化工自動化儀表的安裝與管理

張亞東，李金鶴，陸 佳

（江蘇藍天安全科技有限公司，江蘇南通 226004）

0 引言

化工生產(chǎn)中危險因素較多，對環(huán)境造成的破壞較大，涉及到的人員、設(shè)備、材料種類多樣?；どa(chǎn)通常在封閉容器中進行，往往需要高溫和高壓環(huán)境，安全隱患較大?？茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是計算機技術(shù)的迅猛進步，使自動化技術(shù)在化工生產(chǎn)過程中的應(yīng)用越來越廣泛，構(gòu)建自動化控制系統(tǒng)可以遠程控制化工儀表，及時調(diào)整化工工藝參數(shù)，使整個化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)都能得到有效控制，保證生產(chǎn)環(huán)境的安全有序，避免出現(xiàn)安全事故。

1 化工自動化儀表的種類和安裝規(guī)范

化工生產(chǎn)項目涉及到的化工設(shè)備種類較多，根據(jù)不同的劃分依據(jù)可以將之規(guī)定為不同的類型，比如根據(jù)安裝類型劃分可將化工自動化儀表分為架裝儀表、盤裝儀表和現(xiàn)場儀表等。根據(jù)使用能源狀況可將化工自動化儀表劃分為電動儀表、氣動儀表及液動儀表?；ぷ詣踊瘍x表適用范圍較廣，種類繁多，安裝和管理過程中存在一定難度，要求技術(shù)人員具備專業(yè)的安裝知識，了解設(shè)備運行原理，能夠結(jié)合化工生產(chǎn)的實際需求，合理開展化工自動化儀表的安裝，保證化工生產(chǎn)流程的科學(xué)性和穩(wěn)定性。

化工自動化儀表中的溫度檢測儀表主要基于溫度傳感器檢測化工生產(chǎn)過程中的溫度參數(shù)，儀表使用的溫度傳感器主要包括雙金屬溫度計、熱電阻溫度計及熱電偶溫度計等。溫度傳感器的選擇是由所測介質(zhì)的溫度范圍以及物理化學(xué)性質(zhì)決定的。在溫度檢測儀表測試及溫度傳感器的安裝過程中，需要注意相應(yīng)型號補償導(dǎo)線的搭配，保證溫度傳感器的正常使用，提高溫度傳感器的靈敏性和精確性。其次，化工自動化儀表中的壓力檢測儀表主要包括現(xiàn)場壓力表、壓力開關(guān)及壓力變送器，主要依據(jù)壓力傳感器的測量壓差進行測量，可以有效檢測化工生產(chǎn)過程中密閉空間的壓力，適時監(jiān)測化工反應(yīng)的環(huán)境并進行報警[1]。

在化工自動化儀表的安裝與管理過程中，必須按照相應(yīng)的行業(yè)規(guī)范及標準要求進行。結(jié)合儀器裝置的功能特點，明確安裝原理及設(shè)備的工作原理，保證安裝活動順利有序地開展。由于化工企業(yè)儀表種類較多，不同的儀表所發(fā)揮的功能也各不相同，在進行儀表自動化構(gòu)建及設(shè)備安裝的過程中，工作人員必須明確不同儀表裝置所發(fā)揮的作用以及儀表的使用環(huán)境條件、安裝環(huán)境以及影響因素等。同時，技術(shù)人員還要明確儀表的材質(zhì)特點、結(jié)構(gòu)特點、工作機理等，保證安裝后的儀表能正常工作和穩(wěn)定運行，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。目前常見的化工設(shè)備儀表主要包括執(zhí)行類設(shè)備儀表及檢測類設(shè)備儀，主要是對化工生產(chǎn)期間各種溫度、流量、壓力等參數(shù)進行測量，結(jié)合化工生產(chǎn)實際需求進行參數(shù)的調(diào)整與記錄，保證化工裝置正常運行。執(zhí)行儀表主要根據(jù)調(diào)節(jié)類儀表的相關(guān)指令以及所測試的數(shù)據(jù)進行處理和工作，調(diào)節(jié)對應(yīng)的輸入輸出量以及生產(chǎn)控制模式，使化工生產(chǎn)活動順利進行，以提高生產(chǎn)效益[2]。

2 化工儀表自動化安裝與管理注意事項

2.1 流量測量表精度問題

化工生產(chǎn)活動對原材料的精度控制要求較高。在實際生產(chǎn)過程中，需要各種流量測量設(shè)備和控制設(shè)備對原料的使用量進行精確的管理與控制，保證原料投入量的穩(wěn)定性和精確性，避免出現(xiàn)過大誤差而引起反應(yīng)失敗，確保生產(chǎn)準確科學(xué)地完成。我國化工企業(yè)多采用沖程泵實現(xiàn)配料的運送，通過沖程泵往復(fù)運動的柱塞合理控制配料量，實現(xiàn)物料的精確微量控制，保證生產(chǎn)過程安全開展，避免因原材料問題造成的反應(yīng)失敗以及經(jīng)濟損失[3]。

2.2 設(shè)備安裝前的資料準備工作

化工設(shè)備自動化儀表的安裝與管理活動涉及的材料較多，內(nèi)容復(fù)雜，需要按照行業(yè)標準與規(guī)范安裝。安裝前必須要結(jié)合應(yīng)用的技術(shù)、材料、設(shè)備、人員等，全面收集涉及到的資料，并制定安裝圖紙。設(shè)備安裝過程要嚴格按照圖紙要求，保證安裝的嚴謹性和程序性。安裝前的資料準備主要包括施工圖紙的準備、安裝說明書的準備以及自控安裝準備等，需要準備的資料種類較多，這些資料在很大程度上直接關(guān)系著設(shè)備安裝的成敗，也為后續(xù)的管理與維護提供有效的數(shù)據(jù)支持。因此，安裝人員必須要加強對相關(guān)資料的收集與管理，做好設(shè)備安裝數(shù)據(jù)的計算，仔細閱讀說明書，以指導(dǎo)后續(xù)的設(shè)備安裝工作，保證設(shè)備安裝的合理性和科學(xué)性，使安裝后的設(shè)備能長期正常運行[4]。

2.3 缺乏專業(yè)水平高的人才

化工設(shè)備建設(shè)以及自動化設(shè)備的安裝涉及的技術(shù)含量較高，需要安裝人員具備專業(yè)的設(shè)備安裝知識以及豐富的安裝經(jīng)驗。目前，我國化工企業(yè)普遍缺乏專業(yè)水平高的人才，依然采取落后的工藝進行自動化儀表的安裝工作，設(shè)備的自動化性能得不到充分發(fā)揮，對企業(yè)經(jīng)濟效益的提升效果不明顯，因此必須要加強高素質(zhì)專業(yè)人才的培養(yǎng)以及引進，為人才提供充足的發(fā)展空間，提高其工作積極性，保證化工企業(yè)設(shè)備建設(shè)的自動化水平。其次，一些企業(yè)雖然已經(jīng)認識到自動化儀表設(shè)備安裝與管理的重要意義，也明確人才的重要性，但從實際情況來看，化工企業(yè)普遍缺乏對現(xiàn)有人才的培養(yǎng)與維護，人才流失嚴重，現(xiàn)有人才培訓(xùn)不到位，安裝人員實際操作與培訓(xùn)內(nèi)容差別較大，影響自動化設(shè)備安裝活動的順利開展[5]。

2.4 控制系統(tǒng)容錯性能問題

化工企業(yè)生產(chǎn)過程使用的溫度檢測元件主要是熱電阻和熱電偶，通過溫度檢測元件得到化工生產(chǎn)過程中的溫度數(shù)據(jù)，為化工生產(chǎn)參數(shù)的調(diào)整以及設(shè)備的自動化控制提供有效數(shù)據(jù)參考，實時監(jiān)控化工設(shè)備內(nèi)部的溫度變化情況?；どa(chǎn)自動化控制過程中經(jīng)常使用熱電偶檢測元件檢測安全柵機柜以及控制器機柜的溫度情況，熱電偶檢測元件靈活性相對更好，檢測精度更高，應(yīng)用于重要設(shè)備的溫度監(jiān)測過程中，能及時發(fā)現(xiàn)溫度異常，并采取有效措施進行處理，避免故障的擴大而影響生產(chǎn)。在自動化控制過程中，要求每項生產(chǎn)環(huán)節(jié)和生產(chǎn)內(nèi)容都有有效的監(jiān)測系統(tǒng)，保證每個環(huán)節(jié)的元件都處于良好的工作狀態(tài)，提高檢測數(shù)據(jù)的精確度以及控制系統(tǒng)的容錯性能，以保證自動化系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

3 化工儀表自動化設(shè)備安裝與管理對策

3.1 優(yōu)化人機界面

計算機技術(shù)的飛速發(fā)展使智能化控制系統(tǒng)在化工企業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，得以真正實現(xiàn)自動化管理與控制，減少人力資源的使用，提高控制精度和控制效率。傳統(tǒng)的化工企業(yè)控制裝置和系統(tǒng)一般只設(shè)置一個控制室，應(yīng)用智能化控制系統(tǒng)后需要設(shè)置并行式控制室，實現(xiàn)中央控制室與多個子控制室聯(lián)用的控制方法，提高控制效率。在化工企業(yè)生產(chǎn)控制過程中，中央控制器采用液晶顯示設(shè)備實時顯示儀表的準確信息和內(nèi)容，員工可以通過人機界面進行自動化生產(chǎn)的輔助控制，及時調(diào)整異常參數(shù)，人機控制界面還可以確定具體的工位號以及所需要執(zhí)行的操作方式，實現(xiàn)DCS 組態(tài)。同時也可以利用人機控制界面進行化工生產(chǎn)工藝流程圖及模擬圖的制作，審核生產(chǎn)工藝的有效性，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，保證生產(chǎn)的順利進行[6]。

3.2 增加儀器監(jiān)視功能

化工企業(yè)生產(chǎn)過程中存在的安全隱患較多，會對人員的生命安全造成嚴重威脅，因此可以通過增加儀器監(jiān)視功能的方式，保證設(shè)備運行的安全性和可靠性。做好安全檢測工作，發(fā)現(xiàn)安全隱患與安全問題并及時處理，保證生產(chǎn)安全。在設(shè)備安裝過程中，要安裝全面的監(jiān)控系統(tǒng)，充分發(fā)揮儀器設(shè)備的監(jiān)控功能，監(jiān)控對象包括設(shè)備的運轉(zhuǎn)以及生產(chǎn)流程。在化工生產(chǎn)設(shè)備自動化安裝與管理的過程中，通常需要在設(shè)備安裝的同時安裝多個輔助儀器設(shè)備，使各設(shè)備之間相互協(xié)調(diào)配合以提高生產(chǎn)效率。由于涉及化工生產(chǎn)的儀器設(shè)備互相影響且互相干擾，因此在安裝過程中，要根據(jù)施工圖紙按照連貫性原則進行設(shè)備安裝，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)監(jiān)控的作用，提高監(jiān)控數(shù)據(jù)的準確性，保證化工設(shè)備正常運行。

3.3 常規(guī)控制部分

常規(guī)控制部分是化工設(shè)備儀表自動化系統(tǒng)建設(shè)中的重要組成部分，主要通過自動化技術(shù)進行各項儀表的連續(xù)控制和批量控制，包括機動組合儀表、電動單元組合儀表以及DCS 儀表。常規(guī)控制部分控制方案的核心技術(shù)是PID 調(diào)節(jié)方式，化工企業(yè)最常用的控制方式包括串級調(diào)節(jié)方式、單回路調(diào)節(jié)方式以及前饋調(diào)節(jié)方式?？刂品绞揭鶕?jù)企業(yè)的生產(chǎn)目的及生產(chǎn)環(huán)節(jié)選擇，提高控制算法性能的穩(wěn)定性與計算的速度，實現(xiàn)自動化系統(tǒng)補償和追蹤功能，提高化工設(shè)備的整體水平。

4 結(jié)束語

綜上所述，化工設(shè)備建設(shè)過程中儀表自動化設(shè)備的安裝與管理直接關(guān)系著企業(yè)的生產(chǎn)水平，影響企業(yè)的安全生產(chǎn)活動?？茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展使各項新技術(shù)在化工企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越深化，極大地提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的穩(wěn)定性。在化工設(shè)備建設(shè)過程中積極引入自動化設(shè)備，提高企業(yè)生產(chǎn)的安全性和可靠性，保證企業(yè)的生產(chǎn)效益、經(jīng)濟效益和社會效益，促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。