化工裝置建設(shè)中的儀表自動(dòng)化工程探析

王冠華

（中國石油天然氣第七建設(shè)有限公司，膠州 266300）

1 引言

對(duì)于化工企業(yè)而言，對(duì)其進(jìn)行儀表的自動(dòng)化，最終的結(jié)果將不僅僅改變儀表本身具有的基本性能，它也可以對(duì)其他與這個(gè)儀器相關(guān)的整個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)中的其他裝置也造成一定的影響，對(duì)儀器儀表進(jìn)行智能化將會(huì)使得這些儀表在改造后具有極強(qiáng)的適應(yīng)性，而且具有更加豐富的功能，相比智能化之前而言，它也將不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的單一固定結(jié)構(gòu)，下面將結(jié)合化工企業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的員工的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)化工行業(yè)中進(jìn)行檢測(cè)功能的儀表以及涉及到的相關(guān)控制進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。

2 檢測(cè)執(zhí)行相關(guān)儀表的簡(jiǎn)介

（1）溫度儀表。在化工企業(yè)中，根據(jù)反應(yīng)條件的不同，一般對(duì)于參與反應(yīng)的相關(guān)設(shè)備以及反應(yīng)物和冷凝水及蒸汽等流經(jīng)的管路而言，需要的溫度都會(huì)有所不同。一般而言，溫度范圍會(huì)在-200℃-1800℃這個(gè)大跨度范圍內(nèi)。只依靠人工控制顯然不太現(xiàn)實(shí)，所以對(duì)于這個(gè)溫度的控制和調(diào)節(jié)我們一般采用的接觸式測(cè)量技術(shù)。在進(jìn)行自動(dòng)化改造之前的用于現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量的一般都是水銀溫度計(jì)，這種溫度計(jì)極易被打破，而且里面的水銀還有一定的毒性，儀表自動(dòng)化以后，我們采用雙金屬溫度計(jì)取代了水銀溫度計(jì)，一般在雙金屬溫度計(jì)中最常見的為熱電阻和熱電偶溫度計(jì)，然后通過這兩種金屬，測(cè)量出現(xiàn)場(chǎng)溫度的變化，并且通過傳輸裝置將相應(yīng)的溫度信息反饋回儀表中，這種一體化的溫度變化反應(yīng)器因?yàn)楫?dāng)前現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的快速發(fā)展在最近幾年逐漸普及了起來。

（2）壓力儀表。對(duì)于化工企業(yè)，對(duì)于壓力的相關(guān)控制必須到位，一旦沒有控制好壓力，極易出現(xiàn)設(shè)備爆炸的危險(xiǎn)，所以說壓力儀表與工程的使用安全息息相關(guān)，所以無論是管理者還是使用者都對(duì)壓力儀器給予了極大的重視，如果能夠?qū)崿F(xiàn)壓力儀表的自動(dòng)化，在出現(xiàn)壓力過高時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)及時(shí)報(bào)警，那么就能夠更好的對(duì)安全事故進(jìn)行預(yù)防工作，最終將不僅能夠提高設(shè)備的安全性，更能夠給企業(yè)間接帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利益。

（3）物位儀表。在化工行業(yè)中，許多化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物是液態(tài)的，例如說硫酸，有機(jī)化合物等等，對(duì)于反應(yīng)池液面的及時(shí)測(cè)量也是非常有必要的，在進(jìn)行了儀表智能化以后，我們通常選用的是浮力式測(cè)量系統(tǒng)，除此之外，還有的就是物料儀表，對(duì)于液面測(cè)量，我們可以選擇的形式也有很多，包括直接讀取式、電容式和最常用的浮力式等等多種，對(duì)于物位儀表的使用已經(jīng)隨著安全意識(shí)的發(fā)展和智能化的普及在化工行業(yè)得到了廣泛肯定。

（4）流量?jī)x表。在石油企業(yè)中，流量?jī)x表具有豐富的內(nèi)容，其參數(shù)主要涉及壓、溫、位、流幾個(gè)方面，從控制立場(chǎng)而言，優(yōu)化以及穩(wěn)定永遠(yuǎn)是石油行業(yè)當(dāng)中的最重要的關(guān)鍵所在，需通過流量對(duì)其進(jìn)行考核，而流量自身與管道以及流體都有著密切的關(guān)系，本文說闡述的流量，并不指的是普通的流速，而是在一定時(shí)間內(nèi)流體截面的體積、溫度、壓力補(bǔ)償，需要知道管道中單位時(shí)間內(nèi)流過的流體質(zhì)量、體積。

總之，在化工行業(yè)中廣泛的應(yīng)用智能儀表可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于溫度、壓力、液位和流量等化工行業(yè)中極其重要的參數(shù)的正確范圍的控制，這也就對(duì)于化工產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量有了間接的保障。同時(shí)，進(jìn)行儀表的自動(dòng)化還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于反應(yīng)廢棄物中的化學(xué)成分進(jìn)行進(jìn)一步的分析和檢測(cè)，在化工行業(yè)不斷發(fā)展壯大的今天，對(duì)于儀表自動(dòng)化的需求必然是更加迫切，而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化儀表則可以為化工企業(yè)帶來穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)效益和極高的經(jīng)濟(jì)效益。

3 儀表自動(dòng)化控制策略分析

（1）常規(guī)控制。在化工裝置的建設(shè)與功能實(shí)現(xiàn)的過程當(dāng)中，參與控制的系統(tǒng)有許多，但是最常見的還是回路控制和連續(xù)控制，對(duì)于系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)方式主要有單回路調(diào)節(jié)、比率調(diào)節(jié)以及自動(dòng)選擇調(diào)節(jié)和非線性調(diào)節(jié)等多種調(diào)節(jié)方式，這些調(diào)節(jié)最終基本上都是以PID調(diào)節(jié)作為基礎(chǔ)，然后在基本的功能性算法的基礎(chǔ)上稍微進(jìn)行一點(diǎn)變化，就衍生出了多種不同的調(diào)節(jié)模式，這些模式最大的區(qū)別其實(shí)是組態(tài)能力以及實(shí)現(xiàn)這些調(diào)節(jié)的控制方式，在這么多可以調(diào)節(jié)的功能塊模式中我們其實(shí)可以選擇通過串聯(lián)、并聯(lián)或者其他鏈接方式，將多功能模塊進(jìn)行鏈接，最終實(shí)現(xiàn)期望的控制功能。

（2）先進(jìn)控制和優(yōu)化。在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的21世紀(jì)，智能技術(shù)在不斷的進(jìn)步，智能化技術(shù)的普及已經(jīng)是未來發(fā)展的必然趨勢(shì)，在各行各業(yè)中已經(jīng)出現(xiàn)了許多對(duì)于智能化系統(tǒng)的運(yùn)用，而在這些技術(shù)中，多變量控制是其中比較常見的一種，在化工行業(yè)，這種技術(shù)的運(yùn)用已經(jīng)基本上進(jìn)入了實(shí)踐的階段，這種技術(shù)以DCS作為基礎(chǔ)，通常的存在形式比較多變，可以是獨(dú)立的也可以是軟件包，在化工廠，最常應(yīng)用的其實(shí)是單一油源，這種技術(shù)的使用最終可以增加進(jìn)行相關(guān)操作時(shí)的平穩(wěn)性。

（3）人機(jī)界面。當(dāng)前在化工企業(yè)正在實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的改革，正在努力實(shí)現(xiàn)由以前一個(gè)裝置設(shè)置一個(gè)控制室這種控制模式向多個(gè)裝置由一個(gè)總控制室進(jìn)行統(tǒng)一的控制，然后通過總控制室的LCD大屏來隨時(shí)觀測(cè)各個(gè)反應(yīng)釜中關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)變化，同時(shí)我們也可以通過顯示儀表和相應(yīng)的指示燈來實(shí)現(xiàn)控制的目的，我們也可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一的操作與管理模式，除此之外，我們?cè)谕ㄟ^計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制時(shí)，不僅需要注意監(jiān)測(cè)方面的硬性指標(biāo)，也要注意軟性指標(biāo)，做到全方位監(jiān)控最終實(shí)現(xiàn)對(duì)于人力、物力和占地空間等多個(gè)方面因素的大大節(jié)約，為化工企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)利益。

4 結(jié)束語

當(dāng)前我國正在致力于實(shí)現(xiàn)科技強(qiáng)國，作為當(dāng)前我國數(shù)一數(shù)二的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，化工產(chǎn)業(yè)無疑要起好自己的帶頭作用，當(dāng)前我國確實(shí)做到了在實(shí)現(xiàn)儀表自動(dòng)化方面的巨大進(jìn)步，但是我們不能夠僅僅滿足于現(xiàn)在的成績(jī)，要在看到自己的成就的同時(shí)及時(shí)意識(shí)到自己的不足，在大力發(fā)展儀器自動(dòng)化的技術(shù)的同時(shí)，也要積極借鑒國外的先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和在發(fā)展過程中的一些經(jīng)驗(yàn)，然后取長補(bǔ)短，不斷地提高我國儀器自動(dòng)化的技術(shù)水平，讓儀表自動(dòng)化在我國能夠得到更長遠(yuǎn)的發(fā)展。

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