工生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和工作效率，促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展[2]。

2 自動控制系統(tǒng)概述及其未來發(fā)展

2.1 自動控制系統(tǒng)概述

自動控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程或其他過程自動化的主要方式，簡稱自控系統(tǒng)。自控系統(tǒng)是在沒有人直接參與的情況下，按照預(yù)定程序進(jìn)行的控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)按控制原理分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)；按給定信號分為恒值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)以及程序控制系統(tǒng)?？刂破鳌⒈豢貙ο?、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、變送器是自動控制系統(tǒng)的四個主要環(huán)節(jié)[3]。目前，化工自動控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域?；て髽I(yè)生產(chǎn)過程中遇到各種各樣的物理變量，如溫度、厚度、流量、速度、位置等，都有相對應(yīng)的控制系統(tǒng)來進(jìn)行調(diào)控。

隨著控制技術(shù)的發(fā)展，自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大，不只在化工企業(yè)中運(yùn)用，還涉及醫(yī)學(xué)和經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域。化工行業(yè)在生產(chǎn)和管理中逐漸實(shí)現(xiàn)了自動化，如以前化工企業(yè)反應(yīng)爐內(nèi)溫度的調(diào)控必須通過手工進(jìn)行，這樣對工人來說工作環(huán)境是艱苦的，而且爐內(nèi)的溫度不容易控制，化工自動化控制系統(tǒng)的出現(xiàn)很好地解決了這個問題?；ぷ詣涌刂葡到y(tǒng)可將爐內(nèi)溫度精確地控制在0.5℃的偏差范圍內(nèi)，還能檢測控制整個工藝過程。

2.2 自動控制系統(tǒng)的未來發(fā)展

隨著科技的發(fā)展，自動控制系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了新的發(fā)展與突破。自動控制系統(tǒng)是人工智能與控制理論的完美結(jié)合。自動化控制系統(tǒng)下的智能化儀表性能將更加完善，與以前的儀表相比，具備精準(zhǔn)化、數(shù)字化等優(yōu)勢。目前，常規(guī)儀表已慢慢被淘汰，人們更多選擇的是智能化儀表。智能化儀表內(nèi)部小型的計(jì)算機(jī)是其優(yōu)勢所在，在系統(tǒng)內(nèi)，其可以更簡便地控制多個原件的工藝流程，解決了之前使用接線式繼電器完成工藝后重新布線的弊端。

分散型控制系統(tǒng)是自動化控制系統(tǒng)的另一個優(yōu)勢。此系統(tǒng)運(yùn)用內(nèi)部軟硬件控制語言，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)內(nèi)部各部分的功能，其可以稱為一個微處理器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

化工自動控制系統(tǒng)的智能化與可操作性的優(yōu)勢，使其在化工企業(yè)領(lǐng)域中得到更加廣泛和深入的應(yīng)用，自動系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用使得整個生產(chǎn)流程更加優(yōu)化。隨著智能儀表的普及，其功能要更加完善，并且具有小型化以及數(shù)字化等優(yōu)勢，市場前景也更加廣闊。

3 化工自動控制系統(tǒng)應(yīng)用存在的問題及對策

在化工企業(yè)中，通過此系統(tǒng)對生產(chǎn)工藝進(jìn)行檢測與控制。溫度控制是化工生產(chǎn)工藝中需要檢測的內(nèi)容之一，傳統(tǒng)的檢測主要依靠人工的方法，在檢測模式上存在很大弊端。而化工自動控制系統(tǒng)的出現(xiàn)使得這一弊端得以解決，自動控制系統(tǒng)提高了溫度檢測與控制的準(zhǔn)確性，能準(zhǔn)確地反映出溫度數(shù)值。如擠出吹塑成型機(jī)設(shè)備，其在化工企業(yè)生產(chǎn)中采用的是高精度熱電偶模塊，以此來保證加工溫度的穩(wěn)定性，而實(shí)現(xiàn)該設(shè)備溫度穩(wěn)定的關(guān)鍵是依靠編程軟件，編程軟件可實(shí)現(xiàn)對加工溫度的有效管控。但在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中，化工自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用還存在一些問題，以下就自動系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問題及對策進(jìn)行闡述。

3.1 沖程泵出口流量測量表

在化工企業(yè)生產(chǎn)過程中，需要對某一特定原料的微量進(jìn)行測量，測量的過程多需要用到測量表來保證此原料配送的質(zhì)量。經(jīng)過實(shí)踐，一般將測量表分為單頭沖泵和雙頭沖泵，而自動控制系統(tǒng)的深入應(yīng)用，使化工企業(yè)在生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)了自動進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測，帶來了便利性。

但我們?nèi)绻趹?yīng)用系統(tǒng)時未能選擇相應(yīng)測量表型號，就會導(dǎo)致出現(xiàn)測量出的數(shù)值不準(zhǔn)確，如分散劑沖程泵在橡膠裝置的使用，其轉(zhuǎn)子流量計(jì)測得的數(shù)據(jù)可能會不準(zhǔn)確，而且其傳動部件還容易出現(xiàn)損壞，我們通常檢查出的原因是：因?yàn)檗D(zhuǎn)子流量計(jì)的型號不對而造成測量的不準(zhǔn)確?；どa(chǎn)操作人員都知道轉(zhuǎn)子流量計(jì)是根據(jù)浮子飄動產(chǎn)生的流量信號進(jìn)行數(shù)值測量的，也是由此決定的，這樣會導(dǎo)致因?yàn)槲⒘吭刭|(zhì)量等因素的影響，引起測量所得數(shù)值的不準(zhǔn)確，這就需要將轉(zhuǎn)子流量計(jì)改為質(zhì)量流量計(jì)，形成測量中的一個介質(zhì)緩沖器，從而保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及精準(zhǔn)度。

3.2 溫度監(jiān)測熱電偶布線環(huán)節(jié)

化工企業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)工藝中溫度檢測常用的溫度檢測元件是熱電偶和熱電阻，而安全柵機(jī)柜、端子柜等是主要的檢視工具。

經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)調(diào)查，自動控制系統(tǒng)中的任何一個元件出現(xiàn)故障，檢測數(shù)值的質(zhì)量都會受到影響。如DCS系統(tǒng)，如果直接接受來自熱電偶元件傳送的信號，雖然還要經(jīng)過冷端補(bǔ)償才會進(jìn)入端子柜中，而端子柜與數(shù)據(jù)采集器之間用的是普通信號線，這導(dǎo)致的最終結(jié)果是出現(xiàn)一定的溫度差，從而檢測數(shù)值的質(zhì)量。所以對熱電偶布線環(huán)節(jié)采用補(bǔ)償導(dǎo)線連接，才能保證得出數(shù)值的準(zhǔn)確度，并意識到生產(chǎn)工藝中的溫度檢測環(huán)節(jié)的重要性。

3.3 差壓計(jì)量儀表溫差補(bǔ)償

差壓計(jì)量儀表是重要的檢測設(shè)備之一，在化工領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。而其對數(shù)值的檢測必須在平穩(wěn)的狀態(tài)下進(jìn)行，才能保證數(shù)值檢測的質(zhì)量。在實(shí)際生產(chǎn)需要中，檢測到的溫度、壓力隨加工工藝的不斷變化而變化，最終所測得的數(shù)值不準(zhǔn)確。如何解決這個問題？首先是對自動控制系統(tǒng)性能的完善，保證該系統(tǒng)應(yīng)用中的穩(wěn)定性。其次，解決該問題的關(guān)鍵是合理檢測點(diǎn)的設(shè)計(jì)，檢測數(shù)值的準(zhǔn)確性通過對不同區(qū)域的檢測來實(shí)現(xiàn)。最后通過自動控制系統(tǒng)運(yùn)算，對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，保證測量偏差的準(zhǔn)確性。

3.4 溫度檢測套管的安裝

化工企業(yè)中攪拌設(shè)備的壽命與溫度檢測套管密切相關(guān)，而保障化工安全生產(chǎn)的關(guān)鍵是對攪拌設(shè)備溫度的檢測。如果攪拌設(shè)備套管安裝質(zhì)量差，就會導(dǎo)致自動控制系統(tǒng)得出的數(shù)值存在誤差。而攪拌設(shè)備攪拌介質(zhì)時，會產(chǎn)生出相應(yīng)的動力，這種動力會對溫度檢測套管造成影響，嚴(yán)重時會引起斷裂，在生產(chǎn)中如果沒能及時發(fā)現(xiàn)這個問題會導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

為有效解決溫度檢測套管發(fā)生斷裂的問題，在對其進(jìn)行安裝時，應(yīng)加裝保護(hù)套筒，由保護(hù)套筒頂端形成的反作用力與設(shè)備攪拌中的動力相互抵消，從根本上解決套管的斷裂問題，消除安全隱患，避免重大安全事故的發(fā)生。

4 結(jié)語

總而言之，在化工生產(chǎn)中，自動控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用極大地提高了生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。但是就目前結(jié)合自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問題，作為化工企業(yè)應(yīng)做到及時改進(jìn)，加大對此領(lǐng)域的研究開發(fā)，保證化工生產(chǎn)安全有序的進(jìn)行，保障企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。