化學(xué)工程與工藝中的自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)

宋健

摘 要：為了促進(jìn)化學(xué)工程以及化學(xué)工藝能在自動(dòng)化方面的有良好發(fā)展，應(yīng)能認(rèn)識(shí)到自動(dòng)化技術(shù)對(duì)化工產(chǎn)業(yè)的促進(jìn)作用，并能結(jié)合化工領(lǐng)域的需要以及自動(dòng)化的特點(diǎn)，制定科學(xué)的自動(dòng)化發(fā)展方案。本文就化學(xué)工程以及化學(xué)工藝方面的自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程；自動(dòng)化；電子

化工行業(yè)是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，和其他領(lǐng)域相比化工在生產(chǎn)發(fā)展方面有著更多的難點(diǎn)。比如化工生產(chǎn)的環(huán)境的比較復(fù)雜，會(huì)存在大量的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或者其他特殊化學(xué)物質(zhì)，而其化工操作往往對(duì)精度要求較高，藥劑用量的輕微偏差都可能直接造成嚴(yán)重的后果。在這種要求下，現(xiàn)代化工產(chǎn)業(yè)開始將自動(dòng)技術(shù)落實(shí)到化工產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，使化工產(chǎn)業(yè)有更好的發(fā)展。

1化工領(lǐng)域當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r分析

人類步入二十一世紀(jì)以后，迎來(lái)了一個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)得到了全面且長(zhǎng)足的發(fā)展，并逐漸將人類帶入大數(shù)據(jù)的時(shí)代。為了跟隨時(shí)代發(fā)展的潮流，我國(guó)的各行各業(yè)也紛紛加入大數(shù)據(jù)的懷抱中，以謀求更加快速和長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。在這樣的時(shí)代背景下，我國(guó)的化工行業(yè)逐漸朝著精細(xì)化、綠色環(huán)保以及自動(dòng)化的方向發(fā)展，其發(fā)展迅速且穩(wěn)定。行業(yè)的發(fā)展勢(shì)必帶動(dòng)著相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，目前，我國(guó)已經(jīng)逐步加快了化學(xué)工程與工藝等重點(diǎn)學(xué)科的建設(shè)速度與力度，并不斷制定和更新各學(xué)科戰(zhàn)略，從而為化工行業(yè)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

跨進(jìn)21世紀(jì)以后，我國(guó)原油的開采和加工技術(shù)發(fā)展迅速，這也帶動(dòng)我國(guó)三大合成材料研發(fā)及生產(chǎn)技術(shù)的提高。目前，我國(guó)與石油化工相關(guān)的各個(gè)行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀都呈現(xiàn)良好的局面且取得了基本的經(jīng)濟(jì)效益。但是值得重視的是，石油化工相關(guān)的各行業(yè)之間相互依存、相互影響非常的明顯，在目前經(jīng)濟(jì)低迷的狀況下，使得整個(gè)化工行業(yè)的發(fā)展都處于低迷期。

同時(shí)，各行各業(yè)先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的快速發(fā)展，給化工行業(yè)帶來(lái)了巨大的壓力，迫使化工相關(guān)行業(yè)開始對(duì)自身的生產(chǎn)技術(shù)、企業(yè)管理和學(xué)科發(fā)展等方面進(jìn)行大的變革。當(dāng)然，這種變化趨勢(shì)不僅是時(shí)代發(fā)展的需求，也是化工行業(yè)擺脫現(xiàn)有約束，實(shí)現(xiàn)行業(yè)大發(fā)展的必經(jīng)之路。目前，我國(guó)化工行業(yè)普遍存在管理制度落后、生產(chǎn)線陳舊及生產(chǎn)技術(shù)落后、高技術(shù)人才缺乏、資源浪費(fèi)嚴(yán)重等問題。但是，我們有信心，通過對(duì)相關(guān)學(xué)科的不斷推進(jìn)，我們會(huì)為化工行業(yè)源源不斷的提供更高端的人才和更先進(jìn)的技術(shù)。

2化學(xué)工程以及化學(xué)工藝方面自動(dòng)化發(fā)展分析

現(xiàn)代人口中的化工產(chǎn)業(yè)詳細(xì)的區(qū)分來(lái)看，可以將化工產(chǎn)業(yè)劃分為化學(xué)工業(yè)部分、化學(xué)工藝部分、化學(xué)工程部分，這三個(gè)部分共同構(gòu)成了現(xiàn)代化工產(chǎn)業(yè)，這三者在內(nèi)在關(guān)系上也是相互包容、相互影響的關(guān)系。在一直以來(lái)的社會(huì)發(fā)展中，化工產(chǎn)業(yè)不僅生產(chǎn)了大量的化工產(chǎn)品，為人們生活提供了極大的便利，同時(shí)化工產(chǎn)業(yè)在發(fā)展也為其他領(lǐng)域提供了大量的生產(chǎn)原料以及化學(xué)試劑，可見化工產(chǎn)業(yè)重要性。但化工產(chǎn)業(yè)方面的自動(dòng)化發(fā)展，在過去相對(duì)的滯后，未能在化工產(chǎn)業(yè)中融入自動(dòng)化技術(shù)，影響了化工產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展。

在現(xiàn)代化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，逐漸的有越來(lái)越多的自動(dòng)技術(shù)出現(xiàn)在了化工產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，促進(jìn)了化工產(chǎn)業(yè)在自動(dòng)化方面的發(fā)展效果。首先，大數(shù)據(jù)一類先進(jìn)分析技術(shù)以及各種新型科學(xué)理念的影響下，有越來(lái)越多的學(xué)科以及領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了相互交融發(fā)展。這種跨學(xué)科類型的發(fā)展模式讓現(xiàn)代各學(xué)科的發(fā)展深度以及廣度得以強(qiáng)化，而化工領(lǐng)域和自動(dòng)化領(lǐng)域的融合也是必要的發(fā)展模式。在化工領(lǐng)域中融入了自動(dòng)化之后，就能降低化工生產(chǎn)當(dāng)中人工工作量，避免由于人工作操作而產(chǎn)生的不必要損失，和人工操作相比，機(jī)械自動(dòng)化的操作模式也能有較高的操作精度，實(shí)現(xiàn)化工產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。

其次，在進(jìn)行化工生產(chǎn)的時(shí)候，由于一些化工產(chǎn)品對(duì)于化工反應(yīng)環(huán)境的條件要求較高，因此也就會(huì)需要消耗大量的能源來(lái)創(chuàng)造良好的化工反應(yīng)條件。而且就化工生產(chǎn)而言，在化工生產(chǎn)制造當(dāng)中，也需要使用各種化工原材料，其中一些原材料會(huì)對(duì)環(huán)產(chǎn)生較大的影響，因此化工產(chǎn)業(yè)也被人們看作是高污染、高能耗的產(chǎn)業(yè)。因此在當(dāng)前化工產(chǎn)業(yè)的變革、優(yōu)化中也希望能通過使自動(dòng)化技術(shù)，改變化工產(chǎn)業(yè)當(dāng)前高能耗、高污染的問題。通過運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)原料的精細(xì)化使用，提升原材料的使用效率。

第三，在過去的一些化工生產(chǎn)中主要以人工操作的方式進(jìn)行化工生產(chǎn)，這種生產(chǎn)方式受到人工操作的局限，一些操作中會(huì)出現(xiàn)藥品用量不科學(xué)的情況，影響了產(chǎn)品質(zhì)量、化學(xué)反應(yīng)結(jié)果，甚至還會(huì)造成化工原材料的浪費(fèi)。而在現(xiàn)代以自動(dòng)化為主的化工產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，由于自動(dòng)化設(shè)備的影響，操作人員只需要在計(jì)算機(jī)中設(shè)定相應(yīng)的操作指令就能讓設(shè)備嚴(yán)格的按照既定指令運(yùn)行，保證了化工生產(chǎn)中各環(huán)節(jié)操作的精確度，這對(duì)于提升藥品質(zhì)量、避免原材料出現(xiàn)浪費(fèi)有積極的意義。另外，自動(dòng)化技術(shù)也克服了人工生產(chǎn)模式下，由于工人個(gè)人身體狀態(tài)關(guān)系而對(duì)生產(chǎn)效率產(chǎn)生的影響。在制定了科學(xué)的生產(chǎn)程序之后，生產(chǎn)設(shè)備就能按照既定的生產(chǎn)程序運(yùn)行，將高操作難度化工產(chǎn)品大批量生產(chǎn)變成了可能。

3推進(jìn)自動(dòng)化控制水平的措施

3.1選取好質(zhì)量控制的參數(shù)

首先當(dāng)然足找好質(zhì)量控制的屬性和指標(biāo)，這些在試驗(yàn)生產(chǎn)就應(yīng)該確定的，比如說(shuō)就是客戶主要要求參數(shù)。對(duì)化工產(chǎn)品，參數(shù)往往不是整一規(guī)劃的，常常有個(gè)分布。利用Histogram圖，絕大多數(shù)情況下發(fā)現(xiàn)是符合或大體符合正態(tài)分布，這時(shí)候往往就可以利用正態(tài)分布原理來(lái)描述管理這個(gè)指標(biāo)。

如果參數(shù)本身很不符合正態(tài)分布，一股其平均值（算術(shù)平均，幾何平均，重均，數(shù)均等等）能夠符合正態(tài)分布.如果還是效果不行，則應(yīng)該換更本質(zhì)的，能夠反映其性能的其它參數(shù)。比如還是上面那種氧化物產(chǎn)品，最初是微米大小，其粒度分布可由激光散射粒度儀準(zhǔn)確測(cè)量，用體積平均值做指標(biāo)來(lái)衡量就很好.后來(lái)產(chǎn)品改進(jìn)成納米級(jí)，粒度儀難以給出準(zhǔn)確的結(jié)果，用高分辨顯微鏡則時(shí)間太長(zhǎng)，不適合做為過程質(zhì)量控制手段。

3.2預(yù)防式質(zhì)量控制管理

在主控室里，接受數(shù)據(jù)，繪入質(zhì)量控制圖，發(fā)現(xiàn)意外時(shí)立即通報(bào)有關(guān)方面采取措施，足常見的質(zhì)量保障控制（QA/QC）的模式。要提前預(yù)見問題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題使丈多數(shù)失控消滅在萌芽，才足更好的QA/QC。比如，在那個(gè)納水氧化物的洗滌過程中裝一個(gè)m離子選擇電極，成本很低，不需增加人力就可以方便地實(shí)時(shí)監(jiān)控洗滌效率，由洗滌效率曲線雖然看不出產(chǎn)品的比表面，但可以由曲線形狀預(yù)知產(chǎn)品某方面的變化，這樣在技術(shù)上就提供了另外一種預(yù)警。

主動(dòng)預(yù)舫式更包括研究開發(fā)人員定期主動(dòng)介入生產(chǎn)和質(zhì)保過程，及時(shí)從一些異常痕跡中發(fā)現(xiàn)問題解決問題。許多異常痕跡往往不足工廠或質(zhì)保人員的知識(shí)體系町以意識(shí)到的.此外，有時(shí)候問題并非真正在生產(chǎn)上，而足在質(zhì)檢人員的操作程序誤差上，這些往往不足質(zhì)檢部門本身能夠迅速發(fā)現(xiàn)解決的。

4結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展離不開化工行業(yè)的發(fā)展，化工也是我國(guó)不可舍棄的重要行業(yè)。想要進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的平衡，必須對(duì)化工行業(yè)的自動(dòng)化水平進(jìn)行提升，對(duì)化學(xué)工程與工藝學(xué)科自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)行重點(diǎn)建設(shè)。做這樣的努力，一方面可以幫助化工行業(yè)脫離目前高能耗、高污染、生產(chǎn)技術(shù)陳舊的現(xiàn)狀，提高其研發(fā)和生產(chǎn)水平，更好的為人民生活造福。

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