化工儀表中智能自動(dòng)化的應(yīng)用

孟祥翀

摘 要：在化工生產(chǎn)中，時(shí)常需要各種各樣的儀表來(lái)輔助生產(chǎn)，這是為了整個(gè)化工生產(chǎn)過(guò)程的安全和生產(chǎn)的產(chǎn)品合格，儀表的使用對(duì)化工生產(chǎn)來(lái)說(shuō)具有重要的意義。特別是在目前的自動(dòng)化技術(shù)背景下，化工生產(chǎn)的自動(dòng)化使得化工自動(dòng)化儀表的普及和推廣更為深入，為化工生產(chǎn)領(lǐng)域做出了巨大的貢獻(xiàn)。儀表在化工生產(chǎn)中起著重要作用，儀表失準(zhǔn)或故障將可能引起安全事故，智能自動(dòng)化技術(shù)在化工儀表中的應(yīng)用能大大提高化工生產(chǎn)安全系數(shù)。

關(guān)鍵詞：化工儀表；智能自動(dòng)化；應(yīng)用

一、智能自動(dòng)化儀表在化工生產(chǎn)中的功能及優(yōu)勢(shì)

化工自動(dòng)化儀表自身有很多優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)備所無(wú)法比擬的。化工自動(dòng)化儀表采用的是微電腦芯片及技術(shù)，不僅可以減少所占用的空間比例，而且其抗干擾能力比較強(qiáng)，能夠有效的解放生產(chǎn)力和提高生產(chǎn)效率。自動(dòng)化儀表的優(yōu)勢(shì)功能具體上有以下幾個(gè)方面：

1）可編程

計(jì)算機(jī)的軟件大規(guī)模地應(yīng)用于儀表是自動(dòng)化儀表可編程功能的主要來(lái)源。不可否認(rèn)，計(jì)算機(jī)的發(fā)展極大地改善了人們的生活，幾乎涵蓋了人們生活的方方面面，自動(dòng)化儀表也是計(jì)算機(jī)發(fā)展頗為受益的一類。通過(guò)將計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序運(yùn)用到儀表之中，傳統(tǒng)的順序控制被存儲(chǔ)控制程序所取代。另外，大量的控制、定時(shí)電路被大量節(jié)省下來(lái)。所以計(jì)算機(jī)的可編程程序是簡(jiǎn)化自動(dòng)化儀表硬件結(jié)構(gòu)最大功臣。

2）可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理

在自動(dòng)化儀表中，微處理器和軟件的運(yùn)用貢獻(xiàn)著很大的力量，不僅可以提供更為豐富的處理功能，還可以分擔(dān)傳統(tǒng)測(cè)量中硬件過(guò)大的負(fù)荷問(wèn)題，從而在化工生產(chǎn)時(shí)，可以最大限度地發(fā)揮檢索、優(yōu)化的作用。

3）可精確計(jì)算

快速而高效地完成信息處理是計(jì)算機(jī)的一大優(yōu)勢(shì)，精確計(jì)算是其他設(shè)備無(wú)法與之比擬的，自動(dòng)化儀表內(nèi)置有計(jì)算機(jī)功能，所以可以依照事先已經(jīng)編寫好和存儲(chǔ)好的程序自動(dòng)、高速、精確地進(jìn)行信息處理，從而提高化工生產(chǎn)的社會(huì)生產(chǎn)率。

4）可記憶

計(jì)算機(jī)有存儲(chǔ)記憶的功能，能夠保存原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、最終結(jié)果和計(jì)算程序，所以操作者可以快速地將所需要的東西查找出來(lái)。在自動(dòng)化儀表中使用計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器就可以發(fā)揮作用——記憶。并且可以將多種不同狀態(tài)下的信息進(jìn)行記憶，不僅可以方便信息的調(diào)用，而且可以利用這些信息及時(shí)方便地解決化工生產(chǎn)中遇到問(wèn)題。

5）可自診斷

通過(guò)通信器可以查出變送器自診斷的故障結(jié)果信息。智能儀表建立在微電子技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，超大規(guī)模集成電路的嵌入，將CPU、存儲(chǔ)器、A/D轉(zhuǎn)換、輸入/輸出等功能集成在一塊芯片上，甚至將PID控制組件也置入其中。加之現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用，智能儀表與控制系統(tǒng)之間的數(shù)字通訊將替代以往的模擬傳遞，大大提高了精度和可靠性，避免了模擬信號(hào)在傳輸過(guò)程中的衰減，長(zhǎng)期難以解決的干擾問(wèn)題得到解決。此外，由于數(shù)字通訊，節(jié)省了大量電纜、安裝材料和安裝費(fèi)用。

二、化工儀表中智能自動(dòng)化的應(yīng)用

化工儀表自動(dòng)化、智能化是當(dāng)前儀表發(fā)展的主流趨勢(shì)，更是時(shí)代發(fā)展和化工生產(chǎn)的必然需要。傳統(tǒng)化工儀表精確性低，已難以滿足當(dāng)前化工生產(chǎn)需要?；どa(chǎn)中若儀表出現(xiàn)故障，造成安全事故，導(dǎo)致化工污染或爆炸現(xiàn)象，后果不堪設(shè)想。智能自動(dòng)化儀表具有自動(dòng)信息監(jiān)測(cè)、轉(zhuǎn)化功能，能將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)，且這類儀表通常能夠融入到自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用，能大大提高生產(chǎn)效率，降低人工控制強(qiáng)度?；どa(chǎn)具有一定特殊性和復(fù)雜性，對(duì)各項(xiàng)變量控制有著較高要求，儀表必須直觀、準(zhǔn)確、易用，而傳統(tǒng)控制模式效率低，效果差。

智能自動(dòng)化儀表應(yīng)用，由計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行控制，軟件參數(shù)可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，所以儀表控制更具針對(duì)性，利用簡(jiǎn)單軟件編程便可完成復(fù)雜控制功能，且能夠進(jìn)行誤差修正，能把數(shù)據(jù)誤差降到最低。

智能自動(dòng)化儀表具體應(yīng)用安裝中，必須嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)范，確保安全系數(shù)。例如，有害氣體檢測(cè)儀表的應(yīng)用。相關(guān)規(guī)定明確指出：可能散發(fā)可燃?xì)怏w的場(chǎng)所必須設(shè)置可燃?xì)怏w檢測(cè)儀表；使用或生產(chǎn)涉及甲類氣體或乙A類液體場(chǎng)所，必須設(shè)置監(jiān)測(cè)探頭；可能造成甲類氣體泄漏的現(xiàn)場(chǎng)必須設(shè)置檢測(cè)儀表；生產(chǎn)中涉及甲B類液體存儲(chǔ)、裝卸現(xiàn)場(chǎng)，必須安裝有毒氣體檢測(cè)儀表。在儀表安裝中，安裝位置應(yīng)不大于釋放源十五米，若室外考慮到風(fēng)向問(wèn)題則不大于五米。另外，應(yīng)將儀表接入網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化儀表控制，將計(jì)算機(jī)與儀表連接起來(lái)，利用自動(dòng)記錄和自動(dòng)組織聯(lián)想功能來(lái)實(shí)時(shí)分析儀表數(shù)據(jù)，將示波器連接到WEB，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的及時(shí)調(diào)取和查看，進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，并檢測(cè)臨界值，借助網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境來(lái)進(jìn)行智能測(cè)量，高效完成各項(xiàng)變量測(cè)量，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋到控制中心，傳送到需要這些信息的部門，進(jìn)行自動(dòng)備份上傳到服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。這些保存在服務(wù)器上的數(shù)據(jù)不易丟失，便于調(diào)用，能夠降低數(shù)據(jù)管理難度和費(fèi)用。另外，這種儀表網(wǎng)絡(luò)模式，實(shí)際操作中技術(shù)人員不必親臨現(xiàn)場(chǎng)就能夠完成數(shù)據(jù)分析工作，數(shù)據(jù)分析效率更高，響應(yīng)速度更快。但具體應(yīng)用中，必須做好智能自動(dòng)化儀表維護(hù)工作。

智能自動(dòng)化儀表精密度較高，所處環(huán)境復(fù)雜特殊，易受到外界環(huán)境干擾和影響，若不定期對(duì)其維護(hù)，將造成儀表失靈或失準(zhǔn)，便很難保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，甚至?xí)?dǎo)致誤操作、誤動(dòng)等現(xiàn)象的發(fā)生，這十分不利于安全生產(chǎn)。因此，要及時(shí)進(jìn)行維護(hù)、檢修、置換，對(duì)儀表準(zhǔn)確性進(jìn)行調(diào)試。若發(fā)現(xiàn)儀表發(fā)生故障，及時(shí)進(jìn)行處理，保障生產(chǎn)安全。

三、對(duì)于智能儀表技術(shù)及其應(yīng)用未來(lái)發(fā)展方向的建議

1）智能儀表的智能化程度有待進(jìn)一步提高

智能儀表的智能化程度表征著其應(yīng)用的廣度和深度，目前的智能儀表還只是處于一個(gè)較低水平的初級(jí)智能化階段，但某些特殊工藝及應(yīng)用場(chǎng)合則對(duì)儀表的智能化提出了較高的要求，而當(dāng)前的智能化理論，如：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、小波理論、混沌理論等已經(jīng)具備潛在的應(yīng)用基礎(chǔ)，這就意味著我們有必要也有能力結(jié)合具體的應(yīng)用需要下大氣力開發(fā)高級(jí)智能化的儀表技術(shù)。

2）智能儀表的穩(wěn)定性、可靠性有待長(zhǎng)期和持續(xù)的關(guān)注

儀表運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性是用戶首要關(guān)心的問(wèn)題，智能儀表也不例外，隨著智能儀表技術(shù)的不斷拓展、新型的智能儀表也將陸續(xù)投放市場(chǎng)，這需要我們始終把握一個(gè)原則：每一項(xiàng)智能新技術(shù)的應(yīng)用有待實(shí)踐的檢驗(yàn)，是否用戶有信心和勇氣敢于做“第一個(gè)吃螃蟹的人”。這就需要安全性、可靠性技術(shù)的并行開發(fā)。

3）智能儀表的潛在功能應(yīng)用有待最大化

目前工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用尚未將智能儀表的功能發(fā)揮最大化，而更多的只是應(yīng)用了其總體功能的半數(shù)左右，而這一應(yīng)用現(xiàn)狀的主要原因是，控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)忽略了諸如現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這需要儀表廠商與用戶建立良好的合作伙伴關(guān)系，加強(qiáng)長(zhǎng)期合作，以短期投資促長(zhǎng)期效益，通過(guò)建立“智能儀表+現(xiàn)場(chǎng)總線”的控制系統(tǒng)架構(gòu)，確立優(yōu)化的投資觀念，達(dá)成和諧共贏的目標(biāo)。

結(jié) 論：在化工生產(chǎn)過(guò)程中化工儀表發(fā)揮著重要作用，是順利生產(chǎn)，保障生產(chǎn)安全的重要基礎(chǔ)設(shè)施?；どa(chǎn)具有一定危險(xiǎn)性，所使用的原料多為易燃易爆危險(xiǎn)品，所以生產(chǎn)中對(duì)各項(xiàng)變量參數(shù)的準(zhǔn)確性要求較高，顯然傳統(tǒng)儀表已難以滿足現(xiàn)代化工生產(chǎn)需求，因此化工儀表中應(yīng)積極應(yīng)用智能自動(dòng)化技術(shù)。在化工安全生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)，可以有效控制液位、壓力、溫度等參數(shù)。一旦出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)出、報(bào)警、聯(lián)鎖、緊急切斷等功能，防范事故的發(fā)生，大大的提高了化工生產(chǎn)的安全指數(shù)。

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